Bagaimana Air Bergerak Melalui Tumbuhan

Pentingnya tanaman dalam kehidupan sehari-hari tidak dapat diremehkan. Mereka menyediakan oksigen, makanan, tempat tinggal, naungan dan fungsi lainnya yang tak terhitung jumlahnya.

Mereka juga berkontribusi pada pergerakan air melalui lingkungan. Tumbuhan sendiri membanggakan cara unik mereka dalam mengambil air dan melepaskannya ke atmosfer.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Tumbuhan membutuhkan air untuk proses biologis. Pergerakan air melalui tumbuhan melibatkan jalur dari akar ke batang ke daun, menggunakan sel-sel khusus.

Air sangat penting untuk kehidupan tanaman pada tingkat metabolisme yang paling dasar. Agar tanaman dapat mengakses air untuk proses biologis, diperlukan sistem untuk memindahkan air dari tanah ke bagian tanaman yang berbeda.

Pergerakan air utama pada tumbuhan adalah melalui osmosa dari akar ke batang ke daun. Bagaimana transportasi air pada tumbuhan terjadi? Pergerakan air pada tumbuhan terjadi karena tumbuhan memiliki sistem khusus untuk menarik air masuk, mengalirkannya melalui tubuh tumbuhan dan akhirnya melepaskannya ke lingkungan sekitarnya.

Pada manusia, cairan beredar dalam tubuh melalui sistem peredaran darah vena, arteri dan kapiler. Ada juga jaringan khusus jaringan yang membantu proses pergerakan nutrisi dan air pada tanaman. Ini disebut xilem dan floem.

Akar tanaman mencapai ke dalam tanah dan mencari air dan mineral bagi tanaman untuk tumbuh. Setelah akar menemukan air, air mengalir melalui tanaman sampai ke daunnya. Struktur tumbuhan yang digunakan untuk pergerakan air pada tumbuhan dari akar ke daun disebut xilem.

Xilem adalah sejenis jaringan tumbuhan yang terbuat dari sel-sel mati yang direntangkan. Sel-sel ini, bernama trakea, memiliki komposisi yang kuat, terbuat dari selulosa dan zat tangguh lignin. Sel-sel ditumpuk dan membentuk pembuluh, memungkinkan air mengalir dengan sedikit hambatan. Xilem tahan air dan tidak memiliki sitoplasma dalam sel-selnya.

Air mengalir ke atas tanaman melalui tabung xilem sampai mencapai mesofil sel, yang merupakan sel sepon yang melepaskan air melalui pori-pori sangat kecil yang disebut stomata. Serentak, stomata juga memungkinkan karbon dioksida masuk ke tanaman untuk fotosintesis. Tumbuhan memiliki beberapa stomata pada daunnya, terutama di bagian bawah.

Faktor lingkungan yang berbeda dapat dengan cepat memicu stomata untuk membuka atau menutup. Ini termasuk suhu, konsentrat karbon dioksida di daun, air dan cahaya. Stomata menutup di malam hari; mereka juga menutup sebagai respons terhadap terlalu banyak karbon dioksida internal dan untuk mencegah terlalu banyak kehilangan air, tergantung pada suhu udara.

Cahaya memicu mereka untuk membuka. Ini menandakan sel penjaga tanaman untuk menarik air. Membran sel penjaga kemudian memompa keluar ion hidrogen, dan ion kalium dapat masuk ke dalam sel. Tekanan osmotik menurun ketika kalium menumpuk, menghasilkan daya tarik air ke sel. Dalam suhu panas, sel penjaga ini tidak memiliki banyak akses ke air dan dapat menutup.

Udara juga dapat mengisi trakeid xilem. Proses ini, bernama kavitasi, dapat menghasilkan gelembung udara kecil yang dapat menghambat aliran air. Untuk menghindari masalah ini, lubang di sel xilem memungkinkan air bergerak sambil mencegah gelembung gas keluar. Sisa xilem dapat terus mengalirkan air seperti biasa. Pada malam hari, ketika stomata menutup, gelembung gas dapat larut kembali ke dalam air.

Air keluar sebagai uap air dari daun dan menguap. Proses ini disebut transpirasi.

