Πώς το νερό κινείται μέσω φυτών

Η σημασία των φυτών στην καθημερινή ζωή δεν μπορεί να υποτιμηθεί. Παρέχουν οξυγόνο, τροφή, καταφύγιο, σκιά και αμέτρητες άλλες λειτουργίες.

Συμβάλλουν επίσης στην κίνηση του νερού μέσω του περιβάλλοντος. Τα ίδια τα φυτά διαθέτουν τον δικό τους μοναδικό τρόπο λήψης νερού και απελευθέρωσής τους στην ατμόσφαιρα.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Τα φυτά απαιτούν νερό για βιολογικές διεργασίες. Η μετακίνηση του νερού μέσω φυτών περιλαμβάνει ένα μονοπάτι από τη ρίζα στο στέλεχος στο φύλλο, χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα κύτταρα.

Το νερό είναι απαραίτητο για τη ζωή των φυτών στα πιο βασικά επίπεδα μεταβολισμού. Προκειμένου μια εγκατάσταση να έχει πρόσβαση στο νερό για βιολογικές διεργασίες, χρειάζεται ένα σύστημα για τη μεταφορά νερού από το έδαφος σε διαφορετικά μέρη του φυτού.

Η κύρια κίνηση του νερού στα φυτά έχει ολοκληρωθεί ώσμωση από τις ρίζες έως τους μίσχους στα φύλλα. Πώς κάνει μεταφορά νερού σε φυτά συμβαίνουν; Η μετακίνηση του νερού στα φυτά συμβαίνει επειδή τα φυτά έχουν ένα ειδικό σύστημα για να αντλούν νερό, να το διοχετεύουν μέσω του σώματος του φυτού και τελικά να το απελευθερώνουν στο περιβάλλον.

Στους ανθρώπους, τα υγρά κυκλοφορούν στο σώμα μέσω του κυκλοφορικού συστήματος των φλεβών, των αρτηριών και των τριχοειδών αγγείων. Υπάρχει επίσης εξειδικευμένο δίκτυο ιστών που βοηθά στη διαδικασία της κίνησης των θρεπτικών ουσιών και του νερού στα φυτά. Αυτά ονομάζονται ξυλέμ και φλόμη.

Οι ρίζες των φυτών φτάνουν στο έδαφος και αναζητούν νερό και μέταλλα για την ανάπτυξη του φυτού. Μόλις οι ρίζες βρουν νερό, το νερό ταξιδεύει μέχρι το φυτό μέχρι τα φύλλα του. Η δομή του φυτού που χρησιμοποιείται για αυτήν την κίνηση του νερού σε φυτά από ρίζα σε φύλλο ονομάζεται ξυλέμ.

Το Xylem είναι ένα είδος φυτικού ιστού που αποτελείται από νεκρά κύτταρα που είναι τεντωμένα. Αυτά τα κελιά, που ονομάζονται τραχειάδες, έχουν μια σκληρή σύνθεση, φτιαγμένη από κυτταρίνη και η ανθεκτική ουσία λιγνίνη. Τα κύτταρα στοιβάζονται και σχηματίζουν δοχεία, επιτρέποντας στο νερό να ταξιδεύει με μικρή αντίσταση. Το Xylem είναι αδιάβροχο και δεν έχει κυτόπλασμα στα κελιά του.

Το νερό ταξιδεύει στο φυτό μέσω των σωλήνων ξυλέμιου μέχρι να φτάσει μεσοφύλλη κύτταρα, τα οποία είναι σπογγώδη κύτταρα που απελευθερώνουν το νερό μέσω μικροσκοπικών πόρων που ονομάζονται στομάτα. ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ, στομάτα επιτρέπουν επίσης το διοξείδιο του άνθρακα να εισέλθει σε ένα φυτό για φωτοσύνθεση. Τα φυτά διαθέτουν αρκετά στομάτα στα φύλλα τους, ιδιαίτερα στην κάτω πλευρά.

Διαφορετικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν γρήγορα να προκαλέσουν άνοιγμα ή κλείσιμο στοματικών στοιχείων. Αυτά περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία, το συμπύκνωμα διοξειδίου του άνθρακα στο φύλλο, το νερό και το φως. Το Stomata κλείνει τη νύχτα. Κλείνουν επίσης σε απόκριση υπερβολικού εσωτερικού διοξειδίου του άνθρακα και για την πρόληψη υπερβολικής απώλειας νερού, ανάλογα με τη θερμοκρασία του αέρα.

