Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Watertransport in planten
- Wat is Xylem?
- Wat is Phloem?
- Osmose in wortels
- Transpiratiestroomdefinitie
- Effecten op transpiratie
Het belang van planten in het dagelijks leven kan niet worden onderschat. Ze bieden zuurstof, voedsel, onderdak, schaduw en talloze andere functies.
Ze dragen ook bij aan de beweging van water door het milieu. Planten hebben zelf hun eigen unieke manier om water op te nemen en in de atmosfeer vrij te laten.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Planten hebben water nodig voor biologische processen. De beweging van water door planten omvat een pad van wortel naar stengel naar blad, met behulp van gespecialiseerde cellen.
Watertransport in planten
Water is essentieel voor het leven van planten op de meest basale metabolismeniveaus. Om een plant toegang te geven tot water voor biologische processen, heeft hij een systeem nodig om water van de grond naar verschillende plantendelen te verplaatsen.
De belangrijkste waterbeweging in planten is voorbij osmose van de wortels tot de stengels tot de bladeren. Hoe doet water transport in planten voorkomen? Waterbeweging in planten vindt plaats omdat planten een speciaal systeem hebben om water aan te zuigen, door het lichaam van de plant te voeren en uiteindelijk naar de omgeving te laten stromen.
Bij mensen circuleren vloeistoffen in lichamen via de bloedsomloop van aderen, slagaders en haarvaten. Er is ook een gespecialiseerd netwerk van weefsels dat het proces van nutriënten- en waterbewegingen in planten ondersteunt. Deze worden genoemd xyleem en floëem.
Wat is Xylem?
Plantenwortels reiken in de grond en zoeken water en mineralen voor de plant om te groeien. Zodra de wortels water vinden, stroomt het water omhoog door de plant helemaal naar zijn bladeren. De plantstructuur die wordt gebruikt voor deze waterbeweging in planten van wortel tot blad wordt xyleem genoemd.
Xylem is een soort plantenweefsel dat bestaat uit uitgestrekte dode cellen. Deze cellen, met de naam tracheiden, bezitten een stevige samenstelling, gemaakt van cellulose en de veerkrachtige substantie lignine. De cellen zijn gestapeld en vormen vaten, waardoor water met weinig weerstand kan reizen. Xylem is waterdicht en heeft geen cytoplasma in zijn cellen.
Water stroomt door de xyleembuizen de plant op totdat deze bereikt bladmoes cellen, dit zijn sponsachtige cellen die het water afgeven via minuscule poriën genoemd huidmondjes. Tegelijkertijd laten huidmondjes ook toe dat koolstofdioxide een plant binnengaat voor fotosynthese. Planten hebben verschillende huidmondjes op hun bladeren, vooral aan de onderkant.
Verschillende omgevingsfactoren kunnen huidmondjes snel openen of sluiten. Deze omvatten temperatuur, kooldioxide-concentraat in het blad, water en licht. Huidmondjes sluiten 's nachts; ze sluiten ook als reactie op te veel interne koolstofdioxide en om te veel waterverlies te voorkomen, afhankelijk van de luchttemperatuur.
Licht zorgt ervoor dat ze zich openen. Dit geeft aan dat de bewakingscellen van de plant water moeten opnemen. De membranen van de wachtcellen pompen vervolgens waterstofionen uit en kaliumionen kunnen de cel binnenkomen. Osmotische druk neemt af wanneer het kalium zich ophoopt, wat resulteert in aantrekking van water naar de cel. Bij warme temperaturen hebben deze bewakingscellen niet zoveel toegang tot water en kunnen ze sluiten.
Lucht kan ook de tracheïden van de xyleem vullen. Dit proces, genaamd cavitatie, kunnen kleine luchtbellen veroorzaken die de waterstroom kunnen belemmeren. Om dit probleem te voorkomen, laten putjes in xyleemcellen water bewegen terwijl wordt voorkomen dat gasbellen ontsnappen. De rest van het xyleem kan water blijven bewegen zoals gewoonlijk. 'S Nachts, wanneer huidmondjes dichtgaan, kan de gasbel weer in het water oplossen.
Water verlaat als waterdamp uit de bladeren en verdampt. Dit proces wordt genoemd transpiratie.
Wat is Phloem?
