L'importanza delle piante nella vita di tutti i giorni non può essere sottovalutata. Forniscono ossigeno, cibo, riparo, ombra e innumerevoli altre funzioni.
Contribuiscono anche al movimento dell'acqua attraverso l'ambiente. Le piante stesse vantano il loro modo unico di assorbire l'acqua e rilasciarla nell'atmosfera.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Le piante richiedono acqua per i processi biologici. Il movimento dell'acqua attraverso le piante comporta un percorso dalla radice allo stelo alla foglia, utilizzando cellule specializzate.
Trasporto dell'acqua negli impianti
L'acqua è essenziale per la vita delle piante ai livelli più elementari del metabolismo. Affinché una pianta possa accedere all'acqua per i processi biologici, ha bisogno di un sistema per spostare l'acqua dal terreno alle diverse parti della pianta.
Il principale movimento dell'acqua nelle piante è attraverso osmosi dalle radici agli steli alle foglie. Come fa trasporto dell'acqua nelle piante si verificano? Il movimento dell'acqua nelle piante si verifica perché le piante hanno un sistema speciale per aspirare l'acqua, condurla attraverso il corpo della pianta ed eventualmente rilasciarla nell'ambiente circostante.
Nell'uomo, i fluidi circolano nei corpi attraverso il sistema circolatorio di vene, arterie e capillari. Esiste anche una rete specializzata di tessuti che aiuta il processo di movimento dei nutrienti e dell'acqua nelle piante. Questi sono chiamati xilema e floema.
Cos'è Xylem?
Le radici delle piante raggiungono il terreno e cercano acqua e minerali per far crescere la pianta. Una volta che le radici trovano l'acqua, l'acqua risale attraverso la pianta fino alle foglie. La struttura vegetale utilizzata per questo movimento dell'acqua nelle piante dalla radice alla foglia è chiamata xilema.
Xylem è un tipo di tessuto vegetale costituito da cellule morte che sono distese. Queste cellule, chiamate tracheidi, possiedono una composizione dura, fatta di cellulosa e la sostanza resiliente lignina. Le celle sono impilate e formano vasi, permettendo all'acqua di viaggiare con poca resistenza. Xylem è impermeabile e non ha citoplasma nelle sue cellule.
L'acqua risale la pianta attraverso i tubi xilematici fino a raggiungere mesofillo cellule, che sono cellule spugnose che rilasciano l'acqua attraverso minuscoli pori chiamati stomi. Contemporaneamente, stomi consentono anche all'anidride carbonica di entrare in una pianta per la fotosintesi. Le piante possiedono diversi stomi sulle foglie, in particolare sulla pagina inferiore.
Diversi fattori ambientali possono innescare rapidamente l'apertura o la chiusura degli stomi. Questi includono la temperatura, il concentrato di anidride carbonica nella foglia, l'acqua e la luce. Gli stomi si chiudono di notte; si chiudono anche in risposta a un eccesso di anidride carbonica interna e per prevenire un'eccessiva perdita di acqua, a seconda della temperatura dell'aria.
La luce li fa aprire. Questo segnala alle cellule di guardia della pianta di aspirare acqua. Le membrane delle cellule di guardia pompano quindi ioni idrogeno e gli ioni potassio possono entrare nella cellula. La pressione osmotica diminuisce quando il potassio si accumula, con conseguente attrazione dell'acqua verso la cellula. A temperature elevate, queste celle di protezione non hanno molto accesso all'acqua e possono chiudersi.
L'aria può anche riempire i tracheidi dello xilema. Questo processo, chiamato cavitazione, può provocare minuscole bolle d'aria che potrebbero impedire il flusso dell'acqua. Per evitare questo problema, le fosse nelle cellule xilematiche consentono all'acqua di muoversi evitando la fuoriuscita di bolle di gas. Il resto dello xilema può continuare a muovere l'acqua come al solito. Di notte, quando gli stomi si chiudono, la bolla di gas può dissolversi nuovamente nell'acqua.
L'acqua esce come vapore acqueo dalle foglie ed evapora. Questo processo si chiama traspirazione.
Cos'è il floema?
A differenza dello xilema, le cellule floematiche sono cellule viventi. Costituiscono anche vasi e la loro funzione principale è quella di spostare i nutrienti in tutta la pianta. Questi nutrienti includono aminoacidi e zuccheri.
