Importanța plantelor în viața de zi cu zi nu poate fi subestimată. Acestea oferă oxigen, hrană, adăpost, umbră și nenumărate alte funcții.
De asemenea, ele contribuie la mișcarea apei prin mediu. Plantele se laudă cu propriul lor mod unic de a lua apă și de a o elibera în atmosferă.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Plantele necesită apă pentru procesele biologice. Mișcarea apei prin plante implică o cale de la rădăcină la tulpină până la frunze, folosind celule specializate.
Transportul apei în plante
Apa este esențială pentru viața plantelor la cele mai elementare niveluri de metabolism. Pentru ca o plantă să aibă acces la apă pentru procesele biologice, are nevoie de un sistem pentru a muta apa de la sol la diferite părți ale plantei.
Mișcarea principală a apei în plante este terminată osmoză de la rădăcini la tulpini până la frunze. Cum se transport pe apă în plante apar? Mișcarea apei în plante are loc deoarece plantele au un sistem special pentru a atrage apa, a o conduce prin corpul plantei și, în cele din urmă, pentru a o elibera în mediul înconjurător.
La om, fluidele circulă în corpuri prin sistemul circulator al venelor, arterelor și capilarelor. Există, de asemenea, o rețea specializată de țesuturi care ajută procesul de mișcare a nutrienților și a apei în plante. Acestea sunt numite xilem și floem.
Ce este Xylem?
Rădăcinile plantelor ajung în sol și caută apă și minerale pentru ca planta să crească. Odată ce rădăcinile găsesc apă, apa călătorește prin plantă până la frunzele sale. Structura plantei folosită pentru această mișcare a apei la plante de la rădăcină la frunză se numește xilem.
Xilemul este un fel de țesut vegetal care este format din celule moarte care sunt întinse. Aceste celule, numite traheide, posedă o compoziție dură, din celuloză și substanța rezistentă lignină. Celulele sunt stivuite și formează vase, permițând apei să circule cu rezistență mică. Xylem este rezistent la apă și nu are citoplasma în celulele sale.
Apa călătorește planta prin tuburile xilemului până ajunge mezofilă celulele, care sunt celule spongioase care eliberează apa prin porii minusculi numiți stomate. Simultan, stomate permite, de asemenea, intrarea dioxidului de carbon într-o plantă pentru fotosinteză. Plantele posedă mai multe stomate pe frunze, în special pe partea inferioară.
Diferiti factori de mediu pot declansa rapid deschiderea sau inchiderea stomatelor. Acestea includ temperatura, concentratul de dioxid de carbon în frunză, apă și lumină. Stomatele se închid noaptea; de asemenea, se închid ca răspuns la prea mult dioxid de carbon intern și pentru a preveni pierderile prea mari de apă, în funcție de temperatura aerului.
Lumina îi face să se deschidă. Acest lucru semnalizează celulele de pază ale plantei să atragă în apă. Membranele celulelor de protecție pompează apoi ioni de hidrogen, iar ioni de potasiu pot pătrunde în celulă. Presiunea osmotică scade atunci când potasiul se acumulează, rezultând atracția apei către celulă. La temperaturi ridicate, aceste celule de protecție nu au acces la apă la fel de mare și se pot închide.
Aerul poate umple și traheidele xilemului. Acest proces, numit cavitație, poate duce la mici bule de aer care ar putea împiedica fluxul de apă. Pentru a evita această problemă, gropile din celulele xilemului permit mișcarea apei în timp ce împiedică scăparea bulelor de gaz. Restul xilemului poate continua să miște apa ca de obicei. Noaptea, când stomatele se închid, bula de gaz se poate dizolva din nou în apă.
Apa iese ca vapori de apă din frunze și se evaporă. Acest proces se numește transpiratie.
Ce este floema?
Spre deosebire de xilem, celulele floem sunt celule vii. Ele alcătuiesc și vase, iar funcția lor principală este de a muta substanțele nutritive în întreaga plantă. Acești nutrienți includ aminoacizi și zaharuri.
