انتقال آب و مواد معدنی در مسیرهای بلند
در گیاهان جابهجایی شیرهی خام در فواصل طولانی حاصل اختلاف فشار اسنزی در مناطق مختلف گیاه و محیط اطراف آن است. جابهجایی مواد در مسیرهای طولانی توسط جریان تودهای انجام
میشود. این جریان در آوندهای چوبی تحتتأثیر دو عامل فشار ریشهای و تعرق و با همراهی خواص ویژهی آب (همچسبی و دگرچسبی) انجام میشود. سرعت جریان تودهای به چندین متر در روز
میرسد.
فشار ریشهای:
یاختههای آندودرمی و یاختههای زندهی درون استوانهی آوندی ریشه، نظیر لایهی ریشهزا بهطور مداوم یونهای معدنی را با صرف انرژی به درون آوندهای چوبی انتقال (فعال) میدهند (در نتیجه)
افزایش مقدار یون درون آوند چوبی (در نتیجه) تجمع آب و یونها به همراه افزایش فشار در آوندهای چوبی ریشه(در نتیجه) ایجاد فشار ریشهای (در نتیجه) هل دادن شیرهی خام به سمت بالا
ساختار آندودرم مانع از بازگشت یونها به پوست و محیط اطراف ریشه میشود.
فشار ریشهای نقش کمی در صعود شیرهی خام دارد و در بهترین حالت میتواند چند متر آن را به بالا بفرستد.
تعرق:
تعرق عامل اصلی انتقال شیرهی خام است که حاصل مکشی است که در نتیجهی خروج بخارآب از سطح بخشهای هوایی گیاهان رخ میدهد. در تعرق همانند تبخیر، آب از محل دارای فشار اسمزی
کمتر به محل با فشار اسمزی بالاتر حرکت میکند.
بیشتر تعرق گیاهان از سطح برگها انجام میشود (در نتیجه) با خروج بخار آب از سطح برگها به علت اختلاف پتانسیل آب بین محیط و فضاهای اطراف سلولها در برگ و افزایش فشار اسمزی در
این فضاها (در نتیجه) ورود آب از سلولهای مجاور به این فضاها و کاهش پتانسیل آبی این سلولها (در نتیجه) جبران آب از آوندهای چوبی (در نتیجه) صعود آب در آوند چوبی به دلیل نیروی
همچسبی بین مولکولهای آب (به علت اتصال مولکولهای آب در اثر پیوند هیدروژنی) (در نتیجه) حرکت ستون آب از ریشه و خاک اطراف ریشه به برگها و هوای اطراف برگها بر اثر کشش تعرقی
به دلیل اختلاف فشار اسمزی
نیروی همچسبی مولکولهای آب، توان ستون آب درون آوند چوبی را در برابر گسستگی بالا میبرند.
خاصیت دگرچسبی مولکولهای آب که بین آنها با دیوارههای آوند چوبی ایجاد میشود عامل دیگری برای غلبه بر جاذبهی زمین و بالا رفتن ستون آب در آوندهای چوبی، تراکئیدها و عناصر آوندی
است.
نیروی مکش حاصل از تعرق بهقدری زیاد است که در یک روز گرم میتواند باعث کاهش قطر تنهی یک درخت شود. استحکام دیوارههای چوبیشدهی آوندهای چوبی مانع از له شدن آنها در اثر
مکش تعرق میشود.
تعرق در گیاهان از چه بخشهایی انجام میشود؟
تعرق از طریق روزنههای هوایی، پوستک یا کوتیکول و عدسکها انجام میشود.
بیشترین میزان تعرق از منفذ بین یاختههای نگهبان روزنهی هوایی انجام میشود که در گیاهان دو یاختهی لوبیاییشکل، نقش تنظیم تبادل گازها را برعهده دارند.
باز و بسته شدن روزنههای هوایی به دلیل ساختار خاص یاختههای نگهبان روزنه و تغییرات فشار تورژسانسی آنها صورت میپذیرد و تنظیم آن با تأثیر عوامل محیطی و درونی گیاه بر فشار
تورژسانسی این سلولها همراه است.
جذب آب توسط یاختههای نگهبان روزنه به همراه ساختار ویژهی آنها موجب باز شدن روزنه و از دست دادن آب موجب بسته شدن روزنه میشود.
عوامل محیطی و درونی با تحریک انباشت ساکارز بعضی یونها نظیر کلر و پتاسیم در یاختهی نگهبان روزنه (در نتیجه) افزایش فشار اسمزی آنها (در نتیجه) هجوم آب از سلولهای مجاور به
سلولهای نگهبان روزنه (در نتیجه) تورژسانس این یاختهها (در نتیجه) باز شدن منفذ روزنه به علت ساختار ویژهی یاختههای نگهبان روزنه
بسته شدن روزنهها به علت خروج آب از یاختههای نگهبان روزنه انجام میشود.
