A NÖVÉNY TRANSZPIRÁCIÓJA: FOLYAMAT, TÉNYEZŐK ÉS JELENTŐSÉGÜK - BIOLÓGIA - 2026

A növények és a növényi organizmusok maradékátömlesztése a gáznemű vízvesztés folyamata, amely a sztómákon keresztül történik, amelyek a levéllapákon elhelyezkedő speciális struktúrák.

Az izzadás a növények különböző fiziológiai folyamatainak köszönhető, amelyek folyamatosan felszívják és elveszítik a vizet. Ezen a homeosztatikus mechanizmuson keresztül a víz elpárolgása történik, mivel a fotoszintézishez szükséges légköri szén-dioxid felszívódik.

A Zebrina spp. (Forrás: AioftheStorm a Wikimedia Commonson keresztül)

Egy levél átlagosan víztartalmának akár 100% -át kicserélheti a környezetre egy forró, száraz és napos nap folyamán. Hasonlóképpen, néhány szerző számításai lehetővé teszik annak becslését, hogy egy növény élettartama alatt az izzadás miatt a leveleken keresztül elveszítheti a tömegének több mint százszorosának megfelelő tömegét.

Számos növényi fiziológus és ökofiziológus elkötelezett a növények átfolyási sebességének "mérésén", mivel ez információkat adhat számukra élettani állapotukról és még azokról a környezeti feltételekről is, amelyekre a növények folyamatosan vannak kitéve.

Hol és miért fordul elő izzadás?

A verejtékezést úgy definiálják, mint a víz veszteségét gőz formájában, és ez egy olyan folyamat, amely főként a leveleken keresztül történik, bár ez előfordulhat, de sokkal kisebb mértékben a kéregben lévő kis „nyílások” (lencseelemek) révén. a szárak és ágak.

Ez a levél felületének és a levegő közötti gőznyomás-gradiensnek köszönhető, ezért arra lehet következtetni, hogy a levél belső vízgőznyomásának növekedése miatt.

Ilyen módon nagyobb lesz, mint a levéllapátot körülvevő gőzé, ami miatt a koncentráltabb zónából a kevésbé koncentrált zónába diffundálhat.

stomata

Stomata a liliom epidermiszében. Viascos

Ez a folyamat azért lehetséges, mert léteznek olyan struktúrák, amelyek "megszakítják" a levél felületének folytonosságát (epidermiszét), és sztóma néven ismertek.

A sztóma lehetővé teszi a vízgőz „ellenőrzött” kibocsátását a levelekről, elkerülve az epidermális szövetekből történő közvetlen diffúzió útján történő párolgást, passzív módon és bármiféle szabályozás nélkül.

A sztóma két "védő" sejtből áll, amelyek "kolbász" vagy "vese" alakúak, és pórus alakú struktúrát alkotnak, amelynek bezárását vagy nyitását különböző hormonális és környezeti ingerek szabályozzák:

- Azt mondhatjuk, hogy sötét körülmények között, belső vízhiány mellett és szélsőséges hőmérsékleten a sztóma zárva marad, és "megpróbálja" elkerülni az izzadással járó nagy vízveszteségeket.

- A napfény jelenléte, a bőséges vízellátás (külső és belső) és az "optimális" hőmérséklet elősegíti a sztóma kinyílását és a megnövekedett transzpiurációs sebességet.

Amikor a guar-sejtek feltöltődnek vízzel, torzulnak, és a sztóma pórusa megnyílik; Ez ellentétes azzal, ami akkor történik, amikor nincs elég víz, amikor a sztóma zárva marad.

Izzadási folyamat

Növényi átültetési folyamat vázlata (Forrás: Laurel Jules a Wikimedia Commons segítségével)

A sztóma fogalmának tisztázása után az izzadás folyamata a következőképpen történik:

1- A vaszkuláris növények xilómjában szállított víz diffundál a lombozat, különösen a mezofill sejtek felé.

2 - A víz elpárologhat magas hőmérsékletek és a napsugárzás következtében; Az így képződött vízgőz a mezofillben található jellegzetes légtérben marad („koncentrált”).

3- Ez a vízgőz diffúzió útján a levegőbe mozog, amikor a sztóma kinyílik, akár valamilyen fitohormonra (egy növény növekedését szabályozó anyag), egy környezeti állapotra stb. Reagálva.

A sztóma megnyitása a növény vízpárainak cseréjét vonja maga után a légkörbe, ugyanakkor lehetővé teszi a széndioxid diffúzióját a levegőből a lomszövetekbe, ezt a folyamatot főként a koncentráció-gradiens okozza.

Az izzadást befolyásoló tényezők

Számos tényező befolyásolja a transzpirációt, bár ezek fontossága a figyelembe vett növény típusához viszonyítva.

