L'importance des plantes dans la vie quotidienne ne peut être sous-estimée. Ils fournissent de l'oxygène, de la nourriture, un abri, de l'ombre et d'innombrables autres fonctions.
Ils contribuent également au mouvement de l'eau dans l'environnement. Les plantes elles-mêmes ont leur propre façon unique d'absorber l'eau et de la libérer dans l'atmosphère.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les plantes ont besoin d'eau pour les processus biologiques. Le mouvement de l'eau à travers les plantes implique une voie de la racine à la tige en passant par la feuille, en utilisant des cellules spécialisées.
Transport de l'eau dans les plantes
L'eau est essentielle à la vie des plantes aux niveaux les plus élémentaires du métabolisme. Pour qu'une plante puisse accéder à l'eau pour les processus biologiques, elle a besoin d'un système pour déplacer l'eau du sol vers différentes parties de la plante.
Le mouvement principal de l'eau dans les plantes se fait par osmose des racines aux tiges aux feuilles. Comment
Chez l'homme, les fluides circulent dans les corps via le système circulatoire des veines, des artères et des capillaires. Il existe également un réseau spécialisé de tissus qui facilite le processus de mouvement des nutriments et de l'eau dans les plantes. Ceux-ci sont appelés xylème et phloème.
Qu'est-ce que Xylem ?
Les racines des plantes pénètrent dans le sol et recherchent de l'eau et des minéraux pour la croissance de la plante. Une fois que les racines ont trouvé de l'eau, l'eau remonte à travers la plante jusqu'à ses feuilles. La structure végétale utilisée pour ce mouvement de l'eau chez les plantes de la racine à la feuille est appelée xylème.
Le xylème est une sorte de tissu végétal composé de cellules mortes étirées. Ces cellules, nommées trachéides, possèdent une composition dure, faite de cellulose et la substance résiliente lignine. Les cellules sont empilées et forment des vaisseaux, permettant à l'eau de circuler avec peu de résistance. Xylem est étanche et n'a pas cytoplasme dans ses cellules.
L'eau remonte la plante à travers les tubes du xylème jusqu'à ce qu'elle atteigne mésophylle cellules, qui sont des cellules spongieuses qui libèrent l'eau à travers de minuscules pores appelés stomates. Simultanément, stomates permettent également au dioxyde de carbone d'entrer dans une plante pour la photosynthèse. Les plantes possèdent plusieurs stomates sur leurs feuilles, en particulier sur la face inférieure.
Différents facteurs environnementaux peuvent déclencher rapidement l'ouverture ou la fermeture des stomates. Ceux-ci incluent la température, le concentré de dioxyde de carbone dans la feuille, l'eau et la lumière. Stomates se bouchent la nuit; ils se ferment également en réponse à une trop grande quantité de dioxyde de carbone interne et pour éviter une trop grande perte d'eau, en fonction de la température de l'air.
La lumière les déclenche pour s'ouvrir. Cela signale aux cellules de garde de la plante d'aspirer de l'eau. Les membranes des cellules de garde pompent alors des ions hydrogène et des ions potassium peuvent pénétrer dans la cellule. La pression osmotique diminue lorsque le potassium s'accumule, entraînant une attraction de l'eau vers la cellule. Par temps chaud, ces cellules de garde n'ont pas autant accès à l'eau et peuvent se fermer.
L'air peut également remplir les trachéides du xylème. Ce processus, nommé cavitation, peut entraîner de minuscules bulles d'air qui pourraient entraver l'écoulement de l'eau. Pour éviter ce problème, les trous dans les cellules du xylème permettent à l'eau de se déplacer tout en empêchant les bulles de gaz de s'échapper. Le reste du xylème peut continuer à déplacer l'eau comme d'habitude. La nuit, lorsque les stomates se referment, la bulle de gaz peut se dissoudre à nouveau dans l'eau.
L'eau sort sous forme de vapeur d'eau des feuilles et s'évapore. Ce processus est appelé transpiration.
Qu'est-ce que Phloem?
Contrairement au xylème, les cellules du phloème sont des cellules vivantes. Ils constituent également des vaisseaux et leur fonction principale est de déplacer les nutriments dans toute la plante. Ces nutriments comprennent acides aminés et les sucres.
