TRANSPIRÁCIA RASTLÍN: PROCES, FAKTORY A VÝZNAM - BIOLÓGIE - 2026

Transpirácia rastlín a zvyšky rastlinných organizmov je proces straty vody v plynnej forme, ktorá sa vyskytuje cez prieduchy, ktoré sú špecializované štruktúry leží v ostrie listu.

Potenie je spojené s rôznymi fyziologickými procesmi v rastlinách, ktoré nepretržite absorbujú a strácajú vodu. Prostredníctvom tohto homeostatického mechanizmu dochádza k väčšiemu odparovaniu vody, pretože sa absorbuje atmosférický oxid uhličitý potrebný na fotosyntetické procesy.

Stomata Zebrina spp. (Zdroj: AioftheStorm prostredníctvom Wikimedia Commons)

Počas horúceho, suchého a slnečného dňa si môže list v priemere vymieňať až 100% svojho obsahu vody s prostredím. Výpočty, ktoré urobili niektorí autori, umožňujú odhadnúť, že počas života rastliny môže v dôsledku potenia stratiť prostredníctvom listov hmotnosť zodpovedajúcu viac ako stonásobku jej čerstvej hmotnosti.

Mnoho fyziológov rastlín a ekofyziológov sa venuje „meraniu“ miery transpirácie rastlín, pretože im to môže poskytnúť informácie o ich fyziologickom stave a dokonca aj o niektorých okolitých podmienkach, ktorým sú rastliny neustále vystavované.

Kde a prečo sa potí?

Pot je definovaný ako strata vody vo forme pary a je to proces, ktorý sa vyskytuje hlavne cez listy, hoci sa môže vyskytnúť, ale v oveľa menšej miere, aj cez malé „otvory“ (lenticely) v kôre. stoniek a vetiev.

Vyskytuje sa vďaka existencii gradientu tlaku pary medzi povrchom krídla a vzduchom, takže je možné odvodiť, že k tomu dochádza v dôsledku zvýšenia vnútorného tlaku vodných pár v listoch.

Týmto spôsobom sa stáva väčším ako para, ktorá obklopuje list listu, čo môže spôsobiť jeho rozptýlenie z koncentrovanejšej zóny do menej koncentrovanej zóny.

prieduchy

Stomata pri epidémii ľalie. Viascos

Tento proces je možný kvôli existencii štruktúr, ktoré „prerušujú“ kontinuitu povrchu listu (epidermis) a sú známe ako stomata.

Stomatá umožňujú „kontrolované“ uvoľňovanie vodnej pary z listov, aby sa zabránilo odparovaniu priamou difúziou z epidermálnych tkanív, ku ktorej dochádza pasívne a bez akéhokoľvek typu kontroly.

Stómia sa skladá z dvoch „strážnych“ buniek, ktoré sú tvarované ako „klobása“ alebo „oblička“ a ktoré tvoria pórovitú štruktúru, ktorej zatváranie alebo otváranie sa riadi rôznymi hormonálnymi a environmentálnymi stimulmi:

- Dá sa povedať, že v tme, s vnútorným deficitom vody a pri extrémnych teplotách stomatológia zostáva uzavretá a snaží sa zabrániť veľkým stratám vody potením.

- Prítomnosť slnečného žiarenia, dostatočná dostupnosť vody (vonkajšia a vnútorná) a „optimálna“ teplota podporujú otvorenie žalúdka a zvyšujú mieru transpirácie.

Keď sa guarové bunky naplnia vodou, stanú sa vlnitými, čo spôsobí, že sa otvoria póry stomatálu; To je opak toho, čo sa stane, keď nie je dostatok vody, to znamená, keď ostanú zatvorené.

Proces potenia

Schéma procesu transpirácie v závode (Zdroj: Laurel Jules prostredníctvom Wikimedia Commons)

Po objasnení koncepcie stomaty nastáva proces potenia nasledovne:

1 - Voda transportovaná v xyleme cievnych rastlín difunduje do tkanív listov, najmä do buniek mezofylu.

2 - Uvedená voda sa môže odpariť v dôsledku vysokých teplôt a slnečného žiarenia; Takto generovaná vodná para zostáva v charakteristických vzduchových priestoroch nachádzajúcich sa v mezofyle (je „koncentrovaná“).

3 - Táto vodná para sa pri otvorení stomaty šíri difúziou do vzduchu, buď v reakcii na nejaký fytohormón (látka, ktorá reguluje rast rastlín), stav prostredia atď.

Otvorenie stómie znamená výmenu vodnej pary z rastliny do atmosféry, ale súčasne umožňuje difúziu oxidu uhličitého zo vzduchu do tkanív listov, čo je proces, ktorý sa vyskytuje hlavne v dôsledku koncentračného gradientu.

Faktory, ktoré ovplyvňujú potenie

Transpiráciu ovplyvňuje viacero faktorov, hoci ich dôležitosť súvisí s uvažovaným typom rastliny.

