לא ניתן להמעיט בחשיבותם של הצמחים בחיי היומיום. הם מספקים חמצן, אוכל, מחסה, צל ואינספור פונקציות אחרות.
הם גם תורמים לתנועת המים דרך הסביבה. צמחים עצמם מתהדרים בדרך הייחודית שלהם לקחת מים ולשחרר אותם לאטמוספרה.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
צמחים דורשים מים לתהליכים ביולוגיים. תנועת המים דרך הצמחים כוללת מסלול משורש לגבעול לעלה, תוך שימוש בתאים מיוחדים.
הובלת מים בצמחים
מים חיוניים לחיי הצמחים ברמות המטבוליזם הבסיסיות ביותר. על מנת שצמח יכול לגשת למים לתהליכים ביולוגיים, הוא זקוק למערכת להעברת מים מהאדמה לחלקי צמח שונים.
תנועת המים הראשית בצמחים עוברת סְפִיגָה מהשורשים לגבעולים ועד העלים. איך הובלת מים בצמחים להתרחש? תנועת מים בצמחים מתרחשת מכיוון שלצמחים יש מערכת מיוחדת לשאוב מים פנימה, להוביל אותם דרך גוף הצמח ובסופו של דבר לשחרר אותם לסביבה הסובבת.
בבני אדם נוזלים מסתובבים בגופים דרך מערכת הדם של הוורידים, העורקים והנימים. יש גם רשת רקמות מיוחדת המסייעת לתהליך תזונת המזון והמים בצמחים. אלה נקראים עֵצָה ו פלואם.
מה זה קסילם?
שורשי הצמח מגיעים לאדמה ומחפשים מים ומינרלים לצמיחת הצמח. ברגע שהשורשים מוצאים מים, המים עולים דרך הצמח עד העלים שלו. מבנה הצמח המשמש לתנועת מים זו בצמחים משורש לעלה נקרא קסילם.
קסילם הוא מעין רקמת צמח שעשויה מתאים מתים הנמתחים. תאים אלה, בשם קנה הנשימה, בעלי הרכב קשה, עשוי תָאִית והחומר הגמיש עֵצָן. התאים נערמים ויוצרים כלי, ומאפשרים למים לנסוע עם עמידות מועטה. Xylem הוא עמיד למים ואין לו ציטופלזמה בתאים שלה.
מים עוברים במעלה הצמח דרך צינורות הקסילם עד שהם מגיעים מזופיל תאים, שהם תאים ספוגיים המשחררים את המים דרך נקבוביות זעירות הנקראות סטומטה. בּוֹ זְמַנִית, סטומטה מאפשרים גם פחמן דו חמצני להיכנס לצמח לצורך פוטוסינתזה. לצמחים יש כמה סטומטות על העלים, במיוחד בצד התחתון.
גורמים סביבתיים שונים יכולים לגרום לפתיחה או סגירה של הסטומטיות במהירות. אלה כוללים טמפרטורה, תרכיז פחמן דו חמצני בעלה, מים ואור. סטומטה קרובה בלילה; הם גם נסגרים בתגובה ליותר מדי פחמן דו חמצני פנימי ולמניעת אובדן מים רב מדי, תלוי בטמפרטורת האוויר.
אור מפעיל אותם להיפתח. זה מאותת לתאי השמירה של הצמח לשאוב מים. קרומי תאי השמירה ואז שואבים יוני מימן, ויוני אשלגן יכולים להיכנס לתא. לחץ אוסמוטי יורד כאשר האשלגן מצטבר, וכתוצאה מכך משיכת מים לתא. בטמפרטורות חמות, לתאי השמירה הללו אין כל כך הרבה גישה למים ויכולים להיסגר.
אוויר יכול גם למלא את קנה הנשימה של הקסילם. תהליך זה, בשם cavitation, יכול לגרום לבועות אוויר זעירות שעלולות לעכב את זרימת המים. כדי להימנע מבעיה זו, בורות בתאי הקסילם מאפשרים לנוע במים תוך מניעת בריחת בועות גז. שאר אביזרי הצילום יכולים להמשיך להזיז מים כרגיל. בלילה, כשהסטומטיות נסגרות, בועת הגז עשויה להתמוסס שוב במים.
מים יוצאים כאדי מים מהעלים ומתאדים. תהליך זה נקרא דִיוּת.
מה זה פלואם?
בניגוד לקסילם, תאי פלואם הם תאים חיים. הם מרכיבים גם כלי, ותפקידם העיקרי הוא להעביר חומרים מזינים בכל הצמח. חומרים מזינים אלה כוללים חומצות אמינו וסוכרים.
