AUGU TRANSPIRĀCIJA: PROCESS, FAKTORI UN NOZĪME - BIOLOĢIJA - 2025

Augu iztvaikošana un atliekas augu organismu ir process ūdens zudumus gāzveida formā, kas notiek caur stomata, kas ir specializētas struktūras, kas atrodas uz lapu asmeņiem.

Svīšana ir saistīta ar dažādiem fizioloģiskiem procesiem augos, kas nepārtraukti absorbē un zaudē ūdeni. Izmantojot šo homeostatisko mehānismu, notiek lielākā daļa ūdens iztvaikošanas, jo tiek absorbēts atmosfēras oglekļa dioksīds, kas nepieciešams fotosintēzes procesiem.

Zebrina spp. (Avots: AioftheStorm caur Wikimedia Commons)

Vidēji karstā, sausā un saulainā dienā lapa var apmainīties ar vidi līdz 100% no sava ūdens satura. Tāpat dažu autoru veiktie aprēķini ļauj novērtēt, ka auga dzīves laikā sviedru dēļ tas var zaudēt masu, kas ekvivalentā vairāk nekā 100 reizes pārsniedz tās svaigo svaru.

Daudzi augu fiziologi un ekofiziologi ir veltīti augu transmisijas ātruma "mērīšanai", jo tas viņiem var sniegt informāciju par viņu fizioloģisko stāvokli un pat dažiem vides apstākļiem, kādiem augi tiek pastāvīgi pakļauti.

Kur un kāpēc rodas svīšana?

Svīšana tiek definēta kā ūdens zudums tvaika formā un ir process, kas notiek galvenokārt caur lapām, lai arī tas var notikt, bet daudz mazākā mērā caur mazām “atverēm” (lenticelēm) mizā kātiem un zariem.

Tas rodas, pateicoties tvaika spiediena gradienta esamībai starp lapu virsmu un gaisu, tāpēc var secināt, ka tas rodas sakarā ar iekšējā ūdens tvaika spiediena palielināšanos lapās.

Tādā veidā tas kļūst lielāks par tvaiku, kas ieskauj lapu asmeni, kas var izraisīt tā difūziju no koncentrētākas zonas uz mazāk koncentrētu.

Stomata

Stomata lilijas epidermā. Viascos

Šis process ir iespējams, jo pastāv struktūras, kas "pārtrauc" lapu virsmas (epidermas) nepārtrauktību un ir pazīstamas kā stomata.

Stomata ļauj “kontrolēti” atbrīvot ūdens tvaikus no lapām, izvairoties no iztvaikošanas ar tiešu difūziju no epidermas audiem, kas notiek pasīvi un bez jebkāda veida kontroles.

Stoma sastāv no divām "aizsargšūnām", kas ir formas kā "desa" vai "niere" un veido poru formas struktūru, kuru aizvēršanu vai atvēršanu kontrolē dažādi hormonālie un vides stimuli:

- Var teikt, ka tumšos apstākļos, ar iekšēju ūdens deficītu un pie ekstremālām temperatūrām stoma paliek aizvērta, "cenšoties" izvairīties no lieliem ūdens zudumiem svīstot.

- Saules gaismas klātbūtne, bagātīga ūdens (ārējā un iekšējā) pieejamība un “optimāla” temperatūra veicina vēdera izejas palielināšanos un palielinātu transpiratoru ātrumu.

Kad guāra šūnas piepildās ar ūdeni, tās kļūst turgot, izraisot vēdera dobuma atvēršanu; Tas ir pretējs tam, kas notiek, ja nav pietiekami daudz ūdens, tas ir, kad stomata paliek aizvērta.

Svīšanas process

Transpirācijas procesa shēma augā (Avots: Laurel Jules, izmantojot Wikimedia Commons)

Noskaidrojot stomāta jēdzienu, svīšanas process notiek šādi:

1- Ūdens, kas tiek pārvadāts vaskulāro augu ksilēmā, izkliedējas uz lapotnes audiem, īpaši uz mezofila šūnām.

2 - Minētais ūdens var iztvaikot augstas temperatūras un saules apstarošanas rezultātā; Šādi iegūtie ūdens tvaiki paliek raksturīgās gaisa telpās, kas atrodas mezofilā (tas ir “koncentrēts”).

3 - Šie ūdens tvaiki, difūzijas ceļā, pārvietojas gaisā, kad atveras stoma, reaģējot uz kādu fitohormonu (vielu, kas regulē augu augšanu), vides stāvokli utt.

Stomas atvēršana nozīmē ūdens tvaiku apmaiņu no auga uz atmosfēru, bet tajā pašā laikā tas ļauj oglekļa dioksīdu izkliedēt no gaisa uz lapotnes audiem - procesu, kas notiek galvenokārt koncentrācijas gradienta dēļ.

Faktori, kas ietekmē svīšanu

Ir vairāki faktori, kas ietekmē transpirāciju, lai arī to nozīme ir atkarīga no attiecīgā auga veida.

