12 Поглощ. Воды раст. Всасывание и нагнетание воды корневой сист.
Большая часть воды усваивается корнями. Поэтому корневую сист. (растущую часть корня с корневыми волосками) считают органом поглощения воды, которое может осуществляться 2 способами: Всасывание — пассивный осмотический пр-сс, который осуществляется за счет сосущих сил клеток корня. Для этого необходимо, чтобы поглощенная вода передвигалась по растению. Поэтому всасывание происходит при недостатке воды в растении. Хотя процесс и считается пассивным, растение может в некоторых пределах увеличивать всасывание. Это достигается повышением осмотического потенциала и сосущих сил кл. корня за счет активного закачивания ионов натрия. Нагнетание воды — активный процесс поглощения, который происходит при достаточном или высоком содержании воды в растении. Основой нагнетания служит корневое давление, т. е. активное выдавливание воды корнем в направлении от периферии к центру. Наличие корневого давления подтверждают следующие явления: Плач растений — вытекание жидкости из перерезанного у корневой шейки стебля. Если на пенек растения надеть трубку, то вытекающая из среза жидкость — поднимется на определенную высоту, которая обусловлена величиной корневого давления; в среднем 1,5 атм. Гуттация — выделение воды, которое наблюдается на листьях обычно утром во влажную погоду при хорошем водоснабжении и слабом испарении. В виде капель выделяется вода, которая активно нагнетается растением, но не успевает испаряться. Гуттация прекращается при обработке растений дыхательными ядами — 2,4-динитрофенолом, хлороформом. До опред. конц. эти в-ва не приводят раст. к гибели, но подавляют многие жизненные процессы, в том числе и нагнетание воды.
Механизм корневого давления
Принято различать два компонента — осмотический и неосмотический (метаболический). Осмотический компонент объясняют гипотезой Пристли — Сабинина, смысл которой заключается в том, что сами всасывающие клетки, насыщены водой, сосущих сил не имеют и воду всасывать не могут. Клетки листа постоянно испаряют воду, в них образуются сосущие силы, передающиеся в сосуды стебля. Раствор в сосудах сосет воду с силой осмотического давления. Развивающиеся сосущие силы передаются в клетки корня, в которые поступает вода. Т. о., клетки корня пассивно профильтровывают через себя воду, а сосет ее раствор в сосудах. Для работы этого механизма не должно быть боковой диффузии воды. Действительно, для этого существует препятствие в виде эндодермы, которая пропускает воду только в определенных местах через пропускные клетки. Неосмотический метаболический компонент корневого Р энергозависим, т.к. участие его в нагнетании воды увеличивается при введении в растение АТФ и уменьшается при введении -2,4-ДНФ. Неосмотический компонент слагается из нескольких элементов. Одним из них выступает неодинаковая проницаемость цитоплазмы по отношению к воде в различных частях кл.. Она увелич-ся от периферийной к центральной части корня, вследствие чего вода устремляется по направлению к его центру, переходит через мембрану в соседнюю клетку и в том же направлении движется внутри нее дальше. Вторым эл-ом, являются сократительные актомиозиноподобные белки. Производя импульсивные сокращения и расслабления подобно мышечным белкам, они сокращают и расслабляют паренхимные клетки корня, которые проталкивают воду. Третий элемент — эндодермальный скачок водного потенциала, приводящий к уменьшению сосущих сил в центральном цилиндре корня после прохождения эндодермы.
Источник
Как растения поглощают воду: ученые смогли разглядеть весь процесс
Вода окружает нас буквально везде. Это главный ресурс, который необходим всему живому. Когда-то она стала местом, где зародилась жизнь. И животные, и растения — все возвращаются к ней. Нам она нужна для того, чтобы наши организмы нормально функционировали. Однако если то, как пьет воду человек, мы знаем по самим себе, как употребляют ее животные — нетрудно догадаться, то вот в отношении тех же растений все не так однозначно. Они ведь пьют воду, не так ли?
Удивительное рядом
Как ни странно, но ученые до этого момента не видели, каким именно образом растения поглощают воду. Очевидно, что травы и деревья это делают, и мы даже делились в нашей статье информацией о том, что именно высокая влажность ответственна за их рост. То есть жидкость присутствует во всех уравнениях, но как это происходит, догадаться было трудно, ведь в отличие от нас у растений нет рта. Процесс явно происходит на других уровнях, недоступных нам.
И ученые из Ноттингемского университета создали свой метод визуализации, который позволяет посмотреть внутрь клеток, не создавая угрозы для них. Основная задача — понять, как вода попадает в растения, как распространяется внутри и что она там делает. Не является ли она аналогом крови в их организмах, ведь именно она переносит все полезные элементы? Давайте разбираться.
