La maggior parte delle persone sa che le piante hanno bisogno di acqua per rimanere in vita, ma capire quanto spesso annaffiarle può essere difficile sia per i botanici che per gli appassionati di piante. Un semplice trucco è quello di segnare il calendario quando innaffi la tua pianta, quindi aspetta che inizi ad appassire per calcolare quanto tempo aspettare tra le sessioni di irrigazione. Il momento ideale è appena prima che la pianta appassisca.
La scienza dietro perché funziona? Membrane cellulari e osmosi.
Tutte le cellule hanno bisogno di spostare le molecole dentro e fuori la cellula. Alcuni dei meccanismi per realizzare ciò richiedono che la cellula utilizzi energia, come l'installazione di pompe nella membrana cellulare per trasportare le molecole.
Diffusione è un modo per spostare gratuitamente alcune molecole attraverso una membrana, dalle aree a maggiore concentrazione di soluti a quelle a minore concentrazione, senza richiedere alla cellula di spendere energia preziosa. L'osmosi è molto simile alla diffusione, ma invece di muovere le molecole, o il soluto, muove il solvente, che è acqua pura.
Processo di osmosi
Membrane semipermeabili, come quelle che si trovano in cellule animali e vegetali, separare l'interno della cella da ciò che è all'esterno della cella. Il processo di osmosi sposta le molecole d'acqua attraverso il membrana semipermeabile quando c'è un gradiente di concentrazione tale che ci sono diverse concentrazioni di soluto su ciascun lato della membrana biologica.
Pressione osmotica muoverà semplicemente le molecole d'acqua attraverso la membrana fino a quando il soluto (la molecola disciolta nell'acqua) raggiunge l'equilibrio. A questo punto, la quantità di soluto e solvente (acqua) sono uguali su ciascun lato della membrana.
Ad esempio, considera una soluzione di acqua salata in cui il sale viene sciolto in acqua attraverso una membrana. Se c'è una maggiore concentrazione di sale su un lato della membrana, l'acqua si sposta dal meno lato salato attraverso la membrana al lato più salato fino a quando entrambi i lati della membrana sono ugualmente salati.
Tre tipi di esempi di osmosi
Il processo di osmosi può causare il restringimento o l'espansione delle cellule (o rimanere le stesse) con il movimento delle molecole d'acqua. L'osmosi colpisce le cellule in modo diverso a seconda del tipo di soluzione in questione.
Nel caso di a soluzione ipertonica, c'è più soluto all'esterno della cellula che all'interno della cellula. Per pareggiare questo, molecole d'acqua lasciare la cellula, spostandosi verso il lato della membrana con una maggiore concentrazione di soluto. Questa perdita d'acqua provoca il restringimento della cellula.
Se la soluzione è a soluzione ipotonica, c'è più soluto all'interno della cellula che all'esterno della cellula. Per trovare l'equilibrio, le molecole d'acqua si spostano all'interno della cellula, facendola espandere all'aumentare del volume d'acqua all'interno della cellula.
Un soluzione isotonica ha la stessa quantità di soluto su entrambi i lati della membrana cellulare, quindi questa cellula è già in equilibrio. Rimarrà stabile, né si restringe né si gonfia.
Come l'osmosi colpisce le cellule
Un buon modello per comprendere come il processo di osmosi influenzi le cellule umane è il globulo rosso. Il corpo lavora duramente per mantenersi condizioni isotoniche in modo che i globuli rossi rimangano in equilibrio, senza restringersi né gonfiarsi.
In condizioni altamente ipertoniche, i globuli rossi si restringono, il che può uccidere i globuli rossi. Le condizioni altamente ipotoniche non sono migliori poiché i globuli rossi possono gonfiarsi fino a scoppiare, il che si chiama lisi.
In una cellula vegetale, che ha un rigido parete cellulare al di fuori della membrana cellulare, l'osmosi attirerà l'acqua nella cellula solo fino a un certo punto. La pianta immagazzina quest'acqua nel suo vacuolo centrale. La pressione interna dell'impianto, chiamata pressione di turgore, impedisce a troppa acqua di entrare nella cellula per la conservazione nel vacuolo.
Ricordi quella pianta che dovevi innaffiare? Appassisce senza annaffiare a sufficienza perché la pianta perde la pressione del turgore.