Majoritatea oamenilor știu că plantele au nevoie de apă pentru a rămâne în viață, dar a afla cât de des să le udăm poate fi dificil atât pentru botanici, cât și pentru pasionații de plante. Un truc simplu este să marcați calendarul când vă udați planta, apoi să așteptați până când începe să se ofilească pentru a calcula cât timp trebuie să așteptați între sesiunile de udare. Momentul ideal este chiar înainte ca planta să se ofilească.
Știința din spatele de ce funcționează? Membranele celulare și osmoză.
Toate celulele trebuie să mute moleculele în și din celulă. Unele dintre mecanismele pentru a realiza acest lucru necesită celula să utilizeze energie, cum ar fi instalarea pompelor în membrana celulară pentru transportul moleculelor.
Difuzie este o modalitate de a muta gratuit unele molecule pe o membrană - de la zone cu concentrație mai mare de substanțe dizolvate la concentrație mai mică - fără a necesita celula să cheltuiască energie valoroasă. Osmoza seamănă mult cu difuzia, dar în loc să miște moleculele sau solutul, el mută solventul, care este apa pură.
Procesul de osmoza
Membranele semipermeabile, precum cele găsite în celule animale și vegetale, separa interiorul celulei de ceea ce se află în afara celulei. Procesul de osmoză mută moleculele de apă peste membrană semi-permeabilă atunci când există un gradient de concentrație astfel încât să existe diferite concentrații de solut pe fiecare parte a membranei biologice.
Presiune osmotica va muta pur și simplu moleculele de apă peste membrană până când solutul (molecula dizolvată în apă) ajunge la echilibru. În acest moment, cantitatea de dizolvat și solvent (apă) sunt egale pe fiecare parte a membranei.
De exemplu, luați în considerare o soluție de apă sărată în care sarea este dizolvată în apă peste o membrană. Dacă există o concentrație mai mare de sare pe o parte a membranei, apa se deplasează din cea mai mică partea sărată de-a lungul membranei până la partea sărată până când ambele părți ale membranei sunt la fel de sărate.
Trei tipuri de exemple de osmoză
Procesul de osmoza poate determina celulele să se micșoreze sau să se extindă (sau să rămână la fel) odată cu mișcarea moleculelor de apă. Osmoza afectează celulele diferit în funcție de tipul de soluție în cauză.
În cazul unui soluție hipertonică, există mai mult solut în afara celulei decât în interiorul celulei. Pentru a egaliza acest lucru, molecule de apă părăsiți celula, deplasându-vă spre partea membranei cu o concentrație mai mare de solut. Această pierdere de apă face ca celula să se micșoreze.
Dacă soluția este a soluție hipotonică, există mai mult solut în interiorul celulei decât în afara celulei. Pentru a găsi echilibrul, moleculele de apă se deplasează în celulă, determinând celula să se extindă pe măsură ce volumul de apă din interiorul celulei crește.
Un soluție izotonică are aceeași cantitate de solut pe ambele părți ale membranei celulare, deci această celulă este deja la echilibru. Va rămâne stabil, nici nu se va micșora, nici nu se va umfla.
Cum afectează osmoza celulele
Un model bun pentru a înțelege modul în care procesul de osmoză afectează celulele umane este celulele roșii din sânge. Corpul lucrează din greu pentru a menține condiții izotonice astfel încât celulele roșii din sânge să rămână la echilibru, nici să se micșoreze, nici să se umfle.
În condiții extrem de hipertonice, celulele roșii din sânge se micșorează, ceea ce poate ucide celulele roșii din sânge. Condițiile extrem de hipotonice nu sunt mai bune, deoarece celulele roșii din sânge se pot umfla până când izbucnesc, ceea ce se numește liza.
Într-o celulă vegetală, care are o rigiditate perete celular în afara membranei celulare, osmoza va atrage apa în celulă doar într-un anumit punct. Planta stochează această apă în vacuola sa centrală. Presiunea internă a plantei, numită presiune turgor, previne intrarea prea multă apă în celulă pentru depozitare în vacuol.
Îți amintești acea plantă de care ai nevoie pentru a uda? Se usucă fără udare suficientă, deoarece planta pierde presiunea turgorului.