Механизм подъема воды вверх по стеблю растения и его роль в его жизнедеятельности

Механизм передвижения воды по растению вызывает удивление и неоднозначные реакции. Некоторые представляют растение, как активное, насосное образование, запускающее поток жидкости через себя. Другие думают, что вода поднимается пассивно, по причине силы плотности, в то время как третьи предполагают, что тут действуют потенциалы, перекачивающие воду якобы почти без сопротивления. Однако, истинная причина — весьма банальна и объясняется такими факторами как разности концентрации с помощью осмоса и движением воды в нижней части стебля.

Для начала, давайте представим себе растение. Во всех его частях, включая корень, стебель и лист, содержится вода, окрасившая их. Особенное значение в передвижении воды имеет корень, где среди мелких клеточных волокон пролегают каналы, способные улавливать воду. Назовем эту систему также потенциалом.

Основным двигателем подъема воды является корневой потенциал. В результате развития растения подобие насоса заключается в скопление воды в корневом аппарате. Как только такое возможно, жидкость начинает перемещаться по стеблю, проходя в него через корни.

Таким образом, можно сказать, что растение питает себя самостоятельно, перемещая часть веществ водой или другими минеральными веществами. Для доказательства этой теории существуют лабораторные исследования, утверждающие, что вода способна подниматься по стеблю растения только благодаря разности потенциалов. На этом основаны ответы на вопросы об усвоении воды растением, проросли, росте, развитии и об образовании питательных веществ.

Почему вода поднимается вверх по стеблю

Задание, поставленное перед сосудистыми растениями, внушительно: наполнить корневую систему и стебля сосудистыми клетками огромного объема водой и минеральными веществами. Для достижения этой цели растения использовали самые передовые природой технологии, использующие живой материал и простые физические законы. Водные молекулы играют здесь главную роль и обладают уникальными свойствами, позволяющими им перемещаться вверх от корней к листьям.

Движение воды в растении обусловлено тремя факторами: осмотическим давлением, напряжением воздуха и силой сцепления между молекулами воды.

Вода поступает внутри клетки через аквапорины – специальные мембранные каналы, которые способствуют передвижению воды внутри растения. Это происходит из-за разности потенциалов внутри и вне клетки. Влияние тургорного давления и осмотического потенциала также играет свою роль в передвижении воды в стебле растения.

Вода, поглощенная корнями растения из почвы, проникает в ткани стебля через клетки ситовидного класса и продвигается вверх по стеблю с помощью метода осмоса. Кроме того, у корней есть вторая цепь клеточных элементов – древесина и ксилема, в которых вода поднимается, уже формируя питательные лучи, функционирующие как трубы.

Осмос – это процесс, в котором растворители перемещаются через мембрану, чтобы размешаться с более высокой концентрацией растворителя. В стебле растений, у которых количество солей внутри клетки меньше, чем в почвенном растворе, вода движется внутри клеток из области низшего потенциала в область потенциала выше. Это расширяет объем клеток и ведет к тому, что вода поднимается вверх по стеблю.

Количество воды, которое может быть поднято этим методом, ограничено разностью потенциала воды в различных органах растения. Если гравитация играет важную роль, вода поднимается в стеблю около 6 метров. В одних случаях перемещение воды под действием силы сцепления между водными молекулами происходит только внутри одной клетки, в других случаях – между соседними клетками.

Общий результат перемещения воды в растении состоит из двух факторов: абсорбции воды корнями и ее транспортировки через стебель. Передвижение воды по стеблю растения является активным процессом, и для достижения этой цели растения используют осмотическое давление, напряжение воздуха и силу сцепления между водными молекулами.

Факторы передвижения воды вверх по стеблю:	Сила сцепления	Осмотическое давление	Напряжение воздуха
Роль:	Обеспечивает передвижение воды между клетками	Повышает потенциал внутри клеток	Увеличивает разность потенциалов в стебле

Почему вода непрерывно поднимается по стеблю

Транспирация начинается с поступления воды в растение через корни. Вода проникает в корневые клетки через корневую плазмалемму с помощью процесса осмоса. Когда вода попадает в клеточные стенки и проникает в водоемкую ткань корня, она начинает двигаться вверх по растению.

Вода поднимается по стеблю благодаря осмотическому потенциалу и физическому свойству воды — когезии. Когезия позволяет водным молекулам прилипать друг к другу, образуя длинные цепочки. Эти цепочки создают в стебле растения ситовидные волокна, по которым и происходит подъем воды.

Сосудистые каналы, находящиеся в стебле растения, являются основным путем передвижения воды. Вода поднимается в эти каналы, перенося с собой органические и минеральные вещества, необходимые для развития растения. Таким образом, растение может получать воду из почвы и транспортировать ее во все свои части.

Процесс транспирации регулируется тургором клеток. Когда клетки корня насыщены водой, они создают высокое давление — корневой тургор. Это позволяет воде двигаться вверх по растению. Однако, когда вода испаряется с поверхности листьев, давление в стволе растения снижается, что вызывает подсос воды из корня.

Вода, поднимающаяся по стеблю растения, играет важную роль в многих его процессах развития и жизнедеятельности, таких как фотосинтез, транспорт питательных веществ и поддержание тургорного давления. И этот непрерывный поток воды — одно из удивительных явлений природы.

Видео:

Влияние структурированной воды на растения

Влияние структурированной воды на растения by Компания Гиацинт 1,458 views 10 years ago 1 minute, 18 seconds