როგორ მოძრაობს წყალი მცენარეებში

მცენარეების მნიშვნელობა ყოველდღიურ ცხოვრებაში შეუძლებელია. ისინი უზრუნველყოფენ ჟანგბადს, საკვებს, თავშესაფარს, ჩრდილს და სხვა უამრავ ფუნქციას.

ისინი ასევე ხელს უწყობენ წყლის მოძრაობას გარემოში. მცენარეები თავად გამოირჩევიან წყლის მიღების და ატმოსფეროში გამოყოფის საკუთარი უნიკალური მეთოდით.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

მცენარეებს წყალი სჭირდებათ ბიოლოგიური პროცესებისთვის. მცენარეთა მეშვეობით წყლის მოძრაობა გულისხმობს ფესვიდან ფუძემდე ფოთლისკენ მიმავალ გზას, სპეციალიზებული უჯრედების გამოყენებით.

წყალი აუცილებელია მცენარეების სიცოცხლისთვის მეტაბოლიზმის ყველაზე მთავარ დონეზე. იმისათვის, რომ მცენარემ წყალს ხელი მოაწყოს ბიოლოგიური პროცესებისთვის, მას სჭირდება სისტემა, რომლითაც წყალი მიწიდან მცენარის სხვადასხვა ნაწილში უნდა გადავიდეს.

მცენარეებში წყლის მთავარი მოძრაობა ხდება ოსმოზი ფესვებიდან ღეროებამდე ფოთლებამდე. Როგორ კეთდება წყლის ტრანსპორტირება მცენარეებში ხდება? წყლის მოძრაობა მცენარეებში ხდება იმის გამო, რომ მცენარეებს აქვთ სპეციალური სისტემა წყლის მოსაზიდად, მცენარის სხეულის გავლით და საბოლოოდ გათავისუფლებისთვის მიმდებარე გარემოში.

ადამიანებში სითხეები სხეულში ვრცელდება ვენების, არტერიებისა და კაპილარების სისხლის მიმოქცევის სისტემის საშუალებით. ასევე არსებობს ქსოვილების სპეციალიზებული ქსელი, რომელიც ხელს უწყობს მცენარეთა საკვები და წყლის მოძრაობის პროცესს. ესენი ე.წ. ქსილემა და ფლოემი.

მცენარის ფესვები ნიადაგში აღწევს და მცენარის გასაზრდელად წყალსა და მინერალებს ეძებს. მას შემდეგ, რაც ფესვები იპოვნებს წყალს, წყალი მცენარეთა გზით მიდის მის ფოთლებამდე. მცენარის სტრუქტურას, რომელიც გამოიყენება წყლის ამ მოძრაობისთვის მცენარეებში ფესვიდან ფოთოლამდე, ქსილემა ეწოდება.

ქსილემი არის ერთგვარი მცენარეული ქსოვილი, რომელიც მზადდება გადაჭიმული მკვდარი უჯრედებისგან. ეს უჯრედები, დასახელებული ტრაქეიდები, გააჩნიათ მკაცრი კომპოზიცია, დამზადებული ცელულოზა და ელასტიური ნივთიერება ლიგნინი. უჯრედები განლაგებულია და ქმნის გემებს, რაც წყალს მცირე წინააღმდეგობის გაწევის საშუალებას აძლევს. ქსილემი წყალგაუმტარია და არა აქვს ციტოპლაზმა მის უჯრედებში.

წყალი მიდის ქარხანაში ქსილემის მილებით, სანამ არ მიაღწევს მეზოფილი უჯრედები, რომლებიც არიან სპონგური უჯრედები, რომლებიც წყალს გამოყოფენ მინიკულური ფორების საშუალებით, ე.წ. სტომატები. Ერთდროულად, სტომატები ასევე ნახშირორჟანგის შეღწევის საშუალებას მისცემს მცენარეს ფოტოსინთეზისთვის. მცენარეებს აქვთ რამდენიმე სტომატი ფოთლებზე, განსაკუთრებით ქვედა მხრიდან.