Что сделали ученые
Их визуализации строилась на изучении того, как фотоны рассеиваются от узкого лазерного луча. Само рассеивание имеет свои особенности и параметры, и если взять какую-нибудь выделяющуюся на фоне других молекулу, то можно проследить ее путь. Поэтому ученые вместо того, чтобы запустить обычную воду, задействовали молекулы дейтерия. Это та же вода, но из разряда тяжелых, которая не несет в себе опасности в малых количествах и усваивается организмом.
Ученые поили растения разной водой, а затем наблюдали за процессом через оптические приборы, следуя за тем, как движется вода по организму. Как выяснилось, всасывают ее именно корни, она пролетает по ним, однако другие ткани совершенно не приспособлены для питья. Так как процесс был очень трудоемким, ученые смогли проследить только один путь. Они видели, как вода поднимается по организму, и предположили, что сначала она подается наверх и только потом идет дальше, распределяясь в других частях тела растения, после чего движется вниз. Практически как и в нашем организме.
Данное исследование позволяет ученым по-новому взглянуть на то, каким же образом можно поить растения. Сейчас они собираются изучать и другие факторы. Эта работа определенно будет полезна в мире, где главными проблемами являются засуха и глобальное потепление, снова и снова разогревающие планету. Как показывает практика, сейчас нам как никогда требуются инновационные способы питания растений, более эффективные, чем те, что были раньше. Особенно с учетом того, что воды в обозримом будущем может не хватать даже людям. Что и говорить, но даже такие мощные ресурсы, как Каспийское море, прошло точку невозврата. О том, что с ним происходит, можно прочитать в нашей статье.
Присоединяйся к нашему сообществу в телеграмме, нас уже более 1 млн человек 😍
Источник
Как растения пьют? Опыты с растениями.
Немного мы с Катей отвлеклись от наших опытов с растениями, а ведь впереди у нас ужасно интересный вопрос: как растения пьют воду? Даже малыши знают это выражение. Но что значит “пьют”? Ведь у цветов и деревьев нет рта? Мне Катя сказала, что вместо рта у них корни. Это правильно. Но как вода всасывается корнем? Как поднимается по стволам и стеблям? Ведь она вверх сама собой не потечет? Нужен какой-то насос, как в водопроводе, чтобы закачать воду на верхние этажи. Ответом на все эти вопросы будет загадочное слово “осмос”. Что это такое мы сейчас узнаем на опыте.
ОПЫТ 1. Наблюдаем осмос
Если срезать кончики у травинок травинки и тут же траву полить – мы увидим, как на месте среза появятся капельки воды. Это вода проходит от корней по стеблю вверх.
Если мы возьмем веточку цветущего дерева или какой-нибудь цветок белого цвета и поставим его в подкрашенную воду, то через некоторое время в прожилках лепестков мы увидим краску: цветная вода всосалась растением. Это и будет результат осмоса.
Осмос – это явление одностороннего проникновения растворителя (в данном случае, воды) через полунипроницаемую мембрану (пленку, которой в случае с растениями являются клеточные оболочки) в сторону раствора (у нас раствор – это соки растения, в которых растворены соли и сахара).
Сложно? Нет! Для этого надо только понять, что такое концентрация раствора. Например, в чае мы растворяем сахар. Чай – это растворитель, сладкий чай – это получившийся раствор. Если мы положили мало сахара – раствор будет слабый, не насыщенный. А если много, то раствор сахара называют насыщенным, концентрированным.
Так вот, осмос действует в ту сторону, где большая концентрация вещества. Чистая вода (без солей и сахаров) проникает в клетки растения, потому что в них находится более концентрированный раствор солей и сахаров.
Сделаем салат из морковки. Сначала потрем ее на терке. А потом половину морковки посыпим сахаром, а вторую половину оставим просто так. Через минут 10-20 станет хорошо видно, что обычная морковка начинает сохнуть, а посыпанная сахаром “пустила сок”. Это благодаря осмосу жидкость из морковки, в которой было мало сахаров, вышла через клетки наружу – в ту сторону, где сахаров много.
Повторим всем известный опыт с кубиками картошки. Один положим в простую пресную воду. Второй – в чуть подсоленную воду. Третий – в сильно соленую воду (он даже не захочет тонуть, потому что его плотность получается меньше плотности воды). И подождем несколько часов. А потом проверим, что станет с кусочками картошки?
1-ый кусок: разбух (ведь концентрация соли в нем выше, чем в простой воде – вот она и прошла в его клетки)
2-ой кусок: остался как есть (ведь чуть подсоленная вода имеет концентрацию солей почти такую же, как и сама картошка)
Вот так растения и “пьют воду” – благодаря осмосу она проникает в их клетки. Осмотическое давление распрямляет стебель и позволяет растению двигаться. Посмотрите, как быстро увядшее растение впитывает воду и снова становится упругим. Вода как бы “распирает” клетки изнутри и ветки распрямляются, а листья расправляются.
Источник