ساختار یاختههای نگهبان روزنه:
ساختار دیوارهی یاختههای نگهبان روزنه به گونهای است که در اثر گسترش این یاختهها دو ویژگی باعث خمیدگی سلول و در نتیجه باز شدن منفذ روزنه میشوند.
1- یکی از این عاملها، آرایش شعاعی رشتههای سلولزی دیوارهی سلولهای نگهبان روزنه است که در هنگام تورژسانس بهصورت کمربندی سلولزی، امکان افزایش طول سلولهای نگهبان را فراهم
میکند ولی از گسترش عرضی این سلولها جلوگیری میکند.
2- عامل دیگر اختلاف ضخامت در دیوارهی یاختههای نگهبان روزنه است. با تورژسانس یاختههای نگهبان روزنه دیوارهی پشتی به دلیل مقاومت کمتر نسبت به دیوارهی شکمی، بیشتر منبسط
میشود.
نتیجهی این دو ویژگی سبب میشود که هنگام جذب آب و تورژسانس، منفذ روزنهی هوایی باز و امکان تبادل گازها فراهم شود.
عوامل محیطی مؤثر بر باز و بسته شدن روزنه-تعریق
تغییرات مقدار نور، دما، رطوبت، کربن دیاکسید به همراه ریتمهای شبانهروزی، از مهمترین عوامل محیطی مؤثر بر حرکات روزنههای هوایی هستند.
مقدار آب گیاه و نیز هورمونهای گیاهی، از عوامل مهم درونی مؤثر بر باز و بسته شدن روزنهها هستند. افزایش مقدار نور افزایش میزان دما و کاهش کربن دیاکسید تا حد معین، منجر به باز شدن
روزنهها میشود. افزایش دمای محیط به بیشتر از 30 الی 35 درجه به دلیل افزایش زیاد تعرق موجب بسته شدن روزنهها میشود.
بعضی گیاهان نواحی خشک، برای جلوگیری از هدر رفتن آب، روزنههای خود را در روز میبندند و در شب باز میکنند (گل ناز و کاکتوس)
از جمله سازگاریهای گیاهان در محیطهای خشک: کاهش تعداد روزنه، وجود روزنهها در فرورفتگیهای غار مانند و وجود تعداد فراوانی کرک در این فرورفتگیها و کاهش تعداد یا سطح برگها
تعریق:
با کاهش شدت تعرق (در شب یا در هوای بسیار مرطوب) و ادامه یافتن فشار ریشهای با انتقال فعال یونهای معدنی از یاختههای درون پوست به درون آوند چوبی بهصورتی که مقدار آب وارد شده
به برگها در اثر فشار ریشهای بیش از مقدار تعرق آن از سطح برگ باشد، آب از طریق روزنههای آبی همیشه باز بهصورت مایع (قطرهای در انتها یا لبهی برگهای برخی گیاهان علفی) خارج میشود
که به این پدیده تعریق میگویند.
سوال 484 کتاب پرتکرار
به سوالات زیر در ارتباط با تعرق پاسخ دهید.
الف) بیشترین تعرق از کدام قسمت گیاه انجام میشود؟
ب) چه نقشی در انتقال شیره خام دارد؟
ج) علت تعرق چیست؟
پاسخ:
الف) از طریق روزنهها
ب) عامل اصلی انتقال شیرهی خام مکشی است که در اثر تعرق از سطح گیاه ایجاد میشود.
ج) حرکت آب از محل دارای پتانسیل بیشتر به کمتر است.
--------------------------------------------------
سوال 490 کتاب پرتکرار
چه عواملی باز و بسته شدن روزنهها را تنظیم میکند؟
پاسخ:
عوامل محیطی: تغییرات مقدار نور، دما، رطوبت و کربندیاکسید عوامل درونی: مقدار آب گیاه و هورمونهای گیاهی
--------------------------------------------------
سوال493 کتاب پرتکرار
الف) تعریق و تعرق چه تفاوتی دارند؟
ب) تعریق و تعرق از چه روزنههایی انجام میشوند
پاسخ:
الف) تعرق خروج آب به صورت بخار و تعریق خروج آب به صورت قطراتی است.
ب) تعریق از طریق روزنههای آبی و تعرق از طریق روزنههای هوایی انجام میشود.
--------------------------------------------------
برای تمرین بیشتر به کتاب پرتکرار زیستشناسی دهم تجربی مراجعه کنید.
