AUGALŲ TRANSPIRACIJA: PROCESAS, VEIKSNIAI IR SVARBA - BIOLOGIJA - 2025

Augalų transpiracijos ir lieka augalų organizmų yra vandens nuostolius dujų forma procesas, vykstantis per žiotelės, kurios yra specializuotos struktūros įsikūręs lapų menčių.

Prakaitavimas susijęs su įvairiais augalų fiziologiniais procesais, kurie nuolat absorbuoja ir netenka vandens. Dėl šio homeostatinio mechanizmo daugiausia išgaruoja vanduo, nes absorbuojamas atmosferos anglies dioksidas, būtinas fotosintezės procesams.

Zebrina spp. (Šaltinis: „AioftheStorm“ per „Wikimedia Commons“)

Vidutiniškai karštą, sausą ir saulėtą dieną lapas gali pakeisti iki 100% savo vandens kiekio su aplinka. Be to, kai kurių autorių atlikti skaičiavimai leidžia įvertinti, kad per augalo laiką dėl prakaitavimo jis gali prarasti masę, didesnę kaip 100 kartų daugiau nei šviežia.

Daugelis augalų fiziologų ir ekofiziologų yra pasirengę „išmatuoti“ augalų transpiracijos greitį, nes tai gali suteikti jiems informacijos apie jų fiziologinę būklę ir net kai kurias aplinkos sąlygas, kurias augalai nuolatos veikia.

Kur ir kodėl atsiranda prakaitavimas?

Transpiracija yra apibrėžiama kaip vandens praradimas garų pavidalu ir yra procesas, vykstantis daugiausia per lapus, nors jis taip pat gali vykti, tačiau žymiai mažesniu mastu per mažas žievės „angas“ (lenteles). stiebų ir šakų.

Jis atsiranda dėl to, kad tarp lapų paviršiaus ir oro yra garų slėgio gradientas, todėl išplaukia, kad jis atsiranda dėl padidėjusio vidinio vandens garų slėgio lapuose.

Tokiu būdu jis tampa didesnis nei garų, kurie supa lapų mentę, dėl to jie gali pasiskirstyti iš labiau koncentruotos zonos į mažiau koncentruotą.

Stomata

Stomata lelijos epidermyje. „Viascos“

Šis procesas įmanomas dėl struktūrų, kurios „nutraukia“ lapų paviršiaus (epidermio) tęstinumą ir yra vadinamos stomatais, egzistavimo.

Stomata leidžia „kontroliuojamam“ vandens garų išsiskyrimui iš lapų, išvengiant išgaravimo tiesiogiai difuzijos būdu iš epidermio audinių, kuris vyksta pasyviai ir be jokios kontrolės.

Stomą sudaro dvi „apsauginės“ ląstelės, kurios yra „dešros“ ar „inksto“ formos, sudarančios porų formos struktūrą, kurios uždarymą ar atidarymą kontroliuoja skirtingi hormoniniai ir aplinkos dirgikliai:

- Galima sakyti, kad tamsiomis sąlygomis, esant vidiniam vandens trūkumui ir esant ekstremalioms temperatūroms, žandikauliai lieka uždari, „stengdamiesi“ išvengti didelių vandens praradimų prakaitavimo metu.

- Saulės spinduliai, gausus vandens tiekimas (išorinis ir vidinis) ir „optimali“ temperatūra skatina gimdos atsivėrimą ir padidina transpiracinį greitį.

Kai guaro ląstelės prisipildo vandens, jos pasidaro vingiuotos, todėl atsidaro skrandžio poros; priešingai tam, kas nutinka, kai trūksta vandens, tai yra tada, kai žandikauliai lieka uždaryti.

Prakaitavimo procesas

Transpiracijos proceso įmonėje schema (Šaltinis: Laurel Jules per Wikimedia Commons)

Paaiškinus žando sąvoką, prakaitavimo procesas vyksta taip:

1- Vanduo, gabenamas kraujagyslių ksimele, pasklinda link lapinių audinių, ypač į mezofilo ląsteles.

2 - minėtas vanduo gali išgaruoti dėl aukštos temperatūros ir saulės švitinimo; Tokiu būdu susidarę vandens garai išlieka būdingose ​​mezofilo oro erdvėse (jie yra „koncentruoti“).

3- Šie vandens garai pasklinda difuzijoje į orą, kai atsidaro stiebai, reaguodami į kai kuriuos fitohormonus (medžiagas, reguliuojančius augalų augimą), aplinkos būklę ir kt.

Stomos atidarymas reiškia vandens garų pasikeitimą iš augalo į atmosferą, tačiau tuo pat metu tai leidžia iš oro paskleisti anglies dioksidą link lapinių audinių - procesą, kuris vyksta daugiausia dėl koncentracijos gradiento.

Veiksniai, turintys įtakos prakaitavimui

Transpiracijai įtakos turi keli veiksniai, nors jų svarba yra susijusi su nagrinėjamo augalo tipu.

