Hur vatten rör sig genom växter

Växternas betydelse i vardagen kan inte underskattas. De ger syre, mat, skydd, skugga och otaliga andra funktioner.

De bidrar också till att vattnet rör sig genom miljön. Växterna själva skryter av sitt eget unika sätt att ta in vatten och släppa ut det i atmosfären.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Växter kräver vatten för biologiska processer. Förflyttning av vatten genom växter innebär en väg från rot till stam till blad, med hjälp av specialiserade celler.

Vatten är viktigt för växternas liv på de mest grundläggande nivåerna av ämnesomsättning. För att en växt ska få tillgång till vatten för biologiska processer behöver den ett system för att flytta vatten från marken till olika växtdelar.

Den främsta vattenrörelsen i växter är genom osmos från rötterna till stjälkarna till bladen. Hur gör det? vattentransport i växter förekommer? Vattenrörelse i växter uppstår eftersom växter har ett speciellt system för att dra in vatten, leda det genom växtkroppen och så småningom släppa ut det till den omgivande miljön.

Hos människor cirkulerar vätskor i kroppar via blodomloppet i vener, artärer och kapillärer. Det finns också ett specialiserat nätverk av vävnader som hjälper processen med närings- och vattenrörelse i växter. Dessa kallas xylem och floem.

Växtrötter sträcker sig in i jorden och letar efter vatten och mineraler för att växten ska växa. När rötterna har hittat vatten rör sig vattnet upp genom växten hela vägen till dess löv. Växtstrukturen som används för denna vattenrörelse i växter från rot till blad kallas xylem.

Xylem är en sorts växtvävnad som är gjord av döda celler som sträcks ut. Dessa celler, namngivna luftstrupar, har en tuff komposition, gjord av cellulosa och det elastiska ämnet lignin. Cellerna staplas och bildar kärl så att vattnet kan röra sig med lite motstånd. Xylem är vattentät och har ingen cytoplasma i dess celler.

Vatten strömmar upp genom växten genom xylemrören tills det når mesofyll celler, som är svampiga celler som släpper ut vattnet genom små porer som kallas stomata. Samtidigt, stomata tillåter också att koldioxid kommer in i en anläggning för fotosyntes. Växter har flera stomata på sina blad, särskilt på undersidan.

Olika miljöfaktorer kan snabbt leda till att stomata öppnas eller stängs. Dessa inkluderar temperatur, koldioxidkoncentrat i bladet, vatten och ljus. Stomata på nära håll på natten; de stängs också som svar på för mycket intern koldioxid och för att förhindra för mycket vattenförlust, beroende på lufttemperaturen.

Ljus utlöser dem att öppna. Detta signalerar växtens skyddsceller att dra in vatten. Skyddscellernas membran pumpar sedan ut vätejoner och kaliumjoner kan komma in i cellen. Osmotiskt tryck minskar när kaliumet byggs upp, vilket resulterar i vattenattraktion mot cellen. Vid heta temperaturer har dessa skyddsceller inte lika mycket tillgång till vatten och kan närma sig.

Luft kan också fylla xylems tracheider. Denna process, namngiven kavitation, kan resultera i små luftbubblor som kan hindra vattenflödet. För att undvika detta problem tillåter gropar i xylemceller att vatten rör sig samtidigt som gasbubblor släpper ut. Resten av xylem kan fortsätta flytta vatten som vanligt. På natten när stomata stängs upp kan gasbubblan lösas upp i vattnet igen.

Vatten kommer ut som vattenånga från bladen och avdunstar. Denna process kallas transpiration.

Till skillnad från xylem är floemceller levande celler. De utgör också kärl, och deras huvudsakliga funktion är att flytta näringsämnen genom hela växten. Dessa näringsämnen inkluderar aminosyror och socker.

Under säsongerna kan till exempel socker flyttas från rötterna till bladen. Processen att flytta näringsämnen genom hela växten kallas omplacering.

Spetsarna på växtrötterna innehåller rothårceller. Dessa har rektangulär form och har långa svansar. Rothåren själva kan sträcka sig in i jorden och absorbera vatten i en diffusionsprocess som kallas osmos.

Osmos i rötter leder till att vatten rör sig in i hårcellerna. När vatten rör sig in i rothårcellerna kan det färdas genom hela växten. Vatten tar sig först till rot cortex och passerar genom endodermis. Väl där kan den komma åt xylemrören och möjliggöra vattentransport i växter.

Det finns flera stigar för vattens resa över rötterna. En metod håller vatten mellan cellerna så att vattnet inte kommer in i dem. I en annan metod korsar vatten cellmembran. Det kan sedan röra sig ur membranet till andra celler. Ytterligare en annan metod för vattenrörelse från rötterna innebär att vatten passerar genom celler via korsningar mellan celler som kallas plasmodesmata.

Efter att ha passerat genom rotbarken rör sig vatten genom endodermis eller vaxartat cellskikt. Detta är en slags barriär för vatten och shuntar det genom endodermala celler som ett filter. Då kan vatten komma åt xylem och fortsätta mot växtens löv.

Människor och djur andas. Växter har sin egen andningsprocess, men det kallas transpiration.

När vatten rör sig genom en växt och når sina löv kan det så småningom släppa ut från bladen via transpiration. Du kan se bevis på denna metod för att "andas" genom att säkra en klar plastpåse runt en växts löv. Så småningom ser du vattendroppar i påsen, vilket visar transpiration från bladen.

Transpirationsströmmen beskriver processen för vatten som transporteras från xylem i en ström från rot till blad. Det inkluderar också metoden för att flytta mineraljoner runt, hålla växter stabila via vattenturor och se till att de är löv har tillräckligt med vatten för fotosyntes och låter vattnet avdunsta för att hålla löven svala i varma temperaturer.

När växtranspiration kombineras med avdunstning från land kallas detta evapotranspiration. Transpirationsströmmen resulterar i att cirka 10 procent av fukt släpps ut i jordens atmosfär.

Växter kan förlora en betydande mängd vatten genom transpiration. Även om det inte är en process som kan ses med blotta ögat, är effekten av vattenförlust mätbar. Även majs kan släppa ut så mycket som 4000 liter vatten på en dag. Stora lövträd kan släppa ut så mycket som 40000 liter dagligen.

Transpirationshastigheter varierar beroende på atmosfärens status runt en växt. Väderförhållandena spelar en framträdande roll, men transpiration påverkas också av jord och topografi.

Enbart temperaturen påverkar transpiration kraftigt. Vid varmt väder och i stark sol utlöses stomatorna för att öppna och släppa ut vattenånga. Men i kallt väder inträffar den motsatta situationen och stomatan kommer att närma sig.

Luftens torrhet påverkar direkt transpirationshastigheterna. Om vädret är fuktigt och luften är full av fukt är det mindre troligt att en växt släpper ut så mycket vatten via transpiration. Men under torra förhållanden, växter lätt. Även vindrörelser kan öka transpirationen.

Olika växter anpassar sig till olika tillväxtmiljöer, inklusive i deras transpirationshastigheter. I torra klimat som öknar kan vissa växter hålla fast på vatten bättre, såsom suckulenter eller kaktusar.