Kā notiek ūdens apmaiņa augos: procesi un ūdens kustība caur augiem
Bez ūdens neviens augs nevarētu pastāvēt. Kā ūdens nonāk augā un ar kādu spēku tas iekļūst katrā ķermeņa šūnā?
Saturs:
Procesi ūdens vidē
Zinātne nestāv uz vietas, tāpēc dati par augu ūdens apmaiņu tiek pastāvīgi papildināti ar jauniem faktiem. L.G. Emeljanovs, pamatojoties uz pieejamajiem datiem, izstrādāja galveno pieeju ūdens apmaiņas izpratnei augos.
Viņš sadalīja visus procesus 5 posmos:
- Osmotisks
- Koloidāls-ķīmisks
- Termodinamiskā
- Bioķīmiskais
- Biofizikāls
Šis jautājums turpina aktīvi pētīt, jo ūdens apmaiņa ir tieši saistīta ar šūnu ūdens stāvokli. Savukārt pēdējais ir rādītājs normāla augu dzīve... Daži augu organismi satur 95% ūdens. Žāvētās sēklas un sporas satur 10% ūdens, tādā gadījumā notiek minimāla vielmaiņa.
Bez ūdens dzīvā organismā nenotiks viena apmaiņas reakcija; ūdens ir nepieciešams visu augu daļu savienošanai un organisma darba koordinēšanai.
Ūdens atrodas visās šūnas daļās, īpaši šūnu sienās un membrānās, kas veido lielāko daļu citoplazmas. Koloīdi un olbaltumvielu molekulas nevarētu pastāvēt bez ūdens. Citoplazmas mobilitāte tiek veikta lielā ūdens satura dēļ. Arī šķidrā barotne palīdz izšķīdināt vielas, kas nonāk augā, un nes tās uz visām ķermeņa daļām.
Ūdens ir nepieciešams šādiem procesiem:
- Hidrolīze
- Elpa
- Fotosintēze
- Citas redoksreakcijas
Tas ir ūdens, kas palīdz augam pielāgoties ārējai videi, ierobežo temperatūras izmaiņu negatīvo ietekmi. Turklāt bez ūdens zālaugu augi nevarētu saglabāt vertikālu stāvokli.
Šķidruma dzinējs
Ūdens augā nonāk no augsnes, un to absorbē sakņu sistēma. Lai notiktu ūdens strāva, darbojas apakšējie un augšējie motori.
Enerģija, kas tiek tērēta ūdens kustībai, ir vienāda ar sūkšanas spēku. Jo vairāk augs absorbēs šķidrumus, jo lielāks būs ūdens potenciāls. Ja ūdens ir par maz, tad dzīvā organisma šūnas tiek dehidrētas, ūdens potenciāls samazinās un sūkšanas spēks palielinās. Kad parādās ūdens potenciāla gradients, ūdens sāk cirkulēt pa augu. Tās rašanos veicina augšējā motora jauda.
Augšējā motors darbojas neatkarīgi no sakņu sistēmas. Apakšējā motora darbības mehānismu var redzēt, pārbaudot ķidāšanas procesu.
Ja auga lapa ir piesātināta ar ūdeni, un apkārtējā gaisa mitrums ir palielināts, tad iztvaikošana nenotiks. Šajā gadījumā no virsmas tiks izdalīts šķidrums ar tajā izšķīdinātām vielām, notiks gutēšanas process. Tas ir iespējams, ja saknes absorbē vairāk ūdens, nekā lapām ir laiks iztvaikot. Katrs cilvēks ir redzējis notekas, tas bieži notiek naktī vai no rīta, kad ir augsts gaisa mitrums.
Ķidīšana ir raksturīga jauniem augiem, kuru sakņu sistēma attīstās ātrāk nekā gaisa daļa.
Pilieni izplūst caur stomātiem, ko veicina sakņu spiediens. Ķidājot, augs zaudē minerālvielas. To darot, tas atbrīvojas no sāļu vai kalcija pārpalikuma.
Otra šāda parādība ir augu raudāšana. Ja jūs pievienojat stikla mēģeni svaigam dzinuma griezumam, pa to pārvietosies šķidrums ar izšķīdušām minerālvielām. Tas notiek tāpēc, ka ūdens no sakņu sistēmas pārvietojas tikai vienā virzienā, šo parādību sauc par saknes spiedienu.
Ūdens kustība caur augu
Pirmajā posmā sakņu sistēma absorbē ūdeni no augsnes. Ūdens potenciāls darbojas zem dažādām zīmēm, kas noved pie ūdens kustības noteiktā virzienā. Potenciālo atšķirību izraisa transpirācija un sakņu spiediens.
Augu saknēs ir divas vietas, kas ir neatkarīgas viena no otras. Tos sauc par apoplastu un symplast.
Apoplast ir brīva telpa saknē, kas sastāv no ksilēma traukiem, šūnu membrānām un starpšūnu telpā. Savukārt apoplasts ir sadalīts vēl divās atstarpēs, pirmā atrodas pirms endodermas, otrā pēc tās un sastāv no ksilēma traukiem. Endodrēma darbojas kā šķērslis, lai ūdens nepārsniegtu tā telpas robežas. Symplast - visu šūnu protoplasti, kurus vieno daļēji caurlaidīga membrāna.
Ūdens iziet šādus posmus:
- Daļēji caurlaidīga membrāna
- Apoplast, daļēji siplast
- Ksilēma trauki
- Visu augu daļu asinsvadu sistēma
- Lapu kāti un lapu apvalki
Tas pārvietojas pa dzīslām gar ūdens loksni, tām ir sazarota sistēma. Jo vairāk vēnu ir uz lapas, jo vieglāk ūdens virzās uz mezofila šūnām. šajā gadījumā ūdens daudzums būrī ir līdzsvarots. Sūkšanas spēks ļauj ūdenim pārvietoties no vienas šūnas uz otru.
Augs mirs, ja tam trūkst šķidruma, un tas nav saistīts ar faktu, ka tajā notiek bioķīmiskās reakcijas. Ir svarīgs ūdens fiziskais un ķīmiskais sastāvs, kurā notiek vitāli procesi. Šķidrums veicina citoplazmas struktūru parādīšanos, kas nevar pastāvēt ārpus šīs vides.
Ūdens veido augu turgoru, uztur nemainīgu orgānu, audu un šūnu formu. Ūdens ir pamats augu un citu dzīvo organismu iekšējā vide.
Plašāka informācija atrodama videoklipā.