Nie można nie docenić znaczenia roślin w życiu codziennym. Zapewniają tlen, pożywienie, schronienie, cień i niezliczone inne funkcje.
Przyczyniają się również do ruchu wody w środowisku. Same rośliny mogą pochwalić się unikalnym sposobem pobierania wody i uwalniania jej do atmosfery.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Rośliny potrzebują wody do procesów biologicznych. Przepływ wody przez rośliny obejmuje drogę od korzenia przez łodygę do liścia przy użyciu wyspecjalizowanych komórek.
Transport wodny w roślinach
Woda jest niezbędna do życia roślin na najbardziej podstawowych poziomach metabolizmu. Aby roślina miała dostęp do wody do procesów biologicznych, potrzebuje systemu do przemieszczania wody z gruntu do różnych części roślin.
Główny ruch wody w roślinach odbywa się poprzez osmoza od korzeni po łodygi i liście. Jak transport wodny w roślinach występują? Ruch wody w roślinach ma miejsce, ponieważ rośliny mają specjalny system pobierania wody, prowadzenia jej przez ciało rośliny i ostatecznie uwalniania jej do otaczającego środowiska.
U ludzi płyny krążą w ciele przez układ krążenia żył, tętnic i naczyń włosowatych. Istnieje również wyspecjalizowana sieć tkanek, która wspomaga proces przemieszczania się składników odżywczych i wody w roślinach. Są to tak zwane ksylem i łyko.
Co to jest ksylem?
Korzenie roślin sięgają do gleby i szukają wody i minerałów, aby roślina mogła rosnąć. Gdy korzenie znajdą wodę, woda przepływa przez roślinę aż do jej liści. Struktura rośliny wykorzystywana do tego ruchu wody w roślinach od korzenia do liścia nazywana jest ksylemem.
Ksylem to rodzaj tkanki roślinnej, która składa się z rozciągniętych martwych komórek. Te komórki, nazwane tracheidy, posiadają twardą kompozycję, wykonane z celuloza i sprężysta substancja lignina. Komórki są ułożone w stos i tworzą naczynia, dzięki czemu woda może przemieszczać się z niewielkim oporem. Xylem jest wodoodporny i nie ma cytoplazma w swoich komórkach.
Woda wędruje w górę rośliny przez rurki ksylemu, aż osiągnie mezofil komórki, które są gąbczastymi komórkami, które uwalniają wodę przez maleńkie pory zwane szparki. Równocześnie, szparki pozwalają również na przedostanie się dwutlenku węgla do rośliny w celu fotosyntezy. Rośliny posiadają kilka aparatów szparkowych na liściach, szczególnie na spodzie.
Różne czynniki środowiskowe mogą szybko wywołać otwieranie lub zamykanie aparatów szparkowych. Należą do nich temperatura, stężenie dwutlenku węgla w liściu, woda i światło. Szparki zamykają się w nocy; zamykają się również w odpowiedzi na zbyt dużo wewnętrznego dwutlenku węgla i zapobiegają zbyt dużej utracie wody, w zależności od temperatury powietrza.
Światło je otwiera. To sygnalizuje komórkom strażniczym rośliny, aby pobrały wodę. Błony komórek ochronnych następnie wypompowują jony wodorowe, a jony potasu mogą dostać się do komórki. Ciśnienie osmotyczne spada, gdy gromadzi się potas, co powoduje przyciąganie wody do komórki. W wysokich temperaturach te komórki ochronne nie mają tak dużego dostępu do wody i mogą się zamykać.
Powietrze może również wypełnić tracheidy ksylemu. Ten proces, nazwany kawitacja, może powodować powstawanie drobnych pęcherzyków powietrza, które mogą utrudniać przepływ wody. Aby uniknąć tego problemu, doły w komórkach ksylemu umożliwiają ruch wody, jednocześnie zapobiegając ucieczce pęcherzyków gazu. Reszta ksylemu może normalnie przenosić wodę. W nocy, gdy aparaty szparkowe się zamykają, pęcherzyk gazu może ponownie rozpuścić się w wodzie.
Woda wypływa jako para wodna z liści i odparowuje. Ten proces nazywa się transpiracja.
Co to jest floem?