Berbeda dengan xilem, sel floem adalah sel hidup. Mereka juga membentuk pembuluh, dan fungsi utamanya adalah memindahkan nutrisi ke seluruh tanaman. Nutrisi tersebut antara lain: asam amino dan gula.

Selama musim, misalnya, gula dapat dipindahkan dari akar ke daun. Proses pemindahan unsur hara ke seluruh bagian tumbuhan disebut translokasi.

Ujung akar tanaman mengandung sel-sel rambut akar. Ini berbentuk persegi panjang dan memiliki ekor yang panjang. Bulu-bulu akar sendiri dapat meluas ke dalam tanah dan menyerap air dalam proses difusi yang disebut osmosis.

Osmosis di akar menyebabkan air bergerak ke sel-sel rambut akar. Setelah air bergerak ke dalam sel-sel rambut akar, air dapat mengalir ke seluruh tanaman. Air pertama kali sampai ke korteks akar dan melewati endodermis. Sesampai di sana, ia dapat mengakses tabung xilem dan memungkinkan transportasi air pada tumbuhan.

Ada banyak jalur untuk perjalanan air melintasi akar. Salah satu metode menjaga air di antara sel-sel sehingga air tidak masuk ke dalamnya. Dalam metode lain, air tidak menyeberang membran sel. Kemudian dapat bergerak keluar dari membran ke sel lain. Namun metode lain pergerakan air dari akar melibatkan air yang melewati sel melalui sambungan antar sel yang disebut plasmodesmata.

Setelah melewati korteks akar, air bergerak melalui endodermis, atau lapisan seluler berlilin. Ini adalah semacam penghalang untuk air dan mengalirkannya melalui sel-sel endodermal seperti filter. Kemudian air dapat mengakses xilem dan melanjutkan menuju daun tanaman.

Manusia dan hewan bernafas. Tumbuhan memiliki proses pernapasannya sendiri, tetapi disebut transpirasi.

Setelah air bergerak melalui tanaman dan mencapai daunnya, akhirnya dapat dilepaskan dari daun melalui transpirasi. Anda dapat melihat bukti metode "bernapas" ini dengan memasang kantong plastik bening di sekitar daun tanaman. Akhirnya Anda akan melihat tetesan air di dalam kantong, menunjukkan transpirasi dari daun.

Aliran transpirasi menggambarkan proses transportasi air dari xilem dalam aliran dari akar ke daun. Ini juga termasuk metode memindahkan ion mineral di sekitar, menjaga tanaman tetap kokoh melalui turgor air, memastikan daun memiliki cukup air untuk fotosintesis dan membiarkan air menguap untuk menjaga daun tetap dingin di tempat yang hangat suhu.

Ketika transpirasi tanaman digabungkan dengan penguapan dari darat, ini disebut evapotranspirasi. Aliran transpirasi menghasilkan sekitar 10 persen pelepasan uap air ke atmosfer Bumi.

Tanaman dapat kehilangan sejumlah besar air melalui transpirasi. Meski bukan proses yang bisa dilihat dengan mata telanjang, efek kehilangan air bisa diukur. Bahkan jagung bisa mengeluarkan air sebanyak 4.000 galon dalam sehari. Pohon kayu keras besar dapat melepaskan sebanyak 40.000 galon setiap hari.

Tingkat transpirasi bervariasi tergantung pada status atmosfer di sekitar tanaman. Kondisi cuaca memainkan peran penting, tetapi transpirasi juga dipengaruhi oleh tanah dan topografi.

Suhu saja sangat mempengaruhi transpirasi. Dalam cuaca hangat, dan di bawah sinar matahari yang kuat, stomata dipicu untuk membuka dan melepaskan uap air. Namun, dalam cuaca dingin, situasi sebaliknya terjadi, dan stomata akan menutup.

Kekeringan udara secara langsung mempengaruhi laju transpirasi. Jika cuaca lembab dan udara penuh kelembaban, tanaman cenderung melepaskan air sebanyak mungkin melalui transpirasi. Namun, dalam kondisi kering, tanaman mudah terjadi. Bahkan pergerakan angin dapat meningkatkan transpirasi.

Tumbuhan yang berbeda beradaptasi dengan lingkungan pertumbuhan yang berbeda, termasuk dalam tingkat transpirasinya. Di iklim kering seperti gurun, beberapa tanaman dapat menahan air lebih baik, seperti sukulen atau kaktus.