Nel corso delle stagioni, ad esempio, gli zuccheri possono essere spostati dalle radici alle foglie. Il processo di spostamento dei nutrienti in tutta la pianta è chiamato traslocazione.
Osmosi nelle Radici
Le punte delle radici delle piante contengono cellule ciliate radicali. Questi sono di forma rettangolare e hanno lunghe code. Gli stessi peli radicali possono estendersi nel terreno e assorbire acqua in un processo di diffusione chiamato osmosi.
L'osmosi nelle radici porta l'acqua a spostarsi nelle cellule ciliate della radice. Una volta che l'acqua si sposta nelle cellule ciliate della radice, può viaggiare attraverso la pianta. L'acqua prima si fa strada verso il corteccia delle radici e passa attraverso il endoderma. Una volta lì, può accedere ai tubi xilematici e consentire il trasporto dell'acqua nelle piante.
Esistono molteplici percorsi per il viaggio dell'acqua attraverso le radici. Un metodo mantiene l'acqua tra le cellule in modo che l'acqua non vi entri. In un altro metodo, l'acqua attraversa membrane cellulari. Può quindi spostarsi dalla membrana ad altre cellule. Ancora un altro metodo di movimento dell'acqua dalle radici prevede il passaggio dell'acqua attraverso le cellule tramite giunzioni tra le cellule chiamate plasmodesmata.
Dopo aver attraversato la corteccia della radice, l'acqua si muove attraverso l'endoderma, o strato cellulare ceroso. Questa è una sorta di barriera per l'acqua e la fa passare attraverso le cellule endodermiche come un filtro. Quindi l'acqua può accedere allo xilema e procedere verso le foglie della pianta.
Definizione del flusso di traspirazione
Le persone e gli animali respirano. Le piante possiedono un proprio processo di respirazione, ma si chiama traspirazione.
Una volta che l'acqua attraversa una pianta e raggiunge le sue foglie, può eventualmente liberarsi dalle foglie tramite la traspirazione. Puoi vedere le prove di questo metodo di "respirazione" fissando un sacchetto di plastica trasparente attorno alle foglie di una pianta. Alla fine vedrai delle gocce d'acqua nella borsa, a dimostrazione della traspirazione delle foglie.
Il flusso di traspirazione descrive il processo dell'acqua trasportata dallo xilema in un flusso dalla radice alla foglia. Include anche il metodo per spostare gli ioni minerali in giro, mantenendo le piante robuste tramite il turgore dell'acqua, assicurandosi che le foglie hanno abbastanza acqua per la fotosintesi e consentono all'acqua di evaporare per mantenere le foglie fresche al caldo temperature.
Effetti sulla traspirazione
Quando la traspirazione delle piante è combinata con l'evaporazione dalla terra, questo si chiama evapotraspirazione. Il flusso di traspirazione provoca circa il 10 percento del rilascio di umidità nell'atmosfera terrestre.
Le piante possono perdere una quantità significativa di acqua attraverso la traspirazione. Anche se non è un processo visibile ad occhio nudo, l'effetto della perdita d'acqua è misurabile. Anche il mais può rilasciare fino a 4.000 litri d'acqua in un giorno. I grandi alberi di latifoglie possono rilasciare fino a 40.000 galloni al giorno.
Tassi di traspirazione variano a seconda dello stato dell'atmosfera intorno a una pianta. Le condizioni meteorologiche giocano un ruolo di primo piano, ma anche la traspirazione è influenzata dal suolo e dalla topografia.
La sola temperatura influisce notevolmente sulla traspirazione. Nella stagione calda e con il sole forte, gli stomi vengono attivati per aprirsi e rilasciare vapore acqueo. Tuttavia, quando fa freddo, si verifica la situazione opposta e gli stomi si chiudono.
La secchezza dell'aria influisce direttamente sui tassi di traspirazione. Se il clima è umido e l'aria è piena di umidità, è meno probabile che una pianta rilasci tanta acqua attraverso la traspirazione. Tuttavia, in condizioni asciutte, le piante traspirano facilmente. Anche il movimento del vento può aumentare la traspirazione.
Diverse piante si adattano a diversi ambienti di crescita, anche nei loro tassi di traspirazione. In climi aridi come i deserti, alcune piante possono trattenere meglio l'acqua, come piante grasse o cactus.