Vēja ātruma ietekme uz caurlaidības ātrumu (Avots: DGmann)

Ārējie faktori

No vides viedokļa svīšana ir ļoti atkarīga no saules starojuma un temperatūras, kā arī no ūdens pieejamības augsnē, gaisa tvaika spiediena deficīta, vēja ātruma utt.

Vēja ātruma ietekme uz caurlaidības ātrumu (Avots: DGmann)

Dažiem augiem ārējā oglekļa dioksīda (CO2) koncentrācija ir arī galvenais elements sviedru (stomātiskas atveres) regulēšanā. Daži teksti norāda, ka, ievērojami samazinoties iekšējam CO2 līmenim, aizsargšūnas ļauj atvērt vēdera dobuma poras, lai atvieglotu minētās gāzes iekļūšanu.

Temperatūras ietekme uz transpiratīvo ātrumu (Avots: DGmann)

Iekšējie faktori

Anatomiskajā kontekstā transpiratīvās kustības ātrums ir ļoti atšķirīgs atkarībā no lapu virsmas ārējām īpašībām (kā arī no lapu virsmas laukuma). Lielākajā daļā asinsvadu augu lapas parasti pārklāj ar "vaska slāņiem", ko kopīgi sauc par kutikulu.

Lapu laukuma ietekme uz transpirācijas ātrumu (Avots: DGmann caur Wikimedia Commons)

Kutikula ir ļoti hidrofobiska struktūra (kas atgrūž ūdeni), kas novērš svīšanu, vienkārši iztvaicējot no lapu parenhīmas uz virsmu, un tādējādi novērš pilnīgu lapu audu šūnu izžūšanu.

"Efektīva" kutikula esamība vai neesamība ūdens tvaiku aizturi ietekmē asinsvadu auga transpiratīvo ātrumu. Turklāt sakņu ūdens absorbcijas spēja var būt arī sviedru kondicionēšanas faktors.

Abscisīnskābe (ABA) ir fitohormons, kas saistīts ar svīšanu: veicina stomātisku slēgšanu, nomācot dažus fermentus, kas nepieciešami ūdenim, lai iekļūtu stomāta sargājošās šūnās, novēršot to atvēršanu.

Parasti tā ir viela, kas ražota, lai "sazinātos" ar augu, ka sakņu audos ir ūdens trūkumi.

Svarīgums

Termiskā homeostāze

Ūdens ir viens no vissvarīgākajiem visu dzīvo organismu dabas resursiem, tāpēc augi nav izņēmums. Tāpēc visi procesi, kas saistīti ar ūdens apmaiņu starp augu un apkārtējo vidi, ir ārkārtīgi svarīgi tā izdzīvošanai.

No termiskās homeostāzes viedokļa svīšana ir būtiska, lai izkliedētu saules starojuma radīto siltumu. Šī izkliede notiek pateicoties tam, ka ūdens molekulām, kas izplūst atmosfērā ūdens tvaiku veidā, ir liels enerģijas daudzums, kas sašķeļ saites, kas "notur" tās šķidrā veidā.

Ūdens molekulu aizbēgšana “atstāj” tādu molekulu masu, kurai ir mazāk enerģijas nekā izkliedētajām, kas veicina atlikušā ūdens “ķermeņa” un līdz ar to visa auga atdzišanu.

Ūdens transportēšana ar negatīvu hidrostatisko spiedienu

Kad transpirācijas ātrums lapās ir ļoti augsts, ūdens stabs ksilēmā, kas ir daudzu augu asinsvadu sistēmas daļa, strauji paceļas no saknēm, veicinot ūdens, citu savienojumu un barības vielu uzsūkšanos saknēs saknēs. grīda.

Tādējādi ūdens pārvietojas no zemes uz atmosfēru augu iekšienē, pateicoties negatīvajam hidrostatiskajam spiedienam, ko lapas izdara transpirācijas laikā, kas rodas, pateicoties ūdens salīdošajām īpašībām, kas visā laikā uztur lielu spriedzi ūdens staba garums ksilēmā.

Citiem vārdiem sakot, ūdens iztvaikošana un tā izdalīšanās ar transpirācijas palīdzību nodrošina lielāko daļu enerģijas, kas nepieciešama ūdens kustībai augšup, pateicoties ūdens potenciāla gradientam starp lapu asmeņiem un atmosfēru.

Fotosintēze

Tā kā svīšana ir saistīta ne tikai ar ūdens zudumiem tvaika veidā, bet arī ar oglekļa dioksīda nonākšanu lapotnēs, šis process ir ārkārtīgi svarīgs arī fotosintēzes procesā, jo CO2 ir būtisks pārtikas vielu sintēzei.

Atsauces

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2000). Augu fizioloģijas pamati (Nr. 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
2. Enciklopēdija Britannica Inc. (2014). Enciklopēdija Britannica. Iegūts 2020. gada 5. janvārī no vietnes www.britannica.com/science/transpiration
3. Taizs, L., un Zeigers, E. (2002). Augu fizioloģija.
4. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Augu fizioloģija un attīstība.
5. Turtenwald, K. (2018). Zinātne. Iegūts 2020. gada 8. janvārī no vietnes www.sciencing.com