Το φως τους προκαλεί να ανοίξουν. Αυτό σηματοδοτεί τα κύτταρα προστασίας του φυτού να αντλούν νερό. Οι μεμβράνες των προστατευτικών κυττάρων στη συνέχεια αντλούν τα ιόντα υδρογόνου και τα ιόντα καλίου μπορούν να εισέλθουν στο κύτταρο. Η οσμωτική πίεση μειώνεται όταν συσσωρεύεται το κάλιο, με αποτέλεσμα έλξη νερού στο κύτταρο. Σε θερμές θερμοκρασίες, αυτά τα προστατευτικά κύτταρα δεν έχουν τόσο μεγάλη πρόσβαση στο νερό και μπορούν να κλείσουν.

Ο αέρας μπορεί επίσης να γεμίσει τα τραχεία του xylem. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ΣΠΗΛΑΙΩΣΗ, μπορεί να οδηγήσει σε μικροσκοπικές φυσαλίδες αέρα που θα μπορούσαν να εμποδίσουν τη ροή του νερού. Για να αποφευχθεί αυτό το πρόβλημα, οι κοιλότητες στα κύτταρα ξυλέμματος επιτρέπουν την κίνηση του νερού, εμποδίζοντας παράλληλα τη διαφυγή φυσαλίδων αερίου. Το υπόλοιπο του ξυλίου μπορεί να συνεχίσει να κινεί το νερό ως συνήθως. Τη νύχτα, όταν τα στομάτα κλείνουν, η φυσαλίδα αερίου μπορεί να διαλύεται ξανά στο νερό.

Το νερό εξέρχεται ως υδρατμός από τα φύλλα και εξατμίζεται. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαπνοή.

Σε αντίθεση με το xylem, τα κύτταρα floem είναι ζωντανά κύτταρα. Αποτελούν επίσης αγγεία και η κύρια λειτουργία τους είναι να μεταφέρουν θρεπτικά συστατικά σε όλο το φυτό. Αυτά τα θρεπτικά συστατικά περιλαμβάνουν αμινοξέα και σάκχαρα.

Κατά τη διάρκεια των εποχών, για παράδειγμα, τα σάκχαρα μπορούν να μετακινηθούν από τις ρίζες στα φύλλα. Η διαδικασία μεταφοράς θρεπτικών συστατικών σε όλο το φυτό ονομάζεται μετατόπιση.

Οι άκρες των φυτικών ριζών περιέχουν ριζικά κύτταρα τριχών. Αυτά έχουν ορθογώνιο σχήμα και έχουν μεγάλες ουρές. Οι ίδιες οι τρίχες ρίζας μπορούν να εκτείνονται στο έδαφος και να απορροφούν νερό σε μια διαδικασία διάχυσης που ονομάζεται όσμωση.

Η όσμωση στις ρίζες οδηγεί στο νερό να μετακινείται στα ριζικά κύτταρα των μαλλιών. Μόλις το νερό μετακινηθεί στα ριζικά κύτταρα των μαλλιών, μπορεί να ταξιδέψει σε όλο το φυτό. Το νερό πηγαίνει πρώτα στο φλοιός ρίζας και περνά μέσα από το ενδοδερμία. Μόλις φτάσει εκεί, μπορεί να έχει πρόσβαση στους σωλήνες xylem και να επιτρέπει τη μεταφορά νερού σε φυτά.

Υπάρχουν πολλά μονοπάτια για το ταξίδι του νερού στις ρίζες. Μία μέθοδος διατηρεί το νερό μεταξύ των κυττάρων έτσι ώστε το νερό να μην εισέρχεται σε αυτά. Σε μια άλλη μέθοδο, το νερό διασχίζει κυτταρικές μεμβράνες. Στη συνέχεια μπορεί να μετακινηθεί από τη μεμβράνη σε άλλα κύτταρα. Ακόμη μια άλλη μέθοδος μετακίνησης νερού από τις ρίζες περιλαμβάνει το νερό που διέρχεται από τα κύτταρα μέσω συνδέσεων μεταξύ των κυττάρων που ονομάζονται πλασμωδικά δεδομένα.

