Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Veetransport taimedes
- Mis on Xylem?
- Mis on Phloem?
- Osmoos juurtes
- Transpiratsiooni voo määratlus
- Mõju transpiratsioonile
Taimede tähtsust igapäevaelus ei saa alahinnata. Need pakuvad hapnikku, toitu, peavarju, varju ja lugematuid muid funktsioone.
Samuti aitavad need kaasa vee liikumisele keskkonna kaudu. Taimed ise kiitlevad oma ainulaadse viisina, kuidas vett sisse võtta ja atmosfääri lasta.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Taimed vajavad bioloogiliste protsesside jaoks vett. Vee liikumisel taimede kaudu toimub tee juurtest varsteni, kasutades selleks spetsiaalseid rakke.
Veetransport taimedes
Vesi on taimede elutegevuseks hädavajalik ainevahetuse kõige põhilisemal tasemel. Selleks, et taim saaks vett juurde bioloogiliste protsesside jaoks, vajab ta süsteemi, mille abil vesi liigub maapinnast erinevatesse taimeosadesse.
Peamine veeliikumine taimedes on läbi osmoos juurtest varteni kuni lehtedeni. Kuidas veetransport taimedes esineda? Vees liikumine taimedes toimub seetõttu, et taimedel on spetsiaalne süsteem vee sissejuhtimiseks, taime keha kaudu juhtimiseks ja ümbritsevasse keskkonda viimiseks.
Inimestel ringlevad vedelikud kehades veenide, arterite ja kapillaaride vereringesüsteemi kaudu. Samuti on olemas spetsiaalne kudede võrgustik, mis abistab taimede toitainete ja vee liikumist. Neid nimetatakse ksüleem ja phloem.
Mis on Xylem?
Taimejuured jõuavad mulda ja otsivad taime kasvamiseks vett ja mineraale. Kui juured leiavad vett, liigub vesi taime kaudu kuni lehtedeni välja. Taimede selle vee liikumiseks taime juurtest lehtedeni kasutatavat taimekonstruktsiooni nimetatakse ksüleemiks.
Ksülem on omamoodi taimne kude, mis koosneb surnud rakkudest, mis on välja sirutatud. Need lahtrid nimega trahheiidid, neil on sitke koostis, mis on valmistatud tselluloos ja vetruv aine ligniin. Rakud on virnastatud ja moodustavad anumaid, võimaldades vett liikuda vähese takistusega. Xylem on veekindel ja selle rakkudes puudub tsütoplasma.
Vesi liigub taimest mööda ksüleemi torusid üles, kuni see jõuab mesofüll rakud, mis on käsnrakud, mis vabastavad vett läbi minikülgsete pooride, mida nimetatakse stomata. Samal ajal võimaldavad stomaadid süsinikdioksiidi siseneda taimedesse ka fotosünteesi jaoks. Taimedel on lehtedel mitu varsat, eriti alaküljel.
Erinevad keskkonnategurid võivad stomata kiiresti vallandada või sulgeda. Nende hulka kuuluvad temperatuur, lehe süsinikdioksiidi kontsentraat, vesi ja valgus. Stomata kinni öösel; need sulguvad ka vastusena liigsele sisemisele süsinikdioksiidile ja liiga suure veekadu vältimiseks sõltuvalt õhutemperatuurist.
Valgus paneb nad avanema. See annab taime kaitseelementidele märku vette tõmbamisest. Kaitserakkude membraanid pumbavad seejärel välja vesinikioonid ja kaaliumiioonid võivad rakku siseneda. Kaaliumi kogunemisel langeb osmootne rõhk, mis põhjustab vee ligitõmbumist rakku. Kuuma temperatuuri korral pole neil kaitseelementidel nii palju juurdepääsu veele ja need võivad sulgeda.
Õhk võib täita ka ksüleemi trahheiidid. See protsess nimega kavitatsioon, võib põhjustada pisikesi õhumulle, mis võivad veevoolu takistada. Selle probleemi vältimiseks võimaldavad ksülemi rakkudes olevad šahtad vett liikuda, vältides samal ajal gaasimullide väljapääsu. Ülejäänud ksüleem võib jätkata vee liikumist nagu tavaliselt. Öösel, kui stomata läheneb, võib gaasimull uuesti vees lahustuda.
Vesi väljub lehtedest veeauruna ja aurustub. Seda protsessi nimetatakse transpiratsioon.
Mis on Phloem?