Vplyv rýchlosti vetra na rýchlosť vdychovania (Zdroj: DGmann)

Vonkajšie faktory

Z hľadiska životného prostredia potenie značne závisí od slnečného žiarenia a teploty, ako aj od dostupnosti vody v pôde, deficitu tlaku vzduchu, rýchlosti vetra atď.

Vplyv rýchlosti vetra na rýchlosť vdychovania (Zdroj: DGmann)

Pre niektoré rastliny je koncentrácia externého oxidu uhličitého (CO2) tiež kľúčovým prvkom pri regulácii potu (otváranie v stomatách). Niektoré texty naznačujú, že keď sa vnútorné hladiny CO2 výrazne znížia, ochranné bunky umožňujú otvorenie stomatálneho póru, aby sa uľahčil vstup uvedeného plynu.

Vplyv teploty na rýchlosť transpirácie (Zdroj: DGmann)

Interné faktory

V anatomickom kontexte sa rýchlosť transpirácie veľmi líši v závislosti od vonkajších charakteristík povrchu listu (ako aj plochy povrchu listu). Vo väčšine cievnatých rastlín sú listy obvykle pokryté „voskovitými vrstvami“, ktoré sú súhrnne známe ako kutikula.

Vplyv plochy listov na mieru transpirácie (Zdroj: DGmann cez Wikimedia Commons)

Kutikula je vysoko hydrofóbna štruktúra (ktorá odpudzuje vodu), ktorá zabraňuje poteniu jednoduchým odparením z parenchýmu listu na povrch a tak bráni úplnému vysušeniu buniek tkaniva listov.

Prítomnosť alebo neprítomnosť "účinnej" kutikuly v podmienkach zadržiavania vodnej pary zodpovedá rýchlosti dýchania vaskulárnej rastliny. Ďalej, kapacita absorpcie vody z koreňov môže byť tiež kondicionujúcim faktorom potenia.

Kyselina abscisová (ABA) je fytohormón súvisiaci s potením: podporuje uzatváranie stomatov tak, že inhibuje niektoré enzýmy potrebné na to, aby voda vstúpila do strážnych buniek stomaty, čím bráni ich otvoreniu.

Zvyčajne sa jedná o látku, ktorá sa „rastlinám“ oznamuje, že z koreňových tkanív existujú nedostatky vo vode.

dôležitosť

Tepelná homeostáza

Voda je jedným z najdôležitejších prírodných zdrojov pre všetky živé organizmy, takže rastliny nie sú výnimkou. Preto sú všetky procesy, ktoré sa týkajú výmeny vody medzi rastlinou a prostredím, ktoré ju obklopujú, mimoriadne dôležité pre jej prežitie.

Z hľadiska tepelnej homeostázy je potenie nevyhnutné na rozptýlenie tepla generovaného slnečným žiarením. K tomuto rozptylu dochádza vďaka skutočnosti, že molekuly vody, ktoré unikajú do atmosféry vo forme vodnej pary, majú veľké množstvo energie, čo narušuje väzby, ktoré ich „zadržiavajú“ v kvapalnej forme.

Únik molekúl vody „zanecháva“ masu molekúl, ktoré majú menej energie ako tie, ktoré boli rozptýlené, čo podporuje ochladzovanie zostávajúceho „telesa“ vody, a teda aj celej rastliny.

Vodná doprava pod negatívnym hydrostatickým tlakom

Keď je miera transpirácie v listoch veľmi vysoká, vodný stĺpec v xyleme, ktorý je súčasťou vaskulárneho systému mnohých rastlín, rýchlo stúpa z koreňov, čo podporuje absorpciu vody a ďalších zlúčenín a živín v koreňoch poschodie.

Voda sa tak pohybuje zo zeme do atmosféry vo vnútri rastlín vďaka negatívnemu hydrostatickému tlaku, ktorý na listy pôsobia počas transpirácie, k čomu dochádza vďaka súdržným vlastnostiam vody, ktorá počas celej doby udržuje vysoké napätie. dĺžka vodného stĺpca v xyleme.

Inými slovami, odparovanie vody a jej uvoľňovanie prostredníctvom transpirácie poskytuje väčšinu energie potrebnej na pohyb vody smerom nahor, a to vďaka existencii gradientu vodného potenciálu medzi listami čepele a atmosférou.

fotosyntéza

Pretože potenie nie je len o strate vody vo forme pary, ale zahŕňa aj vstup oxidu uhličitého do tkanív listov, je tento proces mimoriadne dôležitý pre fotosyntézu, pretože CO2 je nevyhnutný na syntézu potravinových látok.

Referencie

1. Azcón-Bieto, J. a Talón, M. (2000). Základy fyziológie rastlín (č. 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
2. Encyklopédia Britannica Inc. (2014). Encyklopédia Britannica. Získané 5. januára 2020 z adresy www.britannica.com/science/transpiration
3. Taiz, L., & Zeiger, E. (2002). Fyziológia rastlín.
4. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, a Murphy, A. (2015). Fyziológia a vývoj rastlín.
5. Turtenwald, K. (2018). Sciencing. Načítané 8. januára 2020 z adresy www.sciencing.com