Vormen van transpiratie en de fysiologische betekenis ervan

Iedereen weet dat water een beslissende rol speelt in het plantenleven. De normale ontwikkeling van een plantenorganisme is alleen mogelijk als al zijn organen en weefsels goed verzadigd zijn met vocht. Het wateruitwisselingssysteem tussen de plant en de omgeving is echter in feite complex en multicomponent.

Wat is transpiratie

transpiratie - is een gecontroleerd fysiologisch proces van waterbeweging door de organen van het plantenorganisme, resulterend in zijn verlies door verdamping.

Om te begrijpen wat transpiratie op een primitief niveau is, volstaat het om te beseffen dat het vitale water voor een plant, door het wortelsysteem uit de grond wordt gehaald, op de een of andere manier bij de bladeren, stengels en bloemen moet komen. Tijdens deze beweging gaat het grootste deel van het vocht verloren (verdampt), vooral bij fel licht, droge lucht, harde wind en hoge temperaturen.

Dus, onder invloed van atmosferische factoren, worden de waterreserves in de bovengrondse organen van de plant constant verbruikt en moeten ze daarom voortdurend worden bijgevuld door nieuwe inputs. Terwijl het water verdampt in de cellen van de plant, ontstaat er een bepaalde zuigkracht, die water uit de naburige cellen en dus langs de ketting naar de wortels "trekt". De hoofdmotor van de waterstroom van de wortels naar de bladeren bevindt zich dus in de bovenste delen van de planten, die om het simpel te zeggen werken als kleine pompen. Als je een beetje dieper ingaat in het proces, is de wateruitwisseling in het plantenleven de volgende keten: water uit de grond halen door de wortels, het naar de bovengrondse organen tillen, verdampen. Deze drie processen zijn voortdurend in interactie. In de cellen van het wortelsysteem van de plant wordt de zogenaamde osmotische druk gevormd, onder invloed waarvan het water in de bodem actief door de wortels wordt geabsorbeerd.

Wanneer, als gevolg van het verschijnen van een groot aantal bladeren en een toename van de omgevingstemperatuur, het water door de atmosfeer zelf uit de plant wordt gezogenin de vaten van planten is er een tekort aan druk, doorgegeven aan de wortels, en duwen ze naar het nieuwe "werk". Zoals je kunt zien, trekt het wortelsysteem van de plant water uit de grond onder invloed van twee krachten - zijn eigen, actieve en passieve, overgedragen van bovenaf, die wordt veroorzaakt door transpiratie.

Welke rol speelt transpiratie in plantenfysiologie?

Het proces van transpiratie speelt een grote rol in het plantenleven.

Allereerst moet worden begrepen dat het is transpiratie die planten voorziet van bescherming tegen oververhitting. Als we op een zonnige dag de temperatuur meten van een gezond en vervaagd blad in dezelfde plant, kan het verschil tot zeven graden zijn, en als een vervaagd blad in de zon heter kan zijn dan de omringende lucht, dan is de temperatuur van het transpiratieblad meestal enkele graden lager ! Dit suggereert dat de transpiratieprocessen die plaatsvinden in een gezond blad het mogelijk maken zichzelf te koelen, anders gaat het blad oververhit en sterft het.

Bovendien, de beweging van water van de wortels naar de bladeren van de plant, waarvan de continuïteit zorgt voor transpiratie, omdat het alle organen tot een enkel organisme samenbrengt, en hoe sterker de transpiratie, hoe actiever de plant zich ontwikkelt. Het belang van transpiratie ligt in het feit dat in planten de belangrijkste voedingsstoffen met water in weefsels kunnen doordringen, hoe hoger de productiviteit van transpiratie, hoe sneller de bovengrondse delen van planten minerale en organische verbindingen ontvangen die in water zijn opgelost.

Ten slotte is transpiratie een verbazingwekkende kracht die ervoor kan zorgen dat er water in de plant stijgt over de hele hoogte, wat van groot belang is, bijvoorbeeld voor hoge bomen waarvan de bovenste bladeren vanwege het proces in kwestie de vereiste hoeveelheid vocht en voedingsstoffen kunnen ontvangen.

