Wie sich Wasser durch Pflanzen bewegt

Die Bedeutung von Pflanzen im Alltag ist nicht zu unterschätzen. Sie bieten Sauerstoff, Nahrung, Schutz, Schatten und unzählige andere Funktionen.

Sie tragen auch zur Bewegung des Wassers durch die Umwelt bei. Pflanzen selbst rühmen sich ihrer eigenen einzigartigen Art, Wasser aufzunehmen und an die Atmosphäre abzugeben.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Pflanzen benötigen Wasser für biologische Prozesse. Die Bewegung von Wasser durch Pflanzen umfasst einen Weg von der Wurzel über den Stängel zum Blatt unter Verwendung spezialisierter Zellen.

Wasser ist auf den grundlegendsten Ebenen des Stoffwechsels für das Leben von Pflanzen unerlässlich. Damit eine Pflanze Zugang zu Wasser für biologische Prozesse hat, benötigt sie ein System, das Wasser aus dem Boden zu verschiedenen Pflanzenteilen transportiert.

Die Hauptwasserbewegung in Pflanzen ist durch Osmose von den Wurzeln über die Stängel bis zu den Blättern. Wie funktioniert Wassertransport in Pflanzen vorkommen? Die Wasserbewegung in Pflanzen tritt auf, weil Pflanzen über ein spezielles System verfügen, um Wasser aufzunehmen, durch den Körper der Pflanze zu leiten und schließlich an die Umgebung abzugeben.

Beim Menschen zirkulieren Flüssigkeiten im Körper über das Kreislaufsystem von Venen, Arterien und Kapillaren. Es gibt auch ein spezielles Gewebenetzwerk, das den Prozess der Nährstoff- und Wasserbewegung in Pflanzen unterstützt. Diese nennt man xylem und phloem.

Pflanzenwurzeln greifen in den Boden und suchen Wasser und Mineralien, damit die Pflanze wachsen kann. Sobald die Wurzeln Wasser finden, wandert das Wasser durch die Pflanze bis zu den Blättern. Die Pflanzenstruktur, die für diese Wasserbewegung in Pflanzen von der Wurzel bis zum Blatt verwendet wird, wird Xylem genannt.

Xylem ist eine Art Pflanzengewebe, das aus abgestorbenen Zellen besteht, die ausgestreckt sind. Diese Zellen, genannt Tracheiden, besitzen eine zähe Zusammensetzung, aus Zellulose und die widerstandsfähige Substanz Lignin. Die Zellen sind gestapelt und bilden Gefäße, die es dem Wasser ermöglichen, mit geringem Widerstand zu wandern. Xylem ist wasserdicht und hat keine Zytoplasma in seinen Zellen.

Wasser fließt durch die Xylem-Röhren die Pflanze hinauf, bis es erreicht Mesophyll Zellen, bei denen es sich um schwammartige Zellen handelt, die das Wasser durch winzige Poren, genannt Stomata. Gleichzeitig, Stomata ermöglichen auch, dass Kohlendioxid zur Photosynthese in eine Pflanze gelangt. Pflanzen besitzen mehrere Spaltöffnungen an ihren Blättern, insbesondere an der Unterseite.

Verschiedene Umweltfaktoren können das Öffnen oder Schließen von Stomata schnell auslösen. Dazu gehören Temperatur, Kohlendioxidkonzentrat im Blatt, Wasser und Licht. Stomata in der Nacht hautnah; sie schließen auch als Reaktion auf zu viel inneres Kohlendioxid und um zu viel Wasserverlust zu verhindern, abhängig von der Lufttemperatur.

Licht bewirkt, dass sie sich öffnen. Dies signalisiert den Schließzellen der Pflanze, Wasser aufzunehmen. Die Membranen der Schließzellen pumpen dann Wasserstoffionen aus und Kaliumionen können in die Zelle eindringen. Der osmotische Druck sinkt, wenn sich Kalium aufbaut, was zu einer Anziehung von Wasser in die Zelle führt. Bei heißen Temperaturen haben diese Schließzellen weniger Zugang zu Wasser und können sich verschließen.

Luft kann auch die Tracheiden des Xylems füllen. Dieser Prozess, genannt Hohlraumbildung, kann zu winzigen Luftblasen führen, die den Wasserfluss behindern könnten. Um dieses Problem zu vermeiden, ermöglichen Vertiefungen in Xylemzellen die Bewegung von Wasser und verhindern gleichzeitig das Entweichen von Gasblasen. Der Rest des Xylems kann wie gewohnt weiter Wasser bewegen. Nachts, wenn sich die Spaltöffnungen schließen, kann sich die Gasblase wieder im Wasser auflösen.

Wasser tritt als Wasserdampf aus den Blättern aus und verdunstet. Dieser Vorgang heißt Transpiration.