გარემოს სხვადასხვა ფაქტორს შეუძლია სწრაფად გამოიწვიოს კუჭის გახსნა ან დახურვა. ეს მოიცავს ტემპერატურას, ნახშირორჟანგის კონცენტრატს ფოთოლში, წყალში და სინათლეში. სტომატა ახლოდან ღამით; ისინი ასევე იკეტება ძალიან ბევრი შიდა ნახშირორჟანგის საპასუხოდ და წყლის ძალიან ბევრი დაკარგვის თავიდან ასაცილებლად, რაც დამოკიდებულია ჰაერის ტემპერატურაზე.

სინათლე იწვევს მათ გახსნას. ეს მიანიშნებს მცენარის მცველ უჯრედებში წყალში მოზიდვის შესახებ. დამცავი უჯრედების მემბრანები შემდეგ წყალბადის იონებს ტუმბოს და კალიუმის იონებს შეუძლიათ შევიდნენ უჯრედში. კალიუმის დაგროვებისას ოსმოსური წნევა იკლებს, რის შედეგადაც უჯრედში წყლის მიზიდვა ხდება. ცხელ ტემპერატურაზე, ამ დამცავ უჯრედებს წყალზე იმდენი წვდომა არ აქვთ და ახლოდან შეუძლიათ დახურვა.

ჰაერს ასევე შეუძლია შეავსოს ქსილემის ტრაქეიდები. ეს პროცესი, სახელწოდებით კავიტაცია, შეიძლება გამოიწვიოს ჰაერის პატარა ბუშტები, რომლებიც ხელს უშლის წყლის ნაკადს. ამ პრობლემის თავიდან ასაცილებლად, ქსილემის უჯრედებში არსებული ორმოები იძლევა წყლის გადაადგილებას, ხოლო გაზების ბუშტების გაქცევას ხელს უშლის. ქსილემის დანარჩენ ნაწილს შეუძლია ჩვეულებრივ გააგრძელოს წყლის გადაადგილება. ღამით, როდესაც სტომატი ახლოვდება, გაზის ბუშტი შეიძლება კვლავ დაიშალოს წყალში.

წყალი ფოთლებიდან წყლის ორთქლის სახით გამოდის და ორთქლდება. ამ პროცესს ეწოდება ტრანსპირაცია.

ქსილემისგან განსხვავებით, ფლომის უჯრედები ცოცხალი უჯრედებია. ისინი ქმნიან გემებსაც და მათი მთავარი ფუნქციაა საკვები ნივთიერებების გადატანა მთელ მცენარეში. ეს საკვები ნივთიერებები მოიცავს ამინომჟავების და შაქრები.

მაგალითად, სეზონების განმავლობაში შაქრები შეიძლება ფესვებიდან ფოთლებზე გადავიდეს. მთელ მცენარეში საკვები ნივთიერებების გადაადგილების პროცესს უწოდებენ ტრანსლოკაცია.

მცენარის ფესვების რჩევები შეიცავს ფესვის თმის უჯრედებს. ეს მართკუთხა ფორმისაა და გრძელი კუდები აქვს. თვითონ ფესვების თმა შეიძლება ნიადაგში გაიზარდოს და წყალი შეიწოვოს დიფუზიის პროცესში, რომელსაც ოსმოსს უწოდებენ.

ფესვებში ოსმოსოზი იწვევს წყლის გადაადგილებას ფესვების თმის უჯრედებში. მას შემდეგ, რაც წყალი გადავა ძირეულ თმის უჯრედებში, მას შეუძლია გადაადგილდეს მთელ მცენარეში. წყალი ჯერ თავისკენ მიემართება ფესვის ქერქი და გადის ენდოდერმისი. იქ ჩასვლისთანავე მას შეუძლია მიაღწიოს ქსილემის მილებს და მცენარეებში წყლის ტრანსპორტირების შესაძლებლობას მისცემს.

არსებობს მრავალი გზა წყლის ფესვების გადასაადგილებლად. ერთი მეთოდი წყალს ინახავს უჯრედებს შორის ისე, რომ წყალი არ შევიდეს მათში. სხვა მეთოდით, წყალი გადაკვეთს უჯრედის მემბრანები. ამის შემდეგ მას შეუძლია გარსიდან სხვა უჯრედებში გადავიდეს. ფესვებიდან წყლის გადაადგილების კიდევ ერთი მეთოდი გულისხმობს წყალს უჯრედებს შორის გადაკვეთაზე უჯრედების შეერთებით პლაზმოდემა.