W przeciwieństwie do ksylemu, komórki łyka są żywymi komórkami. Tworzą również naczynia, a ich główną funkcją jest rozprowadzanie składników odżywczych w całej roślinie. Te składniki odżywcze obejmują aminokwasy i cukry.
Na przykład z biegiem pór roku cukry mogą być przenoszone z korzeni do liści. Nazywa się proces przemieszczania składników odżywczych w całej roślinie translokacja.
Osmoza w korzeniach
Końcówki korzeni roślin zawierają komórki włosowate. Mają kształt prostokątny i mają długie ogony. Same włośniki mogą wnikać w glebę i wchłaniać wodę w procesie dyfuzji zwanym osmozą.
Osmoza w korzeniach powoduje, że woda przedostaje się do komórek włosa korzeniowego. Gdy woda przedostanie się do komórek włośnika, może przemieszczać się po całej roślinie. Woda najpierw trafia do kora korzeniowa i przechodzi przez endoderma. Tam może uzyskać dostęp do rurek z ksylemem i umożliwić transport wody w roślinach.
Istnieje wiele ścieżek dla wędrówki wody przez korzenie. Jedna metoda utrzymuje wodę między komórkami, aby woda do nich nie dostała się. W innej metodzie woda się krzyżuje błony komórkowe. Następnie może przenieść się z błony do innych komórek. Jeszcze inna metoda przemieszczania się wody z korzeni polega na przepływie wody przez komórki przez połączenia między komórkami zwane plazmodesmata.
Po przejściu przez korę korzeniową woda przechodzi przez endodermę, czyli woskowatą warstwę komórkową. Jest to rodzaj bariery dla wody i przepuszcza ją przez komórki endodermy jak filtr. Wtedy woda może dostać się do ksylemu i skierować się w stronę liści rośliny.
Definicja strumienia transpiracji
Ludzie i zwierzęta oddychają. Rośliny posiadają własny proces oddychania, ale nazywa się to transpiracja.
Gdy woda przepłynie przez roślinę i dotrze do jej liści, może ostatecznie uwolnić się z liści poprzez transpirację. Możesz zobaczyć dowód tej metody „oddychania”, zabezpieczając przezroczystą plastikową torbę wokół liści rośliny. W końcu zobaczysz kropelki wody w torbie, demonstrując transpirację z liści.
Strumień transpiracyjny opisuje proces transportu wody z ksylemu w strumieniu od korzenia do liścia. Obejmuje to również metodę przemieszczania jonów mineralnych, utrzymując rośliny w stanie wytrzymałym poprzez turgor wody, upewniając się, że: liście mają wystarczającą ilość wody do fotosyntezy i pozwalają jej odparować, aby liście były chłodne w cieple temperatury.
Wpływ na transpirację
Kiedy transpiracja roślin jest połączona z parowaniem z ziemi, nazywa się to ewapotranspiracja. Strumień transpiracyjny powoduje uwolnienie około 10 procent wilgoci do atmosfery ziemskiej.
Rośliny mogą stracić znaczną ilość wody w wyniku transpiracji. Choć nie jest to proces widoczny gołym okiem, efekt utraty wody jest wymierny. Nawet kukurydza może uwolnić nawet 4000 galonów wody dziennie. Duże drzewa liściaste mogą wypuszczać nawet 40 000 galonów dziennie.
Szybkość transpiracji różnią się w zależności od stanu atmosfery wokół rośliny. Ważną rolę odgrywają warunki pogodowe, ale na transpirację wpływają również gleby i topografia.
Sama temperatura ma duży wpływ na transpirację. W ciepłe dni i przy silnym słońcu aparaty szparkowe otwierają się i uwalniają parę wodną. Jednak w chłodne dni sytuacja jest odwrotna i aparaty szparkowe się zamykają.
Suchość powietrza bezpośrednio wpływa na szybkość transpiracji. Jeśli pogoda jest wilgotna, a powietrze pełne wilgoci, roślina ma mniejsze szanse na uwolnienie takiej ilości wody poprzez transpirację. Jednak w suchych warunkach rośliny łatwo transpirują. Nawet ruch wiatru może zwiększyć transpirację.
Różne rośliny dostosowują się do różnych środowisk wzrostu, w tym do tempa transpiracji. W suchym klimacie, takim jak pustynie, niektóre rośliny, takie jak sukulenty lub kaktusy, lepiej zatrzymują wodę.