Vastupidiselt ksüleemile on flomirakud elusrakud. Nad moodustavad ka anumaid ja nende peamine ülesanne on toitainete liikumine kogu taimes. Nende toitainete hulka kuuluvad aminohapped ja suhkrud.
Näiteks võib aastaaegade jooksul suhkruid juurtest lehtedesse viia. Toitainete liikumise protsessi kogu taimes nimetatakse translokatsioon.
Osmoos juurtes
Taimejuurte näpunäited sisaldavad juurte juuste rakke. Need on ristkülikukujulised ja pikkade sabadega. Juurekarvad ise võivad ulatuda pinnasesse ja imada vett difusiooniprotsessis, mida nimetatakse osmoosiks.
Juurte osmoos viib vee liikumiseni juurte juukserakkudesse. Kui vesi liigub juurekarva rakkudesse, võib see liikuda kogu taimes. Vesi teeb kõigepealt tee juurekoor ja läbib endodermis. Seal olles pääseb juurde ksüleemi torudele ja võimaldab taimedel vett vedada.
Vee juurest läbi juurte on mitu rada. Üks meetod hoiab vett rakkude vahel nii, et vesi ei satuks nendesse. Teise meetodi kohaselt läbib vesi rakumembraane. Seejärel võib see membraanist välja liikuda teistesse rakkudesse. Veel üks meetod juurtest vee liikumiseks hõlmab vee liikumist rakkude kaudu rakkudevaheliste ristmike kaudu, mida nimetatakse plasmodesmata.
Pärast ajukoori läbimist liigub vesi läbi endodermise ehk vahajase rakukihi. See on omamoodi veetõke ja manustab seda läbi endodermaalsete rakkude nagu filter. Siis pääseb vesi ksüleemile ja saab edasi taime lehtede poole.
Transpiratsiooni voo määratlus
Inimesed ja loomad hingavad. Taimedel on oma hingamisprotsess, kuid seda nimetatakse transpiratsiooniks.
Kui vesi liigub läbi taime ja jõuab selle lehtedeni, võib see lõpuks lehtedest vabaneda transpiratsiooni kaudu. Selle hingamismeetodi kohta saate tõendeid, kinnitades taime lehtede ümber selge kilekoti. Lõpuks näete kotis veepiisasid, mis näitavad lehelt eritumist.
Transpiratsioonivool kirjeldab ksüleemist voolav juure juurest leheni vee kulgemise protsessi. See hõlmab ka mineraalioonide liikumise meetodit, taimede veeturbiini kaudu tugevuse hoidmist, lehtede fotosünteesiks vajaliku vee olemasolu tagamiseks ja vee aurustumist, et lehed sooja temperatuuril jahedad püsiksid.
Mõju transpiratsioonile
Kui taimede transpiratsioon kombineeritakse aurustumisega maalt, nimetatakse seda evapotranspiratsioon. Transpiratsioonivoo tulemusel eraldub Maa atmosfääri umbes 10 protsenti niiskusest.
Taimed võivad transpiratsiooni kaudu kaotada märkimisväärse koguse vett. Kuigi see ei ole protsess, mida saab palja silmaga näha, on veekao mõju mõõdetav. Isegi mais võib päevas vabastada koguni 4000 gallonit vett. Suured lehtpuud võivad päevas vabastada koguni 40 000 gallonit.
Transpiratsiooni määrad varieeruvad sõltuvalt taime ümbritseva atmosfääri seisundist. Ilmastikutingimused mängivad olulist rolli, kuid transpiratsiooni mõjutavad ka pinnas ja topograafia.
Ainuüksi temperatuur mõjutab suuresti transpiratsiooni. Sooja ilmaga ja tugeva päikese käes vallanduvad stomaadid veeauru avanemiseks ja vabastamiseks. Külma ilmaga ilmneb aga vastupidine olukord ja stomata sulgub.
Õhu kuivus mõjutab otseselt imendumise kiirust. Kui ilm on niiske ja õhk on niiskust täis, eraldab taim harvemini nii palju vett, et transpiratsioon võib seda teha. Kuivades tingimustes siirduvad taimed kergesti. Isegi tuule liikumine võib transpiratsiooni suurendada.
Erinevad taimed kohanevad erineva kasvukeskkonnaga, sealhulgas nende transpiratsioonikiirusega. Kuivas kliimas, näiteks kõrbes, suudavad mõned taimed paremini vett hoida, näiteks sukulendid või kaktused.