Wie findet der Wasseraustausch in Pflanzen statt: Prozesse und Bewegung von Wasser durch Pflanzen
Ohne Wasser könnte keine Pflanze existieren. Wie gelangt Wasser in die Pflanze und mit welcher Kraft dringt es in jede Zelle des Körpers ein?
Inhalt:
Prozesse in der aquatischen Umwelt
Die Wissenschaft steht nicht still, Daten zum Wasseraustausch von Pflanzen werden daher ständig mit neuen Fakten ergänzt. L.G. Auf der Grundlage der verfügbaren Daten entwickelte Emelyanov einen Schlüsselansatz zum Verständnis des Wasseraustauschs in Pflanzen.
Er teilte alle Prozesse in 5 Phasen ein:
- Osmotisch
- Kolloidal-chemisch
- Thermodynamik
- Biochemisch
- Biophysik
Dieses Thema wird weiterhin aktiv untersucht, da der Wasseraustausch direkt mit dem Wasserzustand der Zellen zusammenhängt. Letzteres wiederum ist ein Indikator normales Pflanzenleben... Einige Pflanzenorganismen bestehen zu 95 % aus Wasser. Getrocknete Samen und Sporen enthalten 10 % Wasser, in diesem Fall findet ein minimaler Stoffwechsel statt.
Ohne Wasser findet in einem lebenden Organismus keine einzige Austauschreaktion statt, Wasser ist notwendig für die Verbindung aller Pflanzenteile und die Koordination der Körperarbeit.
Wasser kommt in allen Teilen der Zelle vor, insbesondere in den Zellwänden und Membranen, die den Großteil des Zytoplasmas ausmachen. Kolloide und Proteinmoleküle könnten ohne Wasser nicht existieren. Die Beweglichkeit des Zytoplasmas erfolgt aufgrund des hohen Wassergehalts. Das flüssige Medium hilft auch, Substanzen, die in die Pflanze gelangen, aufzulösen und in alle Körperteile zu transportieren.
Für folgende Prozesse wird Wasser benötigt:
- Hydrolyse
- Der Atem
- Photosynthese
- Andere Redoxreaktionen
Es ist Wasser, das der Pflanze hilft, sich an die äußere Umgebung anzupassen und die negativen Auswirkungen von Temperaturänderungen einzudämmen. Außerdem könnten krautige Pflanzen ohne Wasser keine aufrechte Position halten.
Flüssigkeitsmotor
Wasser dringt aus dem Boden in die Pflanze ein und wird vom Wurzelsystem aufgenommen. Damit der Wasserstrom auftritt, kommen der untere und der obere Motor in Betrieb.
Die Energie, die für die Bewegung des Wassers aufgewendet wird, ist gleich der Saugkraft. Je mehr Flüssigkeit die Pflanze aufgenommen hat, desto höher ist das Wasserpotential. Wenn nicht genug Wasser vorhanden ist, werden die Zellen eines lebenden Organismus dehydriert, das Wasserpotential sinkt und die Saugkraft steigt. Wenn ein Gradient des Wasserpotentials auftritt, beginnt Wasser durch die Pflanze zu zirkulieren. Sein Auftreten wird durch die Kraft des oberen Motors erleichtert.
Der obere Endmotor arbeitet unabhängig vom Wurzelsystem. Der Funktionsmechanismus des unteren Endmotors kann durch die Untersuchung des Entkernungsprozesses gesehen werden.
Wenn das Blatt der Pflanze mit Wasser gesättigt ist, und die Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft erhöht wird, tritt keine Verdunstung auf. In diesem Fall wird eine Flüssigkeit mit darin gelösten Substanzen von der Oberfläche freigesetzt, der Prozess der Gutation tritt ein. Dies ist möglich, wenn mehr Wasser von den Wurzeln aufgenommen wird, als die Blätter Zeit zum Verdunsten haben. Jeder Mensch hat Gutta gesehen, sie tritt oft nachts oder morgens auf, wenn die Luftfeuchtigkeit hoch ist.
Das Ausnehmen ist typisch für Jungpflanzen, deren Wurzelsystem sich schneller entwickelt als der oberirdische Teil.
Die Tröpfchen entweichen durch die Spaltöffnungen, unterstützt durch den Wurzeldruck. Beim Ausnehmen verliert die Pflanze Mineralien. Dabei werden überschüssige Salze oder Kalzium abgebaut.
Das zweite solche Phänomen ist das Weinen von Pflanzen. Wenn Sie ein Glasröhrchen an einen frischen Schnitt des Triebes anbringen, bewegt sich eine Flüssigkeit mit gelösten Mineralien daran entlang. Dies geschieht, weil sich Wasser aus dem Wurzelsystem nur in eine Richtung bewegt, dieses Phänomen wird als Wurzeldruck bezeichnet.
Die Bewegung des Wassers durch die Pflanze
In der ersten Phase nimmt das Wurzelsystem Wasser aus dem Boden auf. Wasserpotentiale wirken unter unterschiedlichen Vorzeichen, was zu einer Bewegung des Wassers in eine bestimmte Richtung führt. Die Potentialdifferenz wird durch Transpiration und Wurzeldruck verursacht.
In den Wurzeln von Pflanzen gibt es zwei voneinander unabhängige Räume. Sie werden Apoplast und Symplast genannt.
Apoplast ist ein freier Raum in der Wurzel, der aus Xylemgefäßen, Zellmembranen und Interzellularraum besteht. Der Apoplast wiederum ist in zwei weitere Räume unterteilt, der erste befindet sich vor dem Entoderm, der zweite danach und besteht aus Xylemgefäßen. Endodrema wirkt als Barriere, damit Wasser nicht an die Grenzen seines Raums gelangt. Symplast - Protoplasten aller Zellen, die durch eine teilweise durchlässige Membran verbunden sind.
Das Wasser durchläuft folgende Phasen:
- Semipermeable Membran
- Apoplast, teilweise Siplast
- Xylemgefäße
- Das Gefäßsystem aller Pflanzenteile
- Blattstiele und Blattscheiden
Es bewegt sich entlang der Adern entlang des Wasserspiegels; sie haben ein verzweigtes System. Je mehr Adern das Blatt hat, desto leichter bewegt sich das Wasser in Richtung der Mesophyllzellen. In diesem Fall wird die Wassermenge im Käfig ausgeglichen. Durch die Saugkraft kann sich das Wasser von einer Zelle zur anderen bewegen.
Die Pflanze stirbt ab, wenn ihr Flüssigkeit fehlt, und dies liegt nicht daran, dass in ihr biochemische Reaktionen ablaufen. Entscheidend ist die physikalische und chemische Zusammensetzung des Wassers, in dem lebenswichtige Prozesse ablaufen. Die Flüssigkeit fördert das Auftreten zytoplasmatischer Strukturen, die außerhalb dieser Umgebung nicht existieren können.
Wasser bildet den Turgor der Pflanzen, erhält die konstante Form von Organen, Geweben und Zellen. Wasser ist die Basis die innere Umgebung von Pflanzen und anderen lebenden Organismen.
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