In tegenstelling tot xyleem zijn floëemcellen levende cellen. Ze vormen ook vaten, en hun belangrijkste functie is om voedingsstoffen door de plant te verplaatsen. Deze voedingsstoffen omvatten aminozuren en suikers.
In de loop van de seizoenen kunnen bijvoorbeeld suikers van de wortels naar de bladeren worden verplaatst. Het proces van het verplaatsen van voedingsstoffen door de plant wordt genoemd verplaatsing.
Osmose in wortels
De uiteinden van plantenwortels bevatten wortelhaarcellen. Deze zijn rechthoekig van vorm en hebben lange staarten. De wortelharen zelf kunnen zich in de grond uitstrekken en water absorberen in een diffusieproces dat osmose wordt genoemd.
Osmose in wortels leidt ertoe dat water in haarcellen van wortels terechtkomt. Zodra water in de haarcellen van de wortels stroomt, kan het door de plant reizen. Water maakt eerst zijn weg naar de wortelcortex en gaat door de endodermis. Eenmaal daar, kan het toegang krijgen tot de xyleembuizen en zorgen voor watertransport in planten.
Er zijn meerdere paden voor de reis van water over wortels. Eén methode houdt water tussen cellen zodat het water er niet in komt. Bij een andere methode kruist water celmembranen. Het kan dan uit het membraan naar andere cellen worden verplaatst. Nog een andere methode voor waterbeweging vanuit de wortels houdt in dat water door cellen stroomt via knooppunten tussen cellen genoemd plasmodesmata.
Nadat het door de wortelcortex is gegaan, beweegt water door de endodermis of wasachtige cellulaire laag. Dit is een soort barrière voor water en verplaatst het door endodermale cellen als een filter. Dan kan water toegang krijgen tot het xyleem en doorgaan naar de bladeren van de plant.
Transpiratiestroomdefinitie
Mensen en dieren ademen. Planten bezitten hun eigen ademhalingsproces, maar het wordt transpiratie genoemd.
Zodra water door een plant reist en zijn bladeren bereikt, kan het uiteindelijk uit de bladeren ontsnappen via transpiratie. Je kunt bewijs zien van deze methode van 'ademen' door een doorzichtige plastic zak rond de bladeren van een plant te bevestigen. Uiteindelijk zie je waterdruppeltjes in de zak, die transpiratie van de bladeren aantonen.
De transpiratiestroom beschrijft het proces van water dat uit het xyleem wordt getransporteerd in een stroom van wortel tot blad. Het omvat ook de methode om minerale ionen rond te verplaatsen, planten stevig te houden via waterturgor, ervoor te zorgen dat bladeren voldoende water hebben voor fotosynthese en het water laten verdampen om bladeren koel te houden bij warme temperaturen.
Effecten op transpiratie
Wanneer plant transpiratie wordt gecombineerd met verdamping vanaf land, wordt dit genoemd evapotranspiratie. De transpiratiestroom resulteert in ongeveer 10 procent van het vrijkomen van vocht in de atmosfeer van de aarde.
Planten kunnen door transpiratie een aanzienlijke hoeveelheid water verliezen. Hoewel het geen proces is dat met het blote oog kan worden gezien, is het effect van waterverlies meetbaar. Zelfs maïs kan tot wel 4000 liter water per dag vrijgeven. Grote hardhoutbomen kunnen dagelijks wel 40.000 liter vrijgeven.
Tarieven van transpiratie variëren afhankelijk van de status van de atmosfeer rond een plant. Weersomstandigheden spelen een prominente rol, maar transpiratie wordt ook beïnvloed door bodems en topografie.
Alleen temperatuur heeft grote invloed op de transpiratie. Bij warm weer en in sterke zon worden de huidmondjes geactiveerd om waterdamp vrij te geven. Bij koud weer doet zich echter de tegenovergestelde situatie voor en de huidmondjes zullen sluiten.
De droogte van de lucht heeft direct invloed op de transpiratiesnelheid. Als het weer vochtig is en de lucht vol vocht, zal een plant minder snel water laten ontsnappen via transpiratie. In droge omstandigheden kunnen planten echter gemakkelijk transpireren. Zelfs de beweging van wind kan transpiratie verhogen.
Verschillende planten passen zich aan verschillende groeiomgevingen aan, ook in hun transpiratiesnelheid. In droge klimaten zoals woestijnen kunnen sommige planten water beter vasthouden, zoals vetplanten of cactussen.