Inajumuisha dhana kama vile usambazaji, harakati za maji katika mimea na uvukizi wake.
Mimea inahitaji maji
Maji hutembea kupitia seli za mmea parenkaima ya gamba kwa silinda ya kati ya mizizi, kisha kando ya mfumo wa uendeshaji parenchyma ya majani na, hatimaye, kupitia seli za parenchyma ya jani. Katika sehemu ya kwanza ya njia, maji hutembea kwa sababu ya kuongezeka kwa nguvu ya kunyonya ya seli za mizizi.
Harakati ya maji kutoka nywele za mizizi kuelekea vyombo vya kati Sehemu hii ya njia ni ndogo sana (sehemu za millimeter), lakini harakati za maji kwenye sehemu hii ni ngumu sana, kwani maji yanapaswa kushinda upinzani wa tabaka za viumbe hai. protoplasm. Upinzani huu ni takriban sawa na atm 1 kwa kila mm 1 ya njia, kwa hivyo harakati ya maji kupitia seli hai kwa umbali mrefu haitakidhi mahitaji ya maji ya mmea.
Kweli, mimea, ambao hawajaendelea mfumo wa uendeshaji, kwa mfano mosses, (maelezo zaidi:) ni ndogo kwa ukubwa na hutumiwa kwa maisha tu katika hali ya unyevu. U mimea ya ardhini Wakati wa mchakato wa mageuzi, tishu za conductive ziliundwa, ambayo huanzisha mawasiliano kati ya mizizi ambayo inachukua maji na majani ambayo hupuka maji.
Kitambaa cha conductive cha maji
Kitambaa cha conductive cha maji lina vyombo, au trachea, Na tracheids; huanza kwenye silinda ya kati ya mizizi, hupitia mzizi mzima na shina na kuishia kwa namna ya matawi bora - mishipa, kupenya parenchyma nzima ya jani.
Vyombo ni mirija iliyokufa inayoundwa kutoka kwa chembe hai. Sehemu za kupita huhifadhiwa kwenye vyombo kwa umbali tofauti (kutoka milimita kadhaa hadi mita kulingana na aina ya mmea) kutoka kwa kila mmoja.
Kutoweka kwa partitions, hata kwa umbali mfupi, huharakisha harakati za maji maelfu ya nyakati. Tracheids ni ndefu seli zilizokufa yenye ncha zilizoelekezwa. Wakati wa uundaji wa vyombo na tracheids, utando wao huwa mzito na kuwa laini, kama matokeo ambayo haujashinikizwa chini ya shinikizo la seli za parenchyma zinazowazunguka.
Harakati za maji katika mimea ya miti Ligification, hata hivyo, kamwe kuendelea: maeneo nyembamba kubaki juu ya kuta za vyombo - pores, kwa njia ambayo maji inaweza kusonga si tu juu ya vyombo, lakini pia katika mwelekeo radial.
Kuinua maji kupitia vyombo
Kuinua maji kupitia vyombo inaweza kuthibitishwa na jaribio lifuatalo. Ikiwa utaondoa pete ya gome kutoka kwa tawi lililokatwa na kuwekwa kwenye maji juu ya kiwango cha maji, majani yake hayatauka, kwani vyombo viko kwenye kuni.
Harakati ya maji kupitia vyombo mara nyingi huelekezwa kutoka chini hadi juu na kwa hiyo inaitwa kupanda kwa mkondo.
Sehemu ya mwisho ya njia ya mtiririko wa maji kupitia parenchyma ya jani huenda pamoja hai
seli. Maji husogea kiosmotiki kupitia seli za mesophyll za jani hadi kwenye seli za mwisho zinazopakana na intercellular. Sehemu hii ya safari, kama ya kwanza, ni fupi sana.
Ikiwa tawi lililokatwa la mmea limefungwa kwa hermetically kwenye bomba la glasi lililojazwa na maji, na mwisho wake wa chini hutiwa ndani ya chombo na zebaki, basi wakati maji yanapotoka kwenye tawi, zebaki kwenye bomba itafufuka.
Kutokana na uzoefu huu ni wazi kwamba harakati ya maji kupitia mmea imedhamiriwa hasa mpito, (maelezo zaidi :), na sio shinikizo la mizizi tu.
Wakati maji huvukiza kutoka kwa uso wa majani, seli huendeleza kunyonya nguvu. Thamani yake ni kubwa zaidi, maji kidogo hubakia kwenye seli za majani. Nguvu hii ya kunyonya inayosababisha hudumisha harakati za mara kwa mara za maji kwenye mmea.
Usafirishaji wa vitu katika mimea Nguvu zinazoweka maji katika mwendo
Hivyo, nguvu zinazosukuma maji, ziko kwenye mwisho wa mfumo wa uendeshaji: maji ya kusukuma mizizi, ambayo kazi yake inaitwa injini ya mwisho wa chini, na nguvu ya kufyonza maji kwa majani - injini ya mwisho wa juu.
Injini zote mbili hufanya kazi kwa mwelekeo mmoja na zinaweza kuchukua nafasi na kukamilishana. Wakati wa insolation kali katika majira ya joto na wakati wa ukame, ugavi wa maji wa mmea ni kutokana na athari ya kunyonya ya kupumua.
Shinikizo la mizizi
Wakati udongo umejaa maji na hewa ni matajiri katika mvuke wa maji, kupanda kwa maji kunahakikishwa kwa nguvu shinikizo la mizizi,(maelezo zaidi:). Kwa hiyo, kulingana na masharti mazingira ya nje Jukumu kuu ni la motor moja au nyingine ya mwisho.
