VÄXTTRANSPIRATION: PROCESS, FAKTORER OCH VIKT - BIOLOGI - 2025

Den transpiration av växter och resterna av växtorganismer är processen för förlust av vatten i gasform som sker genom stomata, som är specialiserade strukturer belägna i blad blad.

Perspiration är kopplad till olika fysiologiska processer i växter, som kontinuerligt absorberar och förlorar vatten. Genom denna homeostatiska mekanism sker det mesta av förångningen av vatten, eftersom den atmosfäriska koldioxid som är nödvändig för fotosyntetiska processer absorberas.

Stomatan från Zebrina spp. (Källa: AioftheStorm via Wikimedia Commons)

I genomsnitt kan ett blad utbyta upp till 100% av sitt vatteninnehåll med miljön under en varm, torr och solig dag. På samma sätt tillåter beräkningarna som gjorts av vissa författare att uppskatta att den under en växts livslängd kan förlora en massa som motsvarar mer än 100 gånger sin färska vikt genom bladen på grund av svett.

Många växtfysiologer och ekofysiologer ägnar sig åt att "mäta" transpirationshastigheten för växter, eftersom detta kan ge dem information om deras fysiologiska tillstånd och till och med några av de miljöförhållanden som växter kontinuerligt utsätts för.

Var och varför uppträder svett?

Perspiration definieras som förlust av vatten i form av ånga och är en process som huvudsakligen sker genom bladen, även om den också kan förekomma, men i mycket mindre utsträckning, genom små "öppningar" (linsceller) i barken av stjälkar och grenar.

Det inträffar tack vare förekomsten av en ångtryckgradient mellan bladytan och luften, så det dras att det inträffar på grund av en ökning av det inre vattenångtrycket i bladen.

På detta sätt blir det större än ångan som omger bladbladet, vilket kan göra att den diffunderar från den mer koncentrerade zonen till den mindre koncentrerade.

klyvöppningar

Stomata i näckros. Viascos

Denna process är möjlig på grund av förekomsten av strukturer som "avbryter" kontinuiteten på bladytan (epidermis) och är kända som stomata.

Stomaten tillåter den "kontrollerade" frisättningen av vattenånga från bladen, och undviker avdunstning genom direkt diffusion från epidermala vävnader, vilket sker passivt och utan någon typ av kontroll.

En stomi består av två "skydd" -celler, som är formade som en "korv" eller en "njure", som bildar en porformad struktur, vars stängning eller öppning styrs av olika hormonella och miljömässiga stimuli:

- Det kan sägas att under mörka förhållanden, med inre vattenunderskott och vid extrema temperaturer, förblir stomaten stängd och "försöker" undvika stora vattenförluster genom svett.

- Närvaron av solljus, riklig tillgång till vatten (extern och intern) och en "optimal" temperatur främjar stomatal öppning och ökade transpirationshastigheter.

När guarcellerna fylls med vatten, blir de turgida, vilket får stomala porer att öppnas; Detta är motsatsen till vad som händer när det inte finns tillräckligt med vatten, vilket är när stomaten förblir stängd.

Perspiration

Schema för transpirationsprocessen i en anläggning (Källa: Laurel Jules via Wikimedia Commons)

Efter att ha klargjort begreppet stomata inträffar svettningsprocessen på följande sätt:

1- Vattnet som transporteras i xylem av kärlväxter diffunderar mot bladvävnaderna, särskilt mot mesofyllcellerna.

2- Nämnda vatten kan avdunsta till följd av höga temperaturer och solbestrålning; Den sålunda genererade vattenångan kvarstår i karakteristiska luftutrymmen som finns i mesophyllen (den är ”koncentrerad”)

3- Denna vattenånga rör sig genom diffusion i luften när stomaten öppnar, antingen som svar på någon fytohormon (ett ämne som reglerar växttillväxt), ett miljöskick etc.

Öppningen av stomin innebär ett utbyte av vattenånga från växten mot atmosfären, men samtidigt tillåter det diffusion av koldioxid från luften mot bladvävnaderna, en process som sker främst på grund av en koncentrationsgradient.

Faktorer som påverkar svett

Det finns flera faktorer som påverkar transpiration, även om deras betydelse är relativt den typ av växt som beaktas.

