science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe water door planten beweegt

Vaatplanten verplaatsen water via twee soorten transportweefsels: xyleem en floëem. Naast water verplaatsen deze weefsels ook voedingsstoffen en genetisch materiaal door de hele plant. De beweging van water in vaatplanten wordt aangedreven door een proces dat transpiratie wordt genoemd, waarbij water dat uit de bladeren van een plant verdampt, ervoor zorgt dat de plant meer water uit de wortels trekt.

Waterstroom door Xylem

Vooral bekend als watertransporteur, bestaat xyleem uit drie soorten cellen: xylem-parenchymcellen, xyleem-vezelcellen en tracheary-elementen. Xylem-parenchymcellen en xyleemvezelcellen fungeren als ondersteuningsstructuren voor tracheary-elementen, die de feitelijke "pijpen" zijn waardoor water stroomt. Tracheary-elementcellen zijn op volwassen leeftijd dood, waardoor ze een volledig passief onderdeel zijn van het transportproces. Deze cellen moeten zeer rigide zijn om goed te kunnen functioneren en deze stijfheid wordt bereikt door secundaire ondersteuningsstructuren voor celwanden. Nadat tracheary-elementcellen hun versterkte celwand vormen, ondergaan ze een soort geprogrammeerde dood waardoor water door de uitgeholde cel kan stromen.

Materiaalstroom door floëem

Floemweefsel omvat verschillende soorten cellen, zoals zeefelementen, begeleidende cellen, sclerenchymcellen en parenchym. Zeefelementen zijn de belangrijkste geleidende elementen van floëem en de andere soorten cellen fungeren als structurele of biologische steuncellen. Anders dan tracheary-elementen in xyleem, zeefelementen zijn gedeeltelijk levend op de vervaldag en nemen een actieve rol in de beweging van water en andere materialen in een plant in een proces genaamd translocatie. Translocation verplaatst materialen van zich ontwikkelende weefsels naar opslagweefsels. Omdat zeefelementen slechts gedeeltelijk levend zijn op de vervaldag, zijn ze, naast hun actieve rollen, ook gedeeltelijk uitgehold, passief waardoor materialen kunnen passeren. Zeefelementcellen ondergaan een gedeeltelijk geprogrammeerde celdood, maar bevatten nog steeds enkele organellen die helpen bij het transportproces.

Het transpiratieproces

Om water door een plant te laten dringen, moet het tegenwerken de aantrekkingskracht van de zwaartekracht, en een plant is in staat om dit te bereiken met behulp van een proces dat transpiratie wordt genoemd. Dit proces begint met water dat verdampt uit de bladeren van een plant. Om het verdampte water in de bladeren te vervangen, wordt water uit het aangesloten xyleem getrokken. Vervolgens wordt extra water uit de wortels getrokken, op dezelfde manier dat een frisdrank door een rietje kan worden opgezogen. Een plant past de mate van transpiratie vaak aan in reactie op verschillende factoren, zoals de beschikbaarheid van water.

Aanpassingen aan beschikbaarheid van water

Sommige planten die groeien in bijzonder droge klimaten zijn geëvolueerd om het hoofd te bieden hun omgeving. Sommige van deze aanpassingen hebben direct invloed op het transpiratieproces. De aanwezigheid van een wasachtige cuticula op het blad van een plant kan bijdragen aan het verminderen van de hoeveelheid water die verloren gaat door verdamping. Een plant kan ook bewakingscellen hebben rond de kleine gaatjes aan de onderkant van de bladeren, huidmondjes genaamd, om overmatig waterverlies te voorkomen. Wanneer water overvloedig aanwezig is, komt het in grote hoeveelheden in de wachtcellen terecht, waardoor ze uitzetten en de huidmondjes groter worden.