De-a lungul anotimpurilor, de exemplu, zaharurile pot fi mutate de la rădăcini la frunze. Se numește procesul de mișcare a nutrienților în întreaga plantă translocare.
Osmoza în rădăcini
Vârfurile rădăcinilor plantelor conțin celule părului rădăcinii. Acestea au formă dreptunghiulară și au cozi lungi. Firele de rădăcină se pot extinde în sol și pot absorbi apa într-un proces de difuzie numit osmoză.
Osmoza din rădăcini duce la deplasarea apei în celulele părului rădăcinii. Odată ce apa se deplasează în celulele părului rădăcinii, se poate deplasa în întreaga plantă. Apa își face primul drum spre cortex radicular și trece prin endodermă. Odată ajuns acolo, poate accesa tuburile de xilem și permite transportul apei în plante.
Există mai multe căi pentru călătoria apei peste rădăcini. O metodă menține apa între celule, astfel încât apa să nu pătrundă în ele. Într-o altă metodă, apa se traversează membrane celulare. Se poate deplasa apoi din membrană către alte celule. O altă metodă de mișcare a apei din rădăcini implică trecerea apei prin celule prin joncțiuni între celule numite plasmodesmate.
După trecerea prin cortexul rădăcinii, apa se deplasează prin endoderm sau stratul celular ceros. Acesta este un fel de barieră pentru apă și o trece prin celulele endodermice ca un filtru. Apoi, apa poate accesa xilemul și se poate îndrepta spre frunzele plantei.
Definiția fluxului de transpirație
Oamenii și animalele respiră. Plantele posedă propriul proces de respirație, dar se numește transpiratie.
Odată ce apa se deplasează printr-o plantă și ajunge la frunzele sale, în cele din urmă se poate elibera din frunze prin transpirație. Puteți vedea dovezi ale acestei metode de „respirație” asigurând o pungă de plastic transparentă în jurul frunzelor unei plante. În cele din urmă veți vedea picături de apă în pungă, demonstrând transpirația din frunze.
Fluxul de transpirație descrie procesul apei transportate din xilem într-un flux de la rădăcină la frunză. De asemenea, include metoda de deplasare a ionilor minerali în jur, menținerea plantelor rezistente prin turgor de apă, asigurându-vă frunzele au suficientă apă pentru fotosinteză și permit apei să se evapore pentru a menține frunzele reci în căldură temperaturile.
Efecte asupra transpirației
Când transpirația plantelor este combinată cu evaporarea de pe uscat, aceasta se numește evapotranspirație. Fluxul de transpirație are ca rezultat aproximativ 10% din eliberarea de umiditate în atmosfera Pământului.
Plantele pot pierde o cantitate semnificativă de apă prin transpirație. Chiar dacă nu este un proces care poate fi văzut cu ochiul liber, efectul pierderii de apă este măsurabil. Chiar și porumbul poate elibera până la 4.000 de litri de apă într-o zi. Copacii mari din lemn de esență tare pot elibera până la 40.000 de galoane pe zi.
Ratele de transpirație variază în funcție de starea atmosferei din jurul unei plante. Condițiile meteo joacă un rol proeminent, dar transpirația este afectată și de soluri și topografie.
Numai temperatura afectează foarte mult transpirația. Pe vreme caldă și în soare puternic, stomatele sunt declanșate pentru a se deschide și a elibera vapori de apă. Cu toate acestea, pe vreme rece, apare situația opusă, iar stomatele se vor închide.
Uscarea aerului afectează direct ratele de transpirație. Dacă vremea este umedă și aerul plin de umiditate, o plantă este mai puțin probabil să elibereze cât mai multă apă prin transpirație. Cu toate acestea, în condiții uscate, plantele transpira cu ușurință. Chiar și mișcarea vântului poate crește transpirația.
Diferite plante se adaptează diferitelor medii de creștere, inclusiv în ratele lor de transpirație. În climatele aride, cum ar fi deșerturile, unele plante pot ține mai bine apa, cum ar fi suculentele sau cactușii.