Soorten transpiratie

Er zijn twee soorten transpiratie: stomatale en cuticulaire.Om te begrijpen wat de ene en de andere soort is, herinneren we ons aan de lessen van de plantkunde over de structuur van het blad, omdat dit orgaan van de plant de belangrijkste is in het proces van transpiratie.

dus, Het blad bestaat uit de volgende stoffen:

• huid (epidermis) is de buitenste laag van het blad, wat een enkele rij cellen is, nauw met elkaar verbonden om de inwendige weefsels te beschermen tegen bacteriën, mechanische schade en uitdroging. Bovenop deze laag zit vaak een extra beschermende was, de cuticula;

• het hoofdweefsel (mesofyl), dat zich binnen de twee lagen van de opperhuid bevindt (bovenste en onderste);

• aderen waarlangs water en voedingsstoffen die daarin zijn opgelost bewegen;

• De huidmondjes zijn speciale cellen en een opening ertussen, waaronder een luchtspouw. De stomatale cellen kunnen sluiten en openen naargelang er voldoende water in zit. Het is door deze cellen dat het proces van waterverdamping en gasuitwisseling hoofdzakelijk wordt uitgevoerd.

stomataire

Eerst begint het water te verdampen van het oppervlak van het hoofdweefsel van de cellen.Dientengevolge verliezen deze cellen vocht, water menisci in de haarvaten worden naar binnen gebogen, de oppervlaktespanning neemt toe en het verdere proces van waterverdamping wordt moeilijk, waardoor de plant aanzienlijk water kan besparen. Vervolgens komt het verdampte water naar buiten via de stomatale spleten. Zolang de huidmondjes open zijn, verdampt water uit het blad met dezelfde snelheid als van het wateroppervlak, dat wil zeggen dat de diffusie door de huidmondjes erg hoog is.

Feit is dat met hetzelfde gebied het water sneller verdampt door verschillende kleine gaten die op enige afstand zijn geplaatst dan door een grote. Zelfs nadat de huidmondjes in tweeën zijn gesloten, blijft de intensiteit van de transpiratie bijna net zo hoog. Maar wanneer de huidmondjes sluiten, neemt de transpiratie verschillende malen af.

Het aantal huidmondjes en hun locatie in verschillende planten is niet hetzelfde, bij sommige soorten zitten ze alleen aan de binnenkant van het blad, in andere soorten, zowel van boven als van onder, maar zoals uit het bovenstaande blijkt, heeft niet zozeer het aantal huidmondjes invloed op de verdampingssnelheid, maar hun mate van openheid: als er veel water in de cel zit, gaan de huidmondjes open, als er een tekort optreedt - het rechttrekken van de waakcellen komt voor, de breedte van de stomatale darm daalt en de huidmondjes sluiten.

cuticulaire

De cuticula, evenals de huidmondjes, hebben het vermogen om te reageren op de mate van verzadiging van het vel met water. De haren op het oppervlak van het blad beschermen het blad tegen de bewegingen van lucht en zonlicht, waardoor waterverlies wordt verminderd. Wanneer de huidmondjes zijn gesloten, is vooral de cuticulaire transpiratie van belang. De intensiteit van dit type transpiratie hangt af van de dikte van de cuticula (hoe dikker de laag, hoe minder verdamping). De ouderdom van de plant is ook van groot belang - waterbladeren op volwassen bladeren vormen slechts 10% van het totale transpiratieproces, terwijl ze op jonge leeftijd de helft kunnen bereiken. Een toename in cuticulaire transpiratie wordt echter waargenomen op te oude bladeren, als hun beschermende laag wordt beschadigd door ouderdom, scheuren of scheuren.

Beschrijving van het transpiratieproces

Het proces van transpiratie wordt aanzienlijk beïnvloed door verschillende significante factoren.

Factoren die van invloed zijn op het proces van transpiratie

Zoals hierboven vermeld, wordt de intensiteit van de transpiratie voornamelijk bepaald door de mate van verzadiging van de plantenbladcellen met water. Deze toestand wordt op zijn beurt voornamelijk beïnvloed door externe omstandigheden: luchtvochtigheid, temperatuur en de hoeveelheid licht.