Au fil des saisons, par exemple, les sucres peuvent être déplacés des racines vers les feuilles. Le processus de déplacement des nutriments dans toute la plante est appelé transfert.
Osmose dans les racines
Les pointes des racines des plantes contiennent des cellules ciliées des racines. Ceux-ci sont de forme rectangulaire et ont de longues queues. Les poils absorbants eux-mêmes peuvent s'étendre dans le sol et absorber l'eau dans un processus de diffusion appelé osmose.
L'osmose dans les racines entraîne le déplacement de l'eau dans les cellules ciliées des racines. Une fois que l'eau pénètre dans les cellules ciliées de la racine, elle peut se déplacer dans toute la plante. L'eau fait d'abord son chemin vers le cortex racinaire et passe par le endoderme. Une fois là-bas, il peut accéder aux tubes du xylème et permettre le transport de l'eau dans les plantes.
Il existe plusieurs chemins pour le voyage de l'eau à travers les racines. Une méthode maintient l'eau entre les cellules afin que l'eau n'y pénètre pas. Dans une autre méthode, l'eau traverse membranes cellulaires. Il peut alors sortir de la membrane vers d'autres cellules. Encore une autre méthode de mouvement de l'eau à partir des racines implique que l'eau passe à travers les cellules via des jonctions entre les cellules appelées plasmodesmes.
Après avoir traversé le cortex racinaire, l'eau se déplace à travers l'endoderme, ou couche cellulaire cireuse. C'est une sorte de barrière pour l'eau et la fait passer à travers les cellules endodermiques comme un filtre. Ensuite, l'eau peut accéder au xylème et se diriger vers les feuilles de la plante.
Définition du flux de transpiration
Les gens et les animaux respirent. Les plantes possèdent leur propre processus de respiration, mais on l'appelle transpiration.
Une fois que l'eau traverse une plante et atteint ses feuilles, elle peut éventuellement se libérer des feuilles par transpiration. Vous pouvez voir des preuves de cette méthode de « respiration » en fixant un sac en plastique transparent autour des feuilles d'une plante. Finalement, vous verrez des gouttelettes d'eau dans le sac, démontrant la transpiration des feuilles.
Le flux de transpiration décrit le processus de transport de l'eau du xylème dans un flux de la racine à la feuille. Il comprend également la méthode de déplacement des ions minéraux, en gardant les plantes robustes grâce à la turgescence de l'eau, en s'assurant les feuilles ont suffisamment d'eau pour la photosynthèse et permettent à l'eau de s'évaporer pour garder les feuilles fraîches au chaud températures.
Effets sur la transpiration
Lorsque la transpiration des plantes est combinée à l'évaporation de la terre, cela s'appelle évapotranspiration. Le flux de transpiration entraîne environ 10 pour cent de la libération d'humidité dans l'atmosphère de la Terre.
Les plantes peuvent perdre une quantité importante d'eau par transpiration. Même s'il ne s'agit pas d'un processus visible à l'œil nu, l'effet de la perte d'eau est mesurable. Même le maïs peut libérer jusqu'à 4 000 gallons d'eau par jour. Les grands arbres feuillus peuvent libérer jusqu'à 40 000 gallons par jour.
Taux de transpiration varient en fonction de l'état de l'atmosphère autour d'une plante. Les conditions météorologiques jouent un rôle prépondérant, mais la transpiration est également affectée par les sols et la topographie.
La température à elle seule affecte grandement la transpiration. Par temps chaud et par fort soleil, les stomates sont déclenchés pour s'ouvrir et libérer de la vapeur d'eau. Cependant, par temps froid, la situation inverse se produit et les stomates se referment.
La sécheresse de l'air affecte directement les taux de transpiration. Si le temps est humide et l'air plein d'humidité, une plante est moins susceptible de libérer autant d'eau par transpiration. Cependant, dans des conditions sèches, les plantes transpirent facilement. Même le mouvement du vent peut augmenter la transpiration.
Différentes plantes s'adaptent à différents environnements de croissance, y compris dans leurs taux de transpiration. Dans les climats arides comme les déserts, certaines plantes peuvent mieux retenir l'eau, comme les succulentes ou les cactus.