De fleste vet at planter trenger vann for å holde seg i live, men å finne ut hvor ofte de skal vannes, kan være vanskelig for både botanikere og planteentusiaster. Et enkelt triks er å merke kalenderen når du vanner planten din, og vent til den begynner å visne for å beregne hvor lenge du skal vente mellom vanningsøkter. Den ideelle timingen er like før planten vil visne.
Vitenskapen bak hvorfor dette fungerer? Cellemembraner og osmose.
Alle celler trenger å flytte molekyler inn og ut av cellen. Noen av mekanismene for å oppnå dette krever at cellen bruker energi, for eksempel å sette opp pumper i cellemembranen for å transportere molekyler.
Spredning er en måte å flytte noen molekyler over en membran gratis - fra områder med høyere konsentrasjon av oppløste stoffer til lavere konsentrasjon - uten at cellen må bruke verdifull energi. Osmose er mye som diffusjon, men i stedet for å flytte molekylene, eller løsemiddelet, flytter det løsningsmidlet, som er rent vann.
Prosess med osmose
Semipermeable membraner, som de som finnes i
dyre- og planteceller, skille det indre av cellen fra det som er utenfor cellen. Prosessen med osmose beveger vannmolekyler over semipermeabel membran når det er en konsentrasjonsgradient slik at det er forskjellige konsentrasjoner av løsemiddel på hver side av den biologiske membranen.Osmotisk trykk vil ganske enkelt flytte vannmolekylene over membranen til det oppløste stoffet (molekylet oppløst i vannet) når likevekt. På dette tidspunktet er mengden løsemiddel og løsemiddel (vann) lik på hver side av membranen.
Tenk for eksempel på en løsning av saltvann der salt er oppløst i vann over en membran. Hvis det er en høyere konsentrasjon av salt på den ene siden av membranen, beveger vannet seg fra det mindre salt side over membranen til den saltere siden til begge sider av membranen er like salt.
Tre typer eksempler på osmose
Prosessen med osmose kan føre til at celler krymper eller utvides (eller forblir de samme) med bevegelsen til vannmolekylene. Osmose påvirker cellene forskjellig, avhengig av hvilken type løsning det er snakk om.
I tilfelle av en hypertonisk løsning, det er mer løsemiddel utenfor cellen enn inne i cellen. For å utjevne dette, vannmolekyler forlate cellen, bevege seg mot siden av membranen med en høyere konsentrasjon av løsemiddel. Dette vanntapet får cellen til å krympe.
Hvis løsningen er en hypotonisk løsning, det er mer løsemiddel inne i cellen enn utenfor cellen. For å finne likevekt beveger vannmolekyler seg inn i cellen, og får cellen til å utvide seg når vannvolumet inne i cellen øker.
An isotonisk løsning har samme mengde oppløst stoff på begge sider av cellemembranen, så denne cellen er allerede i likevekt. Den vil forbli stabil, verken krymper eller hevelse.
Hvordan osmose påvirker celler
En god modell for å forstå hvordan prosessen med osmose påvirker menneskelige celler er de røde blodcellene. Kroppen jobber hardt for å vedlikeholde isotoniske forhold slik at de røde blodcellene holder seg i likevekt, verken krymper eller heves.
Under høyt hypertoniske forhold krymper de røde blodcellene, noe som kan drepe de røde blodcellene. Svært hypotone forhold er ikke bedre siden de røde blodcellene kan hovne opp til de sprekker, som kalles lysis.
I en plantecelle, som har en stiv celleveggen utenfor cellemembranen vil osmose trekke vann inn i cellen bare til et visst punkt. Anlegget lagrer dette vannet i sitt sentrale vakuum. Anleggets indre trykk, kalt turgortrykkhindrer for mye vann i å komme inn i cellen for lagring i vakuolen.
Husk den planten du trengte å vanne? Det vilter uten nok vanning fordi planten mister turgortrykk.