Vėjo greičio poveikis pralaidumo greičiui (Šaltinis: DGmann)

Išoriniai veiksniai

Aplinkosaugos požiūriu prakaitavimas labai priklauso nuo saulės spinduliuotės ir temperatūros, taip pat nuo vandens prieinamumo dirvožemyje, oro garų slėgio trūkumo, vėjo greičio ir kt.

Vėjo greičio poveikis pralaidumo greičiui (Šaltinis: DGmann)

Kai kuriems augalams išorinio anglies dioksido (CO2) koncentracija taip pat yra pagrindinis elementas, reguliuojant prakaitavimą (gimdos atidarymas). Kai kuriuose tekstuose nurodoma, kad kai vidinis CO2 lygis labai sumažėja, apsauginiai elementai leidžia atidaryti gimdos poras, kad būtų lengviau patekti į minėtas dujas.

Temperatūros poveikis transpiraciniam greičiui (Šaltinis: DGmann)

Vidiniai veiksniai

Anatominiame kontekste transpiracinis dažnis labai skiriasi, atsižvelgiant į išorines lapo paviršiaus ypatybes (taip pat ir į lapo paviršiaus plotą). Daugelyje kraujagyslių augalų lapai paprastai yra padengti vaškiniais sluoksniais, kurie bendrai vadinami odelėmis.

Lapo ploto poveikis transpiracijos greičiui (Šaltinis: DGmann per Wikimedia Commons)

Odelė yra labai hidrofobinė struktūra (atstumianti vandenį), todėl ji apsaugo nuo prakaitavimo paprastu išgarinimu iš lapų parenchimos į paviršių ir taip apsaugo nuo visiško lapų audinio ląstelių išsausėjimo.

„Veiksmingos“ odelės buvimas ar nebuvimas vandens garų sulaikyme sąlygoja kraujagyslių augalo kvėpavimo sistemos greitį. Be to, šaknų vandens absorbcija taip pat gali būti sąlyginis prakaitavimo veiksnys.

Abscisinė rūgštis (ABA) yra fitohormonas, susijęs su prakaitavimu: skatina stomatalinį uždarymą, slopindamas kai kuriuos fermentus, kurių reikia vandeniui, kad patektų į apsaugines žandikaulio ląsteles, užkertant kelią jų atsidarymui.

Paprastai tai yra medžiaga, gaminama tam, kad „praneštų“ augalui, kad šaknies audiniuose trūksta vandens.

Svarba

Šiluminė homeostazė

Vanduo yra vienas iš svarbiausių visų gyvų organizmų gamtos išteklių, todėl augalai nėra išimtis. Todėl visi procesai, kurie yra susiję su vandens pasikeitimu tarp augalo ir jį supančios aplinkos, yra nepaprastai svarbūs jo išlikimui.

Šiluminės homeostazės požiūriu prakaitavimas yra būtinas norint išsklaidyti saulės spinduliuotės sukuriamą šilumą. Šis išsiskyrimas įvyksta dėl to, kad vandens molekulės, kurios iš atmosferos išeina vandens garų pavidalu, turi daug energijos, kuri sulaužo jungtis, kurios „sulaiko“ jas skystoje formoje.

Vandens molekulių pabėgimas „palieka“ molekulių masę, turinčią mažiau energijos nei išsisklaidžiusiose, o tai skatina atvėsti likusiam vandens „kūnui“, taigi ir visam augalui.

Vandens transportavimas esant neigiamam hidrostatiniam slėgiui

Kai pralaidumo laipsnis lapuose yra labai didelis, vandens kolonėlė ksileme, kuri yra daugelio augalų kraujagyslių sistemos dalis, greitai kyla iš šaknų, skatindama vandens, kitų junginių ir maistinių medžiagų įsisavinimą šaknyse. grindys.

Taigi vanduo juda iš žemės į atmosferą augalų viduje dėl neigiamo hidrostatinio slėgio, kurį lapai daro transpiracijos metu, kuris atsiranda dėl vandens rišamųjų savybių, kurios palaiko didelę įtampą visame pasaulyje. vandens stulpelio ilgis ksileme.

Kitaip tariant, vandens garinimas ir jo išsiskyrimas perpilant suteikia didžiąją dalį energijos, reikalingos vandens judėjimui aukštyn, nes egzistuoja vandens potencialo gradientas tarp lapų ašmenų ir atmosferos.

Fotosintezė

Kadangi prakaitavimas susijęs ne tik su vandens praradimu garų pavidalu, bet ir su anglies dioksido patekimu į lapų audinius, šis procesas taip pat yra labai svarbus fotosintezei, nes CO2 yra būtinas maisto medžiagų sintezei.

Nuorodos

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2000). Augalų fiziologijos pagrindai (Nr. 581.1). „McGraw-Hill Interamericana“.
2. „Encyclopaedia Britannica Inc.“ (2014). Enciklopedija „Britannica“. Gauta 2020 m. Sausio 5 d. Iš www.britannica.com/science/transpiration
3. Taiz, L. ir Zeiger, E. (2002). Augalų fiziologija.
4. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Augalų fiziologija ir raida.
5. Turtenwald, K. (2018). Mokslas. Gauta 2020 m. Sausio 8 d. Iš www.sciencing.com