Většina lidí ví, že rostliny potřebují vodu, aby zůstaly naživu, ale zjistit, jak často je zalévat, může být pro botaniky i nadšence rostlin obtížné. Jedním jednoduchým trikem je označit kalendář, když zaléváte svou rostlinu, a poté počkat, až začne vadnout, a vypočítat, jak dlouho mezi zaléváním čekat. Ideální načasování je těsně předtím, než rostlina vadne.
Věda, proč to funguje? Buněčné membrány a osmóza.
Všechny buňky musí přemisťovat molekuly do a ven z buňky. Některé mechanismy, jak toho dosáhnout, vyžadují, aby buňka využívala energii, například nastavení pump v buněčné membráně k transportu molekul.
Difúze je způsob, jak zdarma přesunout některé molekuly přes membránu - z oblastí s vyšší koncentrací rozpuštěných látek na nižší koncentraci - aniž by bylo nutné, aby buňka utrácela cennou energii. Osmóza je hodně jako difúze, ale namísto pohybu molekul nebo rozpuštěných látek pohne rozpouštědlem, kterým je čistá voda.
Proces osmózy
Polopropustné membrány, jaké najdete v živočišné a rostlinné buňky
Osmotický tlak jednoduše přesune molekuly vody přes membránu, dokud rozpuštěná látka (molekula rozpuštěná ve vodě) nedosáhne rovnováhy. V tomto okamžiku je množství rozpuštěné látky a rozpouštědla (voda) stejné na každé straně membrány.
Zvažte například roztok slané vody, kde je sůl rozpuštěna ve vodě přes membránu. Pokud je na jedné straně membrány vyšší koncentrace soli, voda se pohybuje od méně slaná strana přes membránu na slanější stranu, dokud nejsou obě strany membrány stejně slané.
Tři typy příkladů osmózy
Proces osmózy může způsobit, že se buňky zmenší nebo rozšíří (nebo zůstanou stejné) při pohybu molekul vody. Osmóza ovlivňuje buňky různě v závislosti na typu daného řešení.
V případě a hypertonické řešení, mimo buňku je více rozpuštěné látky než uvnitř buňky. Chcete-li to vyrovnat, molekuly vody opustit buňku a pohybovat se směrem ke straně membrány s vyšší koncentrací rozpuštěné látky. Tato ztráta vody způsobí zmenšení buňky.
Pokud je řešením a hypotonické řešení, uvnitř buňky je více rozpuštěné látky než vně buňky. K nalezení rovnováhy se molekuly vody přesouvají do buňky, což způsobuje, že se buňka rozšiřuje, jak se zvyšuje objem vody uvnitř buňky.
An izotonické řešení má stejné množství rozpuštěné látky na obou stranách buněčné membrány, takže tato buňka je již v rovnováze. Zůstane stabilní, nebude se zmenšovat ani otokovat.
Jak osmóza ovlivňuje buňky
Dobrým modelem pro pochopení toho, jak proces osmózy ovlivňuje lidské buňky, jsou červené krvinky. Tělo se tvrdě udržuje izotonické podmínky takže vaše červené krvinky zůstávají v rovnováze, ani se nezmenšují, ani neotékají.
Za vysoce hypertonických podmínek se červené krvinky zmenšují, což může červené krvinky usmrtit. Vysoce hypotonické podmínky nejsou o nic lepší, protože červené krvinky mohou bobtnat, dokud neprasknou, což se nazývá lýza.
V rostlinné buňce, která je tuhá buněčná stěna mimo buněčnou membránu bude osmóza čerpat vodu do buňky pouze do určitého bodu. Rostlina uchovává tuto vodu ve své centrální vakuole. Vnitřní tlak rostliny, tzv turgorový tlak, brání vstupu příliš velkého množství vody do buňky pro skladování ve vakuole.
Pamatujete si tu rostlinu, kterou jste potřebovali zalévat? Vadne bez dostatečného zavlažování, protože rostlina ztrácí turgorový tlak.