La plupart des gens savent que les plantes ont besoin d'eau pour rester en vie, mais déterminer à quelle fréquence les arroser peut être difficile pour les botanistes et les amateurs de plantes. Une astuce simple consiste à marquer le calendrier lorsque vous arrosez votre plante, puis attendez qu'elle commence à se faner pour calculer combien de temps il faut attendre entre les arrosages. Le moment idéal est juste avant que la plante ne fane.
La science derrière pourquoi cela fonctionne? Membranes cellulaires et osmose.
Toutes les cellules ont besoin de déplacer des molécules dans et hors de la cellule. Certains des mécanismes pour y parvenir nécessitent que la cellule utilise de l'énergie, comme la mise en place de pompes dans la membrane cellulaire pour transporter les molécules.
La diffusion est un moyen de déplacer gratuitement certaines molécules à travers une membrane - des zones de concentration plus élevée de solutés à une concentration plus faible - sans que la cellule ne dépense une énergie précieuse. L'osmose ressemble beaucoup à la diffusion, mais au lieu de déplacer les molécules, ou le soluté, elle déplace le solvant, qui est de l'eau pure.
Processus d'osmose
Les membranes semi-perméables, comme celles que l'on trouve dans cellules animales et végétales, séparez l'intérieur de la cellule de ce qui se trouve à l'extérieur de la cellule. Le processus d'osmose déplace les molécules d'eau à travers le membrane semipermeable lorsqu'il existe un gradient de concentration tel qu'il existe différentes concentrations de soluté de chaque côté de la membrane biologique.
Pression osmotique déplacera simplement les molécules d'eau à travers la membrane jusqu'à ce que le soluté (la molécule dissoute dans l'eau) atteigne l'équilibre. À ce stade, la quantité de soluté et de solvant (eau) est égale de chaque côté de la membrane.
Par exemple, considérons une solution d'eau salée où le sel est dissous dans l'eau à travers une membrane. S'il y a une concentration plus élevée de sel d'un côté de la membrane, l'eau se déplace du moins côté salé à travers la membrane vers le côté le plus salé jusqu'à ce que les deux côtés de la membrane soient également salés.
Trois types d'exemples d'osmose
Le processus d'osmose peut provoquer le rétrécissement ou l'expansion des cellules (ou leur maintien) avec le mouvement des molécules d'eau. L'osmose affecte les cellules différemment selon le type de solution en question.
Dans le cas d'un solution hypertonique, il y a plus de soluté à l'extérieur de la cellule qu'à l'intérieur de la cellule. Pour égaliser cela, molécules d'eau quitter la cellule, se déplaçant vers le côté de la membrane avec une concentration de soluté plus élevée. Cette perte d'eau provoque le rétrécissement de la cellule.
Si la solution est un solution hypotonique, il y a plus de soluté à l'intérieur de la cellule qu'à l'extérieur de la cellule. Pour trouver l'équilibre, les molécules d'eau se déplacent dans la cellule, provoquant l'expansion de la cellule à mesure que le volume d'eau à l'intérieur de la cellule augmente.
Un solution isotonique a la même quantité de soluté des deux côtés de la membrane cellulaire, donc cette cellule est déjà à l'équilibre. Il restera stable, sans rétrécissement ni gonflement.
Comment l'osmose affecte les cellules
Un bon modèle pour comprendre comment le processus d'osmose affecte les cellules humaines est le globule rouge. Le corps travaille dur pour se maintenir conditions isotoniques pour que vos globules rouges restent à l'équilibre, sans rétrécissement ni gonflement.
Dans des conditions hautement hypertoniques, les globules rouges rétrécissent, ce qui peut tuer les globules rouges. Les conditions hautement hypotoniques ne sont pas meilleures car les globules rouges peuvent gonfler jusqu'à éclater, ce qui est appelé lyse.
Dans une cellule végétale, qui a un paroi cellulaire à l'extérieur de la membrane cellulaire, l'osmose n'attirera l'eau dans la cellule que jusqu'à un certain point. La plante stocke cette eau dans sa vacuole centrale. La pression interne de la plante, appelée pression de turgescence, empêche trop d'eau d'entrer dans la cellule pour le stockage dans la vacuole.
Vous vous souvenez de cette plante que vous aviez besoin d'arroser? Il flétrit sans arrosage suffisant car la plante perd de la pression de turgescence.