Kaip vyksta vandens mainai augaluose: procesai ir vandens judėjimas augalais
Be vandens nė vienas augalas negalėtų egzistuoti. Kaip vanduo patenka į augalą ir kokia jėga jis prasiskverbia į kiekvieną kūno ląstelę?
Turinys:
Procesai vandens aplinkoje
Mokslas nestovi vietoje, todėl duomenys apie augalų vandens mainus nuolat papildomi naujais faktais. L.G. Emelyanovas, remdamasis turimais duomenimis, sukūrė pagrindinį požiūrį į vandens mainų augaluose supratimą.
Jis suskirstė visus procesus į 5 etapus:
- Osmosinis
- Koloidinis-cheminis
- Termodinaminis
- Biocheminis
- Biofizinis
Šis klausimas ir toliau aktyviai tiriamas, nes vandens mainai yra tiesiogiai susiję su ląstelių vandens būkle. Pastarasis savo ruožtu yra rodiklis normalus augalų gyvenimas... Kai kuriuose augalų organizmuose 95% yra vandens. Džiovintose sėklose ir sporose yra 10% vandens, tokiu atveju metabolizmas vyksta minimaliai.
Be vandens gyvame organizme nevyks nė viena mainų reakcija; vanduo būtinas visoms augalo dalims sujungti ir organizmo darbui koordinuoti.
Vanduo yra visose ląstelės dalyse, ypač ląstelių sienelėse ir membranose, sudarančiose didžiąją dalį citoplazmos. Koloidai ir baltymų molekulės negalėtų egzistuoti be vandens. Citoplazmos mobilumas atliekamas dėl didelio vandens kiekio. Taip pat skysta terpė padeda ištirpinti medžiagas, patekusias į augalą, ir neša jas į visas kūno dalis.
Vandens reikia šiems procesams:
- Hidrolizė
- Kvėpavimas
- Fotosintezė
- Kitos redoksinės reakcijos
Tai vanduo, kuris padeda augalui prisitaikyti prie išorinės aplinkos, sulaiko neigiamą temperatūros pokyčių poveikį. Be to, be vandens žoliniai augalai negalėtų išlaikyti vertikalios padėties.
Skystas variklis
Vanduo patenka į augalą iš dirvožemio ir absorbuojamas šaknų sistemos. Kad atsirastų vandens srovė, pradeda veikti apatiniai ir viršutiniai varikliai.
Energija, išleidžiama vandens judėjimui, yra lygi čiulpimo jėgai. Kuo daugiau augalas absorbuos skysčio, tuo didesnis bus vandens potencialas. Jei nepakanka vandens, tada gyvo organizmo ląstelės yra dehidratuojamos, vandens potencialas mažėja ir čiulpimo jėga padidėja. Kai atsiranda vandens potencialo gradientas, vanduo pradeda cirkuliuoti per augalą. Jo atsiradimą palengvina viršutinio variklio galia.
Viršutinis variklis veikia nepriklausomai nuo šaknų sistemos. Apatinio galo variklio veikimo mechanizmą galima pamatyti ištyrus žarnų procesą.
Jei augalo lapas prisotintas vandens, o aplinkos oro drėgnumas padidėja, tada garavimas neįvyks. Tokiu atveju iš paviršiaus išsiskirs skystis su jame ištirpusiomis medžiagomis, vyks žarnyno procesas. Tai įmanoma, jei šaknys sugeria daugiau vandens, nei lapai turi laiko išgaruoti. Kiekvienas žmogus matė gutą; ji dažnai būna naktį ar ryte, kai oro drėgmė yra aukšta.
Kraujavimas būdingas jauniems augalams, kurių šaknų sistema vystosi greičiau nei oro dalis.
Lašeliai ištrūksta per stomas, padedant šaknies slėgiui. Išdaręs augalas praranda mineralus. Tai darydamas jis atsikrato druskų ar kalcio pertekliaus.
Antras toks reiškinys yra augalų verkimas. Jei prie šviežio ūglio pjūvio pritvirtinsite stiklinį vamzdelį, juo judės skystis su ištirpusiais mineralais. Taip atsitinka todėl, kad vanduo iš šaknų sistemos juda tik viena kryptimi, šis reiškinys vadinamas šaknies slėgiu.
Vandens judėjimas per augalą
Pirmajame etape šaknų sistema absorbuoja vandenį iš dirvožemio. Vandens potencialai veikia skirtingais ženklais, o tai lemia vandens judėjimą tam tikra kryptimi. Potencialų skirtumą sukelia transpiracija ir šaknies slėgis.
Augalų šaknyse yra dvi viena nuo kitos nepriklausomos erdvės. Jie vadinami apoplastais ir symplastais.
Apoplastas yra laisva vieta šaknyje, kurią sudaro ksilemo indai, ląstelių membranos ir tarpląstelinė erdvė. Savo ruožtu apoplastas yra padalintas į dar dvi erdves, pirmoji yra prieš endodermą, antroji po jos ir susideda iš ksileminių indų. Endodrema veikia kaip barjeras, kad vanduo neperžengtų savo erdvės ribų. Symplast - visų ląstelių protoplastai, kuriuos vienija dalinai pralaidi membrana.
Vanduo eina per šiuos etapus:
- Pusiau pralaidi membrana
- Apoplastas, iš dalies siplastas
- Ksilemo indai
- Visų augalų dalių kraujagyslių sistema
- Lapkočiai ir lapų apvalkalai
Jis juda išilgai venų išilgai vandens sluoksnio; jos turi šakotą sistemą. Kuo daugiau venų yra ant lapo, tuo lengviau vanduo juda link mezofilo ląstelių. šiuo atveju narve esantis vandens kiekis yra subalansuotas. Siurbimo jėga leidžia vandeniui judėti iš vienos kameros į kitą.
Augalas mirs, jei trūksta skysčio, ir taip nėra dėl to, kad jame vyksta biocheminės reakcijos. Svarbi vandens, kuriame vyksta gyvybiniai procesai, fizikinė ir cheminė sudėtis. Skystis skatina citoplazminių struktūrų atsiradimą, kurios negali egzistuoti už šios aplinkos ribų.
Vanduo formuoja augalų turgorą, palaiko pastovią organų, audinių ir ląstelių formą. Vanduo yra pagrindas augalų ir kitų gyvų organizmų vidinę aplinką.
Daugiau informacijos galite rasti vaizdo įraše.