במהלך עונות השנה, למשל, ניתן להעביר סוכרים מהשורשים לעלים. נקרא תהליך של העברת חומרים מזינים ברחבי הצמח מעבר - מקום.
אוסמוזה בשורשים
קצות שורשי הצמח מכילים תאי שיער שורש. אלה הם בצורת מלבני ויש להם זנבות ארוכים. שערות השורש עצמן יכולות להתפשט בקרקע ולקלוט מים בתהליך דיפוזיה הנקרא אוסמוזה.
אוסמוזה בשורשים מובילה למים הנעים לתאי שיער שורש. ברגע שמים עוברים לתאי שיער השורש, הם יכולים לנוע ברחבי הצמח. מים ראשונים עושים את דרכם אל קליפת המוח שורש ועובר דרך אנדודרמיס. כשהוא שם, הוא יכול לגשת לצינורות הקסילם ולאפשר הובלת מים בצמחים.
ישנם מסלולים מרובים למסע מים בין שורשים. שיטה אחת שומרת מים בין התאים כדי שהמים לא ייכנסו אליהם. בשיטה אחרת מים אכן חוצים קרומי תאים. לאחר מכן הוא יכול לנוע מהקרום לתאים אחרים. שיטה נוספת לתנועת מים מהשורשים כוללת מים העוברים דרך התאים דרך צומת בין תאים הנקראים plasmodesmata.
לאחר מעבר דרך קליפת השורש, מים עוברים דרך אנדודרמיס, או שכבת הסלולר השעווה. זהו מעין מחסום למים ומנעה אותו דרך תאים אנדודרמליים כמו פילטר. ואז מים יכולים לגשת אל הצילום ולהמשיך לכיוון עלי הצמח.
הגדרת זרם הזירה
אנשים ובעלי חיים נושמים. לצמחים יש תהליך נשימה משלהם, אבל זה נקרא דִיוּת.
ברגע שמים עוברים דרך צמח ומגיעים לעלים שלו, הם יכולים בסופו של דבר להשתחרר מהעלים באמצעות נשיפה. אתה יכול לראות עדויות לשיטה זו של "נשימה" על ידי אבטחת שקית ניילון שקופה סביב עלי הצמח. בסופו של דבר תראו טיפות מים בשקית, המדגימות זרימה מהעלים.
זרם הזרימה מתאר את תהליך המים המועברים מהקנה בזרם משורש לעלה. זה כולל גם את השיטה של העברת יונים מינרליים מסביב, שמירה על יציבות של צמחים באמצעות טורגר מים, וודא לעלים יש מספיק מים לפוטוסינתזה ומאפשרים למים להתאדות כדי לשמור על עלייתם קרירים טמפרטורות.
השפעות על Transpiration
כאשר שילוב של זרימת צמחים עם אידוי מהיבשה, זה נקרא אימפוטראנספירציה. זרם הזרימה גורם לכ -10 אחוזים משחרור הלחות לאטמוספירה של כדור הארץ.
צמחים יכולים לאבד כמות משמעותית של מים באמצעות זרימה. למרות שזה לא תהליך שניתן לראות בעין בלתי מזוינת, ההשפעה של אובדן מים ניתנת למדידה. אפילו תירס יכול לשחרר עד 4,000 ליטרים של מים ביום. עצי פרקט גדולים יכולים לשחרר עד 40,000 ליטרים מדי יום.
שיעורי נשיפה משתנים בהתאם למצב האווירה סביב הצמח. תנאי מזג האוויר משחקים תפקיד בולט, אך הזרימה מושפעת גם מאדמות וטופוגרפיה.
הטמפרטורה לבדה משפיעה מאוד על הזרימה. במזג אוויר חם ובשמש חזקה, הסטומטה מופעלת לפתיחה ולשחרור אדי מים. עם זאת, במזג אוויר קר, מתרחש המצב ההפוך, והסטומטה תיסגר.
יובש האוויר משפיע ישירות על קצב הנשימה. אם מזג האוויר לח ואוויר מלא לחות, צמח נוטה פחות לשחרר מים בכמות הנשימה. עם זאת, בתנאים יבשים, צמחים מתגלים בקלות. אפילו תנועת הרוח יכולה להגביר את הזרימה.
צמחים שונים מסתגלים לסביבות גידול שונות, כולל בשיעורי הנשיפה שלהם. באקלים צחיח כגון מדבריות, צמחים מסוימים יכולים להחזיק מים טוב יותר, כגון בשרניים או קקטוסים.