Het is duidelijk dat met droge lucht de verdampingsprocessen intensiever plaatsvinden. Maar bodemvocht beïnvloedt de transpiratie op de tegenovergestelde manier: hoe droger het land, hoe minder water de plant binnendringt, hoe groter het tekort en dus minder transpiratie.

Naarmate de temperatuur stijgt, neemt ook de transpiratie toe. Misschien is de belangrijkste factor die de transpiratie beïnvloedt echter nog steeds licht. Wanneer een bladplaat zonlicht absorbeert, neemt de temperatuur van het blad toe en daarom gaan de huidmondjes open en neemt de transpiratiesnelheid toe.

Op basis van de invloed van licht op de beweging van de huidmondjes worden zelfs drie hoofdgroepen van planten onderscheiden volgens de dagelijkse loop van de transpiratie. In de eerste groep zijn de huidmondjes 's nachts gesloten,' s morgens openen ze zich en bewegen ze overdag, afhankelijk van de aan- of afwezigheid van watertekort. In de tweede groep is de nachttoestand van de huidmondjes een "wisseling" van de dag (als ze overdag open waren, 's nachts dicht en andersom).In de derde groep is de toestand van de huidmondjes overdag afhankelijk van de verzadiging van het blad met water, maar 's nachts staan ​​ze altijd open. Als voorbeelden van de vertegenwoordigers van de eerste groep kunnen enkele graangewassen worden genoemd, tot de tweede groep behoren dunbladige planten, bijvoorbeeld erwten, bieten, klaver, de derde groep bestaat uit kool en andere vertegenwoordigers van de plantenwereld met dikke bladeren.

Maar over het algemeen moet dat gezegd worden 's Nachts is transpiratie altijd minder intens dan overdag, omdat op dit tijdstip de temperatuur lager is, er geen licht is en de luchtvochtigheid integendeel groter is. Overdag is transpiratie meestal 's middags het meest productief en met een afname van de zonneactiviteit vertraagt ​​dit proces.

De verhouding van de intensiteit van transpiratie van een eenheid van oppervlakte van een vel per tijdseenheid tot de verdamping van een vergelijkbaar oppervlak van vrij wateroppervlak wordt relatieve transpiratie genoemd.

Hoe is de aanpassing van de waterbalans

De plant absorbeert het grootste deel van het water uit de grond via het wortelsysteem.

Plantwortels zijn gevoelig voor de hoeveelheid vocht in de grond en kunnen de richting van de groei veranderen in de richting van toenemende vochtigheid.

Naast de wortels hebben sommige planten de mogelijkheid om water en grondorganen te absorberen (mossen en korstmossen absorberen bijvoorbeeld vocht op het hele oppervlak).

Het water dat de plant binnendringt, wordt door al zijn organen verspreid en verplaatst van cel naar cel en wordt gebruikt voor de processen die nodig zijn voor de levensduur van de plant. Er wordt een kleine hoeveelheid vocht aan de fotosynthese besteed, maar het meeste is nodig om de weefselvolheid te behouden (de zogenaamde turgor), en om verliezen door transpiratie (verdamping) te compenseren, zonder welke de vitale activiteit van een plant onmogelijk is. Vocht verdampt bij contact met lucht, dus dit proces vindt plaats in alle delen van de plant.

Als de hoeveelheid water die wordt opgenomen door de plant op harmonische wijze wordt gecoördineerd met de besteding van al deze doelen, wordt de waterbalans van de plant correct geregeld en ontwikkelt het lichaam zich normaal. Overtredingen van dit evenwicht kunnen situationeel of langdurig zijn. Met kortetermijnfluctuaties in waterbalans, veel terrestrischeplanten in het proces van evolutie hebben geleerd ermee om te gaan, maar langdurige verstoringen in de processen van watervoorziening en verdamping leiden in de regel tot de dood van een plant.

Bekijk de video: TEDxAsheville - Dee Eggers - Dolfijnen als personen (Mei 2024).