ფესვის ქერქში გავლის შემდეგ, წყალი გადადის ენდოდერმისში, ან ცვილისებრი უჯრედული შრით. ეს წყლისთვის ერთგვარი ბარიერია და ფილტრაციის მსგავსად იცვლის ენდოდერმულ უჯრედებს. შემდეგ წყალს შეუძლია შეაღწიოს ქსილემას და გადავიდეს მცენარის ფოთლებისკენ.

ადამიანები და ცხოველები სუნთქავენ. მცენარეები სუნთქვის საკუთარ პროცესს ფლობენ, მაგრამ მას უწოდებენ ტრანსპირაცია.

მას შემდეგ, რაც წყალი მცენარეში გაივლის და მის ფოთლებს მიაღწევს, მას შეუძლია საბოლოოდ გათავისუფლდეს ფოთლებიდან ტრანსპირაციის გზით. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ "სუნთქვის" ამ მეთოდის მტკიცებულება მცენარის ფოთლების გარშემო მკაფიო პლასტიკური ტომარის დამაგრებით. საბოლოოდ ჩანთაში წყლის წვეთებს დაინახავთ, რაც ფოთლების ტრანსპირაციის დემონსტრირებას ახდენს.

ტრანსპირაციული ნაკადი აღწერს ქსილემიდან ნაკადიდან ფესვიდან ფოთოლამდე გადატანილი წყლის პროცესს. იგი ასევე მოიცავს მინერალური იონების გარშემო მოძრაობის, წყლის მკაცრი შენარჩუნების მცენარეებს წყლის ტურგორის საშუალებით და დარწმუნებას ფოთლებს აქვთ საკმარისი წყალი ფოტოსინთეზისთვის და წყალს აორთქლების საშუალებას აძლევს, რომ ფოთლები გაცივდეს ტემპერატურა

როდესაც მცენარის ტრანსპირაცია შერწყმულია მიწის აორთქლებასთან, ამას ეწოდება აორთქლება. ტრანსპირაციის ნაკადის შედეგად დედამიწის ატმოსფეროში ტენიანობის დაახლოებით 10 პროცენტი გამოიყოფა.

ტრანსპირაციის შედეგად მცენარეებს შეუძლიათ დაკარგონ წყლის მნიშვნელოვანი რაოდენობა. მიუხედავად იმისა, რომ ეს არ არის პროცესი, რომლის დანახვაც შეუიარაღებელი თვალით არის შესაძლებელი, წყლის დაკარგვის ეფექტი იზომება. სიმინდსაც კი შეუძლია დღეში 4000 გალონი წყლის გათავისუფლება. დიდ ხისტიან ხეებს დღეში 40 000 გალონის გამოყოფა შეუძლიათ.

ტრანსპირაციის მაჩვენებლები იცვლება მცენარის გარშემო არსებული ატმოსფეროს სტატუსის მიხედვით. ამინდის პირობები მნიშვნელოვან როლს ასრულებს, მაგრამ ტრანსპირაციაზე გავლენას ახდენს აგრეთვე ნიადაგები და ტოპოგრაფია.

მხოლოდ ტემპერატურა მნიშვნელოვნად მოქმედებს ტრანსპირაციაზე. თბილ ამინდში და ძლიერ მზეზე ხდება სტომატოზების გახსნა და წყლის ორთქლის გამოყოფა. ამასთან, ცივ ამინდში საპირისპირო სიტუაცია ხდება და სტომატები დაიხურება.

ჰაერის სიმშრალე პირდაპირ მოქმედებს ტრანსპირაციის სიჩქარეზე. თუ ამინდი ნოტიოა და ჰაერი სავსეა ტენიანობით, მცენარე ნაკლებად გამოიყოფა ამდენივე წყლის ტრანსპირაციის გზით. ამასთან, მშრალ პირობებში მცენარეები ადვილად იჩენენ თავს. ქარის მოძრაობამაც კი შეიძლება გაზარდოს ტრანსპირაცია.

სხვადასხვა მცენარე ადაპტირდება სხვადასხვა ზრდის გარემოში, მათ შორის ტრანსპირაციის სიჩქარეში. მშრალ კლიმატურ პირობებში, როგორიცაა უდაბნოები, ზოგიერთ მცენარეს უკეთესად შეუძლია წყლის დაჭერა, მაგალითად, წვნიანი ან კაქტუსები.