Αφού περάσει από τον ριζικό φλοιό, το νερό κινείται μέσω του ενδοδερμίου ή του κηρώδους κυτταρικού στρώματος. Αυτό είναι ένα είδος φραγμού για το νερό και το απομακρύνει μέσω ενδοδερμικών κυττάρων όπως ένα φίλτρο. Στη συνέχεια, το νερό μπορεί να αποκτήσει πρόσβαση στο ξύλλιο και να προχωρήσει προς τα φύλλα του φυτού.

Άνθρωποι και ζώα αναπνέουν. Τα φυτά διαθέτουν τη δική τους διαδικασία αναπνοής, αλλά ονομάζεται διαπνοή.

Μόλις το νερό διασχίσει ένα φυτό και φτάσει στα φύλλα του, μπορεί τελικά να απελευθερωθεί από τα φύλλα μέσω διαπνοής. Μπορείτε να δείτε ενδείξεις αυτής της μεθόδου «αναπνοής» ασφαλίζοντας μια διαυγή πλαστική σακούλα γύρω από τα φύλλα ενός φυτού. Τελικά θα δείτε σταγονίδια νερού στη σακούλα, δείχνοντας διαπνοή από τα φύλλα.

Το ρεύμα διαπνοής περιγράφει τη διαδικασία του νερού που μεταφέρεται από το ξυλόμορφο σε ένα ρεύμα από ρίζα σε φύλλο. Περιλαμβάνει επίσης τη μέθοδο μετακίνησης ορυκτών ιόντων, διατηρώντας τα φυτά ανθεκτικά μέσω του turgor νερού, διασφαλίζοντας Τα φύλλα έχουν αρκετό νερό για φωτοσύνθεση και επιτρέπουν στο νερό να εξατμιστεί για να διατηρήσει τα φύλλα δροσερά σε ζεστό θερμοκρασίες.

Όταν η διαπνοή των φυτών συνδυάζεται με εξάτμιση από τη γη, αυτό ονομάζεται εξατμισοδιαπνοή. Η ροή διαπνοής οδηγεί σε περίπου 10 τοις εκατό απελευθέρωση υγρασίας στην ατμόσφαιρα της Γης.

Τα φυτά μπορούν να χάσουν σημαντική ποσότητα νερού μέσω διαπνοής. Παρόλο που δεν είναι μια διαδικασία που μπορεί να φανεί με γυμνό μάτι, το αποτέλεσμα της απώλειας νερού είναι μετρήσιμο. Ακόμα και το καλαμπόκι μπορεί να απελευθερώσει έως και 4.000 γαλόνια νερού την ημέρα. Μεγάλα δέντρα σκληρού ξύλου μπορούν να απελευθερώσουν έως και 40.000 γαλόνια ημερησίως.

Ρυθμοί διαπνοής ποικίλλουν ανάλογα με την κατάσταση της ατμόσφαιρας γύρω από ένα φυτό. Οι καιρικές συνθήκες διαδραματίζουν εξέχοντα ρόλο, αλλά η διαπνοή επηρεάζεται επίσης από τα εδάφη και την τοπογραφία.

Η θερμοκρασία από μόνη της επηρεάζει σημαντικά την διαπνοή. Σε ζεστό καιρό και σε έντονο ήλιο, τα στομάτα ενεργοποιούνται για να ανοίξουν και να απελευθερώσουν υδρατμούς. Ωστόσο, σε κρύο καιρό, εμφανίζεται η αντίθετη κατάσταση και τα στομάτα θα κλείσουν.

Η ξηρότητα του αέρα επηρεάζει άμεσα τους ρυθμούς διαπνοής. Εάν ο καιρός είναι υγρός και ο αέρας γεμάτος υγρασία, ένα φυτό είναι λιγότερο πιθανό να απελευθερώσει τόσο πολύ νερό μέσω διαπνοής. Ωστόσο, σε ξηρές συνθήκες, τα φυτά εμφανίζονται εύκολα. Ακόμη και η κίνηση του ανέμου μπορεί να αυξήσει την διαπνοή.

Διαφορετικά φυτά προσαρμόζονται σε διαφορετικά περιβάλλοντα ανάπτυξης, συμπεριλαμβανομένων των ρυθμών διαπνοής τους. Σε ξηρά κλίματα όπως οι έρημοι, ορισμένα φυτά μπορούν να συγκρατούν καλύτερα το νερό, όπως παχύφυτα ή κάκτοι.