Phloemzellen sind im Gegensatz zu Xylem lebende Zellen. Sie bilden auch Gefäße und ihre Hauptfunktion besteht darin, Nährstoffe durch die Pflanze zu transportieren. Zu diesen Nährstoffen gehören Aminosäuren und Zucker.

Im Laufe der Jahreszeiten kann beispielsweise Zucker von den Wurzeln in die Blätter verlagert werden. Der Prozess der Nährstoffbewegung durch die Pflanze wird als. bezeichnet Translokation.

Die Spitzen der Pflanzenwurzeln enthalten Wurzelhaarzellen. Diese sind rechteckig und haben lange Schwänze. Die Wurzelhaare selbst können sich in den Boden ausdehnen und in einem Diffusionsprozess, der Osmose genannt wird, Wasser aufnehmen.

Osmose in den Wurzeln führt dazu, dass Wasser in die Wurzelhaarzellen eindringt. Sobald Wasser in die Haarwurzelzellen eindringt, kann es durch die Pflanze wandern. Wasser gelangt zuerst in die Wurzelrinde und geht durch die Endodermis. Dort angekommen, kann es auf die Xylemröhrchen zugreifen und den Wassertransport in Pflanzen ermöglichen.

Es gibt mehrere Wege für die Reise des Wassers über die Wurzeln. Eine Methode hält Wasser zwischen den Zellen, damit das Wasser nicht in sie eindringt. Bei einer anderen Methode kreuzt Wasser Zellmembranen. Es kann dann aus der Membran zu anderen Zellen wandern. Eine weitere Methode der Wasserbewegung aus den Wurzeln besteht darin, dass Wasser durch die Zellen über Verbindungen zwischen Zellen fließt, die als bezeichnet werden Plasmodesmata.

Nach dem Durchgang durch die Wurzelrinde bewegt sich Wasser durch die Endodermis oder wachsartige Zellschicht. Dies ist eine Art Barriere für Wasser und leitet es wie ein Filter durch endodermale Zellen. Dann kann Wasser auf das Xylem zugreifen und zu den Blättern der Pflanze gelangen.

Menschen und Tiere atmen. Pflanzen besitzen einen eigenen Atmungsprozess, der jedoch als bezeichnet wird Transpiration.

Sobald Wasser durch eine Pflanze fließt und ihre Blätter erreicht, kann es schließlich durch Transpiration aus den Blättern freigesetzt werden. Sie können Beweise für diese Methode des „Atmens“ sehen, indem Sie eine durchsichtige Plastiktüte um die Blätter einer Pflanze legen. Schließlich sehen Sie Wassertröpfchen in der Tüte, die die Transpiration der Blätter demonstrieren.

Der Transpirationsstrom beschreibt den Prozess des Wassertransports aus dem Xylem in einem Strom von der Wurzel bis zum Blatt. Es beinhaltet auch die Methode, Mineralionen zu bewegen, Pflanzen durch Wasserturgor stabil zu halten und sicherzustellen, dass Blätter haben genug Wasser für die Photosynthese und lassen das Wasser verdunsten, um die Blätter warm zu halten Temperaturen.

Wenn die Transpiration von Pflanzen mit der Verdunstung von Land kombiniert wird, wird dies als bezeichnet Verdunstung. Der Transpirationsstrom führt zu etwa 10 Prozent der Feuchtigkeitsabgabe an die Atmosphäre der Erde.

Pflanzen können durch Transpiration viel Wasser verlieren. Auch wenn es sich um einen mit bloßem Auge nicht erkennbaren Vorgang handelt, ist die Wirkung des Wasserverlustes messbar. Sogar Mais kann an einem Tag bis zu 4.000 Gallonen Wasser freisetzen. Große Hartholzbäume können täglich bis zu 40.000 Gallonen freisetzen.

Transpirationsraten variieren je nach Zustand der Atmosphäre um eine Pflanze herum. Die Wetterbedingungen spielen eine herausragende Rolle, aber die Transpiration wird auch von Böden und Topographie beeinflusst.

Die Temperatur allein beeinflusst die Transpiration stark. Bei warmem Wetter und starker Sonne öffnen sich die Spaltöffnungen und geben Wasserdampf ab. Bei kaltem Wetter tritt jedoch die umgekehrte Situation ein und die Spaltöffnungen schließen sich.

Die Trockenheit der Luft wirkt sich direkt auf die Transpirationsraten aus. Wenn das Wetter feucht und die Luft voller Feuchtigkeit ist, wird eine Pflanze weniger wahrscheinlich so viel Wasser durch Transpiration abgeben. Unter trockenen Bedingungen verdunsten die Pflanzen jedoch leicht. Auch Windbewegungen können die Transpiration erhöhen.

Verschiedene Pflanzen passen sich an unterschiedliche Wachstumsumgebungen an, einschließlich ihrer Transpirationsraten. In trockenen Klimazonen wie Wüsten können einige Pflanzen Wasser besser halten, wie Sukkulenten oder Kakteen.