Effekt av vindhastighet på transpirationsfrekvens (Källa: DGmann)

Externa faktorer

Ur miljösynpunkt beror svett avsevärt på solstrålning och temperatur, liksom av tillgången på vatten i jorden, underskottet i luftånga tryck, vindhastighet etc.

Effekt av vindhastighet på transpirationsfrekvens (Källa: DGmann)

För vissa växter är koncentrationen av yttre koldioxid (CO2) också ett viktigt element för att reglera svett (stomatal öppning). Vissa texter indikerar att när de interna koldioxidnivåerna sjunker avsevärt tillåter skyddscellerna öppningen av stomala porer för att underlätta inträde av nämnda gas.

Effekt av temperatur på transpirationshastigheten (Källa: DGmann)

Interna faktorer

I det anatomiska sammanhanget varierar transpirationshastigheterna mycket beroende på bladytans yttre egenskaper (liksom bladytans yta). I de flesta kärlväxter täcks bladen vanligtvis med "vaxartade lager" som tillsammans kallas nagelbanden.

Effekten av bladområdet på transpirationsfrekvens (Källa: DGmann via Wikimedia Commons)

Kutikula är en mycket hydrofob struktur (som avvisar vatten), så att den förhindrar svett genom enkel förångning från bladparenkymen till ytan och därmed förhindrar den totala torkningen av cellerna i bladvävnaden.

Närvaron eller frånvaron av en "effektiv" kutikula i vattenångaretention förutsätter transpirationshastigheterna för en vaskulär växt. Dessutom kan rötternas vattenabsorptionskapacitet också vara en konditioneringsfaktor för svett.

Abscisic acid (ABA) är en fytohormon relaterad till svett: den främjar stomal stängning genom att hämma några av de enzymer som är nödvändiga för att vatten kommer in i stomatas skyddsceller och förhindrar att de öppnas.

Vanligtvis är det ett ämne som produceras för att "kommunicera" till växten att det finns vattenbrister från rotvävnaderna.

Betydelse

Termisk homeostas

Vatten är en av de viktigaste naturresurserna för alla levande organismer, så växter är inget undantag. Därför är alla processer som har att göra med vattenutbytet mellan en anläggning och den omgivande miljön av yttersta vikt för dess överlevnad.

Med tanke på termisk homeostas är svett viktigt för att sprida värmen som genereras av solstrålning. Denna spridning sker tack vare det faktum att vattenmolekylerna som slipper ut i atmosfären i form av vattenånga har en stor mängd energi, vilket bryter bindningarna som "behåller" dem i flytande form.

Flyktningen från vattenmolekylerna "lämnar" efter sig en massa molekyler som har mindre energi än de som sprids, vilket uppmuntrar till att kyla av den återstående "kroppen" av vatten och därför hela plantan.

Vattentransport med negativt hydrostatisk tryck

När transpirationsgraden i bladen är mycket hög, stiger vattenspelaren i xylem, som är en del av kärlsystemet hos många växter, snabbt från rötterna, vilket främjar rotabsorptionen av vatten och andra föreningar och näringsämnen i golv.

Således rör sig vatten från marken till atmosfären inuti växterna tack vare det negativa hydrostatiska trycket som bladen utövar under transpiration, vilket uppstår tack vare de sammanhängande egenskaperna hos vatten, som upprätthåller höga spänningar genom hela längden på vattenspelaren i xylem.

Med andra ord, förångningen av vatten och dess frigöring genom transpiration tillhandahåller det mesta av den energi som behövs för uppåtgående rörelse av vatten, tack vare förekomsten av en vattenpotentialgradient mellan bladbladen och atmosfären.

Fotosyntes

Eftersom svettning inte bara handlar om förlust av vatten i form av ånga, utan också innebär införandet av koldioxid i bladvävnaderna, är denna process också av yttersta vikt för fotosyntesen, eftersom CO2 är väsentligt för syntes av livsmedel.

referenser

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2000). Grunder för växtfysiologi (Nr 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
2. Encyclopaedia Britannica Inc. (2014). Encyclopaedia Britannica. Hämtad 5 januari 2020 från www.britannica.com/science/transpiration
3. Taiz, L., & Zeiger, E. (2002). Växtfysiologi.
4. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Växtfysiologi och utveckling.
5. Turtenwald, K. (2018). Sciencing. Hämtad 8 januari 2020 från www.sciencing.com