Nyuzi za maji hazivunja chini ya ushawishi wa mvuto wao, licha ya ukweli kwamba wakati wa nguvu wao ni katika hali ya mvutano. Hii inaelezwa na nguvu ya kujitoa ya molekuli ya maji, kufikia 300-350 atm, na kwa kuwa hakuna hewa katika vyombo, uadilifu wa mtiririko wa maji hauingiliki.
Kasi ya sasa ya maji
Kasi ya sasa ya maji inategemea muundo wa mambo ya kuendesha maji. Maji huenda kwa kasi kupitia vyombo, na kasi yake ya harakati inategemea kipenyo cha vyombo: ndogo ni, polepole maji yatakwenda.
Harakati ya maji katika mimea hutokea kutokana na kazi ya motors mbili za mwisho, juu na chini, na nguvu za kujitoa zinazohakikisha uadilifu wa nyuzi za maji.
Katika sehemu za juu za ardhi za mmea, maji hupanda kupitia xylem.
Katika conifers husogea kando ya tracheids, katika miti yenye majani husogea kupitia vinyonyaji.
Nitatoa pia tracheids. Seli hizi zimebadilishwa vizuri kwa kusudi hili: zimepanuliwa, hazina cytoplasm na ni mashimo ndani, i.e. Hizi ni kama mirija ya maji. Ligified sekondari kuta za seli nguvu ya mkazo ya kutosha kuhimili tofauti kubwa ya shinikizo ambayo hutokea wakati maji yanapanda hadi vilele miti mirefu. Katika xylem ya miti ya watu wazima, maji hufanywa hasa na tabaka zake za pembeni - mbao za msandali.
Nguvu ya kuendesha gari Mtiririko wa juu wa maji katika vipengele vya kuendesha vya xylem ni gradient ya uwezo wa maji kupitia mmea kutoka kwenye udongo hadi anga. Inadumishwa na gradient ya uwezo wa osmotic katika seli za mizizi na kwa kupumua. Kunyonya maji kwa mizizi kunahitaji nishati ya kimetaboliki. Nishati ya mionzi ya jua hutumiwa kwa mpito.
ations. Mpito ndio kuu nguvu ya kuendesha gari mtiririko wa maji unaopanda, kwani shukrani kwake kwenye xylem inaonekana shinikizo hasi, i.e. mvutano. Kwa sababu ya mshikamano (mshikamano) wa molekuli za maji kwa kila mmoja na hatua ya nguvu za wambiso (wambiso), Kwa kuta za hydrophilic za vyombo, safu ya maji kwenye xylem inaendelea. Mchanganyiko wa mpito, mshikamano na mvutano husababisha maji kupanda kwenye vigogo vya miti mirefu. Katika mimea mingi ya miti, mkondo wa maji kwenye shina husogea kwa ond. Hii ni kwa sababu ya muundo wa jumla wa shina la mti. Kasi ya mstari wa sasa inayopanda ni kati ya 1 - 6 m / h katika aina za coniferous na zilizotawanyika-vascular hadi 25 - 60 m / h katika aina za pete-vascular. Inatoa seli zote za mimea hai na vipengele vya maji na madini.
Kiasi cha maji katika miti ya mimea mingi ya miti huongezeka kutoka ndani ya shina hadi nje na kutoka chini ya shina. Kwa juu yake. Ndani ya taji, kiasi cha maji huongezeka kutoka juu hadi msingi. Mabadiliko makubwa Maji ya kuni yanazingatiwa mwaka mzima. Kwa hivyo, mimea ya miti ya coniferous ina unyevu wa chini zaidi miezi ya kiangazi, na ya juu zaidi ni wakati wa baridi. Unyevu wa kuni za moyo unabakia bila kubadilika na unabaki kuwa wa chini kabisa. Katika deciduous aina za miti Vipindi viwili vya unyevu wa chini vilizingatiwa - majira ya joto na katika nusu ya pili ya baridi, na vipindi viwili vya unyevu ulioongezeka - spring wakati wa mtiririko wa sap na baridi - katika nusu ya kwanza ya baridi. Wakati wa mchana katika majira ya joto, unyevu wa juu zaidi huzingatiwa asubuhi, na chini kabisa saa sita mchana.
10.4. Mpito
Kiungo kikuu cha kupumua ni jani. Kutokana na kupoteza maji kwa seli za majani, uwezo wao wa maji hupungua, i.e. nguvu ya kunyonya huongezeka. Hivyo, injini ya mwisho wa juu, kuhakikisha harakati ya maji juu ya mmea, huundwa na kudumishwa na nguvu ya juu ya kunyonya ya seli zinazopita za parenchyma ya jani. Jukumu la kisaikolojia la upumuaji hupungua hadi zifuatazo: 1) huongeza nguvu ya kunyonya ya seli zinazovukiza na kuunda mtiririko wa maji unaoendelea kupitia mmea;
2) inakuza harakati ya maji na madini kufutwa ndani yake na sehemu jambo la kikaboni kutoka mizizi hadi sehemu za juu za mmea; 3) inalinda majani kutokana na overheating moja kwa moja miale ya jua; 4) huzuia seli kujazwa kabisa na maji, kwani kwa upungufu mdogo wa maji (hadi 5%) huboreshwa. mstari mzima michakato ya metabolic.
Transpiration inaweza kuwa stomatal, cuticular na cortical (peridermal). Uvukizi wa maji kama jambo la kimwili, i.e. uhamisho wa maji kutoka hali ya kioevu ndani ya mvