Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

U roślin żyjących w warunkach sprzyjających transpiracjitranspiracjatranspiracji parcie korzenioweparcie korzenioweparcie korzeniowe nie jest wystarczające, by możliwe było przemieszczanie się wody na dużą wysokość, w celu uzupełniania jej strat z liści. Dotyczy to szczególnie wysokich drzew. Transport wody pobranej przez korzenie zachodzi wówczas dzięki podciąganiu słupa wody.

bg‑green

Teoria kohezyjno‑transpiracyjna

Według teorii kohezyjno‑transpiracyjnej woda w drewnie (inaczej ksylemie) dzięki siłom kohezjikohezjakohezji tworzy stabilny słup cieczy, który jest podciągany na znaczne wysokości w wyniku podciśnienia hydrostatycznegociśnienie hydrostatycznepodciśnienia hydrostatycznego, wywołanego transpiracją.

R1DqbJMSRA2wl
Proces pobierania wody i transpiracji u roślin.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Mechanizm ten sprawia, że z gleby do liści przemieszcza się pod ciśnieniem nieprzerwana kolumna wody. Energia do tego procesu pochodzi z energii cieplnej Słońca, która dostarczając ciepła parowania, powoduje ciągłą transpirację.

RDvvXDXEGuJ901
Transpiracja Komórki liścia stale tracą wodę w wyniku parowania z aparatów szparkowych i powierzchni liścia. Obniżenie potencjału wody Potencjał wody komórek skórki liścia (epidermy) obniża się co powoduje, że woda przemieszcza się do nich z innych, głębiej położonych komórek... Przemieszczanie się wody ...a w końcu z komórek położonych w sąsiedztwie elementów naczyniowych ksylemu (szczególnie w pobliżu zakończeń tych naczyń) i wreszcie z ksylemu. Podciśnienie hydrostatyczne Ubytek wody w ksylemie powoduje powstanie podciśnienia hydrostatycznego w naczyniach, dzięki czemu słup wody zostaje podciągnięty (zassany) do góry. Uzupełnianie strat Straty wody z ksylemu w liściach są uzupełniane przez komórki korzenia, które oddają do ksylemu wodę pobraną z gleby.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑green

Znaczenie sił kohezji dla utrzymania przepływu wody

Siły kohezji powodują wzajemne przyciąganie się cząsteczek wody, wynikające z tworzenia się pomiędzy nimi wiązań wodorowych. Umożliwia to utrzymanie w ksylemie ciągłości słupa wody pod ciśnieniem, pomimo jego dużego ciężaru oraz działania grawitacji. W przypadku czystej wody siły te powinny wytrzymać naprężenia rzędu 130 MPa.

R1D9ymKUh0pVi
Schemat przedstawia siły utrzymujące przepływ wody w ksylemie. Na ilustracji występuje długa łodyga w kształcie walca, pośrodku której przebiegają zygzakiem ułożone obok siebie punkty. Po bokach walca występują podłużne linie z zielonymi, prostopadłymi wypustkami biegnącymi w stronę centrum łodygi. Obok zaznaczony jest kierunek transportu wody, który przebiega z dołu do góry. W powiększeniu przedstawiono jedną z cząsteczek będących składnikiem zygzaka. Widnieje przy niej numer 1 i napis adhezja czyli przyciąganie wody przez naładowane elektrycznie powierzchnie, np. ściany komórkowe. W okręgu w powiększeniu widoczna jest cząsteczka wody H2O. Kolejne dwie cząsteczki z łańcucha otoczone są okręgiem i opisane jako kohezja czyli wzajemne przyciąganie się cząsteczek wody. W wiekszym kółku znajdują się dwie cząsteczki H2O połączone ze sobą przerywaną linią. Pośrodku walca widnieje cyfra 3 podpisana jako przepływ wody w ksylemie – woda transportowana jest tylko w jednym kierunku.
Siły utrzymujące przepływ wody w ksylemie.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Od czego zależy szybkość przepływu wody w roślinie?

Szybkość przepływu wody w konkretnej roślinie zależy na ogół od szybkości transpiracji (jeśli nie ma utrudnień w pobieraniu wody przez korzenie).

bg‑green

Proces pobierania i transportu wody w dużych roślinach

Podciśnienie spowodowane transpiracją wystarczy, aby woda dotarła do koron najwyższych nawet drzew.

bg‑gray2
Ciekawostka

Wielkość tego podciśnienia odzwierciedla stosunki wodne w roślinie, dlatego wykorzystuje się ją do oznaczania potencjału wodypotencjał wody w rośliniepotencjału wody w całej roślinie i jej organach metodą komory ciśnieniowej Scholandera. Polega ona na tym, że na odciętą szczytową część pędu oddziałuje się coraz wyższym ciśnieniem i obserwuje pojawienie się kropli wody na powierzchni przekroju. Im wyższe było zastosowane ciśnienie w momencie zaobserwowania kropli, tym większy jest potencjał wody w roślinie.

Świt

U większych drzew transport wody zaczyna się przed wschodem słońca w szczytowych częściach korony i na wierzchołkach gałęzi, co powoduje podciąganie kolumny wody od podstawy pnia.

Wschód słońca

Roztwór wody w ksylemie przepływa coraz szybciej i osiąga maksymalną szybkość niedługo po wschodzie słońca.

Wieczór i noc

Szybkość przepływu maleje wieczorem, przy czym w pniu przepływ trwa do późnych godzin nocnych, co pozwala uzupełnić rezerwy wody.

Słownik

ciśnienie hydrostatyczne
ciśnienie hydrostatyczne

ciśnienie wywoływane przez ciecz, definiowane jako siła przypadająca na jednostkę pola powierzchni cieczy skierowana prostopadle do tej powierzchni; wywoływane jest przez siły grawitacji, zależy tylko od wysokości słupa cieczy; cechuje płyny ustrojowe organizmów żywych

kohezja
kohezja

(łac. cohaesio – stykanie się) wzajemne przyciąganie się cząsteczek tej samej substancji wskutek oddziaływań międzycząsteczkowych (sił krótkiego zasięgu, tzw. sił Van der Waalsa)

parcie korzeniowe
parcie korzeniowe

ciśnienie płynu powstające w tkankach korzeniowych, odpowiedzialne za „tłoczenie” wody i rozpuszczonych w niej substancji w ciągach naczyń

potencjał wody w roślinie
potencjał wody w roślinie

psiIndeks dolny w, ilość energii swobodnej (zdolność do wykonania pracy użytecznej) wnoszonej do układu przez każdy mol wody

transpiracja
transpiracja

parowanie wody z powierzchni roślin