Как водата се движи през растенията

Значението на растенията в ежедневието не може да бъде подценявано. Те осигуряват кислород, храна, подслон, сянка и безброй други функции.

Те също допринасят за движението на водата през околната среда. Самите растения могат да се похвалят със своя уникален начин да поемат вода и да я пускат в атмосферата.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Растенията се нуждаят от вода за биологични процеси. Движението на водата през растенията включва път от корена до стъблото до листа, като се използват специализирани клетки.

Водата е от съществено значение за живота на растенията при най-основните нива на метаболизма. За да може растението да има достъп до вода за биологични процеси, то се нуждае от система за преместване на вода от земята към различни части на растението.

Основното движение на водата в растенията е приключило осмоза от корените до стъблата до листата. Как воден транспорт в растенията се срещат? Движението на водата в растенията се случва, защото растенията имат специална система за изтегляне на вода, провеждането й през тялото на растението и в крайна сметка да я пуснат в околната среда.

При хората течностите циркулират в телата чрез кръвоносната система на вените, артериите и капилярите. Съществува и специализирана мрежа от тъкани, която подпомага процеса на движение на хранителни вещества и вода в растенията. Те се наричат ксилема и флоем.

Корените на растенията достигат до почвата и търсят вода и минерали, за да расте растението. След като корените намерят вода, водата се придвижва нагоре през растението чак до листата му. Растителната структура, използвана за това движение на водата в растенията от корен до лист, се нарича ксилема.

Ксилем е вид растителна тъкан, която е направена от разтегнати мъртви клетки. Тези клетки, наречени трахеиди, притежават здрав състав, направен от целулоза и еластичното вещество лигнин. Клетките са подредени и образуват съдове, позволявайки на водата да пътува с малко съпротивление. Xylem е водоустойчив и няма цитоплазма в клетките му.

Водата се движи нагоре по растението през ксилемните тръби, докато достигне мезофил клетки, които са гъбести клетки, които освобождават водата през малки пори, наречени устици. Едновременно, устици също така позволяват на въглеродния диоксид да влезе в растение за фотосинтеза. Растенията притежават няколко устици по листата си, особено от долната страна.

Различни фактори на околната среда могат бързо да предизвикат отваряне или затваряне на устиците. Те включват температура, концентрат на въглероден диоксид в листата, вода и светлина. Устицата отблизо през нощта; те също така се затварят в отговор на твърде много вътрешен въглероден диоксид и за предотвратяване на прекалено големи загуби на вода, в зависимост от температурата на въздуха.

Светлината ги задейства да се отворят. Това сигнализира защитните клетки на растението да изтеглят вода. След това мембраните на защитните клетки изпомпват водородни йони и калиевите йони могат да влязат в клетката. Осмотичното налягане намалява, когато калият се натрупва, което води до привличане на вода към клетката. При горещи температури тези защитни клетки нямат толкова голям достъп до вода и могат да се затворят.

Въздухът също може да запълни трахеидите на ксилемата. Този процес, наречен кавитация, може да доведе до малки въздушни мехурчета, които могат да възпрепятстват водния поток. За да се избегне този проблем, ямите в ксилемните клетки позволяват на водата да се движи, като същевременно предотвратяват изпускането на газови мехурчета. Останалата част от ксилемата може да продължи да движи вода, както обикновено. През нощта, когато устицата се затвори, газовият мехур може отново да се разтвори във водата.

Водата излиза като водна пара от листата и се изпарява. Този процес се нарича транспирация.

За разлика от ксилемата, флоемните клетки са живи клетки. Те също така съставят съдове и основната им функция е да преместват хранителни вещества в цялото растение. Тези хранителни вещества включват аминокиселини и захари.

В течение на сезоните, например, захарите могат да бъдат преместени от корените към листата. Нарича се процесът на придвижване на хранителните вещества в цялото растение транслокация.

Върховете на корените на растенията съдържат коренови космени клетки. Те са с правоъгълна форма и имат дълги опашки. Самите коренови власинки могат да се простират в почвата и да абсорбират вода в процес на дифузия, наречен осмоза.

Осмозата в корените води до преминаване на водата в кореновите космени клетки. След като водата се премести в кореновите космени клетки, тя може да пътува из цялото растение. Водата първо си проправя път до коренова кора и преминава през ендодермис. Веднъж там, той има достъп до ксилемните тръби и позволява транспортиране на вода в растенията.

Има множество пътеки за пътуване на водата през корените. Един метод задържа вода между клетките, така че водата да не попадне в тях. При друг метод водата наистина се пресича клетъчни мембрани. След това може да се премести от мембраната към други клетки. Още един метод за движение на водата от корените включва преминаване на вода през клетките чрез кръстовища между клетки, наречени плазмодесмати.

След като премине през кореновата кора, водата се движи през ендодермата или восъчния клетъчен слой. Това е нещо като бариера за водата и я пренася през ендодермални клетки като филтър. Тогава водата може да достигне ксилемата и да продължи към листата на растението.

Хората и животните дишат. Растенията притежават свой собствен процес на дишане, но той се нарича транспирация.

След като водата премине през растението и достигне листата му, тя в крайна сметка може да се освободи от листата чрез транспирация. Можете да видите доказателства за този метод на „дишане“, като осигурите прозрачен найлонов плик около листата на растението. В крайна сметка ще видите капчици вода в торбата, демонстриращи транспирация от листата.

Транспирационният поток описва процеса на вода, транспортирана от ксилемата в поток от корен до лист. Той също така включва метода за придвижване на минерални йони наоколо, поддържайки растенията здрави чрез воден тургор, като се уверите листата имат достатъчно вода за фотосинтеза и позволявайки на водата да се изпари, за да запази листата хладни на топло температури.

Когато транспирацията на растенията се комбинира с изпаряване от сушата, това се нарича евапотранспирация. Транспирационният поток води до около 10 процента от влагата в атмосферата на Земята.

Растенията могат да загубят значително количество вода чрез транспирация. Въпреки че това не е процес, който може да се види с просто око, ефектът от загубата на вода е измерим. Дори царевицата може да отдели до 4000 галона вода на ден. Големите дървета от твърда дървесина могат да отделят до 40 000 галона дневно.

Степен на транспирация варират в зависимост от състоянието на атмосферата около растението. Метеорологичните условия играят важна роля, но транспирацията се влияе и от почвите и топографията.

Само температурата оказва значително влияние върху транспирацията. При топло време и при силно слънце устиците се задействат, за да се отворят и освободят водни пари. При студено време обаче се получава обратната ситуация и устицата ще се затвори.

Сухотата на въздуха пряко влияе върху скоростта на транспирация. Ако времето е влажно и въздухът е пълен с влага, е по-малко вероятно растението да отдели толкова вода чрез транспирация. Въпреки това, в сухи условия, растенията лесно се превръщат. Дори движението на вятъра може да увеличи транспирацията.

Различните растения се адаптират към различните среди на растеж, включително в степента на транспирация. В сух климат като пустини някои растения могат да се задържат по-добре на водата, като сукуленти или кактуси.