Hvordan vand bevæger sig gennem planter

Planternes betydning i hverdagen kan ikke undervurderes. De giver ilt, mad, husly, skygge og utallige andre funktioner.

De bidrager også til vandets bevægelse gennem miljøet. Planter selv kan prale af deres egen unikke måde at tage vand på og frigive det i atmosfæren.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

Planter kræver vand til biologiske processer. Vandets bevægelse gennem planter involverer en sti fra rod til stilk til blad ved hjælp af specialiserede celler.

Vand er afgørende for plantenes liv på de mest basale niveauer af stofskifte. For at et anlæg kan få adgang til vand til biologiske processer, har det brug for et system til at flytte vand fra jorden til forskellige plantedele.

Hovedvandbevægelsen i planter er igennem osmose fra rødderne til stilkene til bladene. Hvordan gør det? vandtransport i planter forekommer? Vandbevægelse i planter opstår, fordi planter har et specielt system til at trække vand ind, lede det gennem plantens krop og til sidst frigive det til det omgivende miljø.

Hos mennesker cirkulerer væsker i kroppe via kredsløbssystemet i vener, arterier og kapillærer. Der er også specialiseret netværk af væv, der hjælper processen med næringsstof- og vandbevægelse i planter. Disse kaldes xylem og flyde.

Planterødder strækker sig ned i jorden og søger vand og mineraler, så planten kan vokse. Når rødderne har fundet vand, vandrer vandet op gennem planten helt til bladene. Plantestrukturen, der bruges til denne vandbevægelse i planter fra rod til blad, kaldes xylem.

Xylem er en slags plantevæv, der er lavet af døde celler, der strækkes ud. Disse celler, navngivet tracheider, har en hård komposition, lavet af cellulose og det elastiske stof lignin. Cellerne stables og danner kar, så vandet kan bevæge sig med lidt modstand. Xylem er vandtæt og har ingen cytoplasma i dets celler.

Vand løber op gennem planten gennem xylemrørene, indtil den når mesofyl celler, som er svampede celler, der frigiver vandet gennem minimale porer kaldet stomata. Samtidigt, stomata tillader også kuldioxid at komme ind i et anlæg til fotosyntese. Planter har flere stomata på deres blade, især på undersiden.

Forskellige miljøfaktorer kan hurtigt udløse stomata til at åbne eller lukke. Disse inkluderer temperatur, kuldioxidkoncentrat i bladet, vand og lys. Stomata tæt på natten; de lukker også som reaktion på for meget intern kuldioxid og for at forhindre for meget vandtab afhængigt af lufttemperaturen.

Lys udløser dem til at åbne. Dette signalerer plantens beskyttelsesceller om at trække vand ind. Beskyttelsescellens membraner pumper derefter brintioner ud, og kaliumioner kan komme ind i cellen. Det osmotiske tryk falder, når kalium ophobes, hvilket resulterer i vandtiltrækning til cellen. Ved varme temperaturer har disse beskyttelsesceller ikke så meget adgang til vand og kan lukke op.

Luft kan også fylde xylems tracheider. Denne proces, navngivet kavitation, kan resultere i små luftbobler, der kan hindre vandgennemstrømning. For at undgå dette problem tillader grober i xylemceller vand at bevæge sig, mens de forhindrer gasbobler i at undslippe. Resten af ​​xylem kan fortsætte med at flytte vand som normalt. Om natten, når stomataen lukker op, kan gasboblen opløses i vandet igen.

Vand kommer ud som vanddamp fra bladene og fordamper. Denne proces kaldes transpiration.

I modsætning til xylem er floemceller levende celler. De udgør også skibe, og deres vigtigste funktion er at flytte næringsstoffer gennem hele planten. Disse næringsstoffer inkluderer aminosyrer og sukker.

I løbet af årstiderne kan sukker f.eks. Flyttes fra rødderne til bladene. Processen med at flytte næringsstoffer gennem hele planten kaldes translokation.

Spidserne på planterødder indeholder rodhårceller. Disse er rektangulære i form og har lange haler. Rødhårene selv kan strække sig ned i jorden og absorbere vand i en diffusionsproces kaldet osmose.

Osmose i rødder fører til vand, der bevæger sig ind i rodhårceller. Når vand bevæger sig ind i rodhårcellerne, kan det rejse gennem planten. Vand gør først sin vej til rodbark og passerer gennem endodermis. Når de er der, kan den få adgang til xylemrørene og give mulighed for vandtransport i planter.

Der er flere stier til vandretur på tværs af rødder. En metode holder vand mellem cellerne, så vandet ikke kommer ind i dem. I en anden metode krydser vand cellemembraner. Det kan derefter bevæge sig ud af membranen til andre celler. Endnu en anden metode til vandbevægelse fra rødderne involverer vand, der passerer gennem celler via krydser mellem celler, der kaldes plasmodesmata.

Efter at have passeret gennem rodbarken bevæger vand sig gennem endodermis eller voksagtigt cellelag. Dette er en slags barriere for vand og shunter det gennem endodermale celler som et filter. Derefter kan vand få adgang til xylem og fortsætte mod plantens blade.

Mennesker og dyr trækker vejret. Planter har deres egen vejrtrækningsproces, men det kaldes det transpiration.

Når vand bevæger sig gennem en plante og når sine blade, kan det til sidst frigives fra bladene via transpiration. Du kan se tegn på denne metode til "vejrtrækning" ved at fastgøre en klar plastpose omkring en plantes blade. Til sidst vil du se vanddråber i posen, der viser transpiration fra bladene.

Transpirationsstrømmen beskriver processen med vand transporteret fra xylem i en strøm fra rod til blad. Det inkluderer også metoden til at flytte mineralioner rundt, holde planterne robuste via vandturgor og sørge for blade har nok vand til fotosyntese og tillader vandet at fordampe for at holde bladene kølige i varme temperaturer.

Når plantetranspiration kombineres med fordampning fra land, kaldes dette evapotranspiration. Transpirationsstrømmen resulterer i cirka 10 procent af fugtudslip i jordens atmosfære.

Planter kan miste en betydelig mængde vand gennem transpiration. Selvom det ikke er en proces, der kan ses med det blotte øje, er effekten af ​​vandtab målelig. Selv majs kan frigive så meget som 4.000 liter vand om dagen. Store hårdttræstræer kan frigive så meget som 40.000 liter dagligt.

Satser for transpiration varierer afhængigt af status for atmosfæren omkring en plante. Vejrforhold spiller en fremtrædende rolle, men transpiration påvirkes også af jord og topografi.

Temperatur alene påvirker i høj grad transpiration. I varmt vejr og i stærk sol udløses stomataerne for at åbne og frigive vanddamp. Men i koldt vejr opstår den modsatte situation, og stomataen lukker op.

Luftens tørhed påvirker direkte transpirationshastigheder. Hvis vejret er fugtigt og luften fuld af fugt, er det mindre sandsynligt, at en plante frigiver så meget vand via transpiration. Under tørre forhold transpirerer planterne imidlertid let. Selv bevægelse af vind kan øge transpiration.

Forskellige planter tilpasser sig forskellige vækstmiljøer, herunder i deres transpirationshastigheder. I tørre klimaer som ørkener kan nogle planter holde fast på vandet bedre, såsom sukkulenter eller kaktus.