A szélsebesség hatása az átfolyási sebességre (Forrás: DGmann)

Külső tényezők

Környezetvédelmi szempontból az izzadás nagyban függ a napsugárzástól és a hőmérséklettől, valamint a talajban rendelkezésre álló víztől, a léggőznyomás hiányától, a szélsebességtől stb.

A szélsebesség hatása az átfolyási sebességre (Forrás: DGmann)

Egyes növények esetében a külső szén-dioxid (CO2) koncentrációja szintén kulcseleme az izzadás (sztómanyílás) szabályozásának. Egyes szövegek azt mutatják, hogy amikor a belső CO2-szint jelentősen csökken, az őrcellák lehetővé teszik a sztóma pórusának megnyitását, hogy megkönnyítsék az említett gáz belépését.

A hőmérséklet hatása a transzpiratív sebességre (Forrás: DGmann)

Belső tényezők

Anatómiai körülmények között az átültetési sebesség nagyban különbözik a levél felületének külső jellemzőitől (valamint a levél felületétől) függően. A legtöbb vaszkuláris növényben a leveleket általában "viaszos rétegekkel" borítják, amelyeket együttesen kutikulának neveznek.

A levélterület hatása az átültetési sebességre (Forrás: DGmann a Wikimedia Commons segítségével)

A kutikula erősen hidrofób szerkezetű (amely visszatartja a vizet), amely megakadályozza az izzadást a levél parenchymájából a felszínre történő egyszerű elpárologtatás útján, és így megakadályozza a levélszövet sejtek teljes kiszáradását.

A "hatékony" kutikula jelenléte vagy hiánya a vízgőz-visszatartásban befolyásolja a vaszkuláris növény transzpiurációs sebességét. Ezenkívül a gyökerek vízabszorpciós képessége az izzadság kondicionáló tényezője is lehet.

Az abszciszinsav (ABA) az izzadsághoz kapcsolódó fithormon: elősegíti a sztóma lezárását azáltal, hogy gátolja a víznek a sztóma védősejtjeibe történő belépéshez szükséges enzimek egy részét, megakadályozva azok megnyílását.

Általában olyan anyag, amelyet úgy állítanak elő, hogy "kommunikálja" a növényt azzal, hogy vannak vízhiányok a gyökérszövetből.

fontosság

Termikus homeosztázis

A víz az élő szervezetek egyik legfontosabb természeti erőforrása, tehát a növények sem kivétel. Ezért a növény és a környező környezet közötti vízcserével kapcsolatos összes folyamat rendkívül fontos a túlélés szempontjából.

A termikus homeosztázis szempontjából az izzadás elengedhetetlen a napsugárzás által termelt hő eloszlatásához. Ez a szóródás annak a ténynek a következménye, hogy a vízmolekulák, amelyek vízgőz formájában kerülnek ki a légkörbe, nagy mennyiségű energiával rendelkeznek, amely megszakítja azokat a kötéseket, amelyek "visszatartják" őket folyékony formában.

A vízmolekulák elmenekülése „hátrahagyja” egy olyan molekulák tömegét, amelyeknek kevesebb energiája van, mint a szétesteknek, ami ösztönzi a fennmaradó víztest, tehát az egész növény lehűlését.

Vízszállítás negatív hidrosztatikus nyomással

Ha a levelek átmérője nagyon magas, a xylemben lévő vízoszlop, amely sok növény érrendszerének része, gyorsan felszáll a gyökérből, elősegítve a víz, más vegyületek és tápanyagok gyökérfelszívódását a padló.

Így a víz a talajról a légkörbe mozog a növények belsejében a levelek által a transzpiráció során kifejtett negatív hidrosztatikus nyomásnak köszönhetően, amely a víz kohéziós tulajdonságainak köszönhető, amely az egész feszültséget fenntartja a vízoszlop hossza a xylemben.

Más szavakkal, a víz elpárologtatása és átengedése révén történő felszabadítás biztosítja a víz felfelé történő mozgásához szükséges energia nagy részét, köszönhetően a levél lapátok és a légkör közötti vízpotenciál gradiensnek.

Fotoszintézis

Mivel az izzadás nemcsak a víz veszteségét gőz formájában jelenti, hanem magában foglalja a szén-dioxid bejutását a lomszövetekbe, ez a folyamat kiemelkedően fontos a fotoszintézis szempontjából is, mivel a CO2 nélkülözhetetlen élelmiszerek szintéziséhez.

Irodalom

1. Azcón-Bieto, J. és Talón, M. (2000). A növényi fiziológia alapjai (581.1. Szám). McGraw-Hill Interamericana.
2. Encyclopaedia Britannica Inc. (2014). Encyclopaedia Britannica. Beolvasva 2020. január 5-én, a www.britannica.com/science/transpiration webhelyről
3. Taiz, L. és Zeiger, E. (2002). Növényi fiziológia.
4. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, és Murphy, A. (2015). Növényi élettan és fejlődés.
5. Turtenwald, K. (2018). Sciencing. Beolvasva 2020. január 8-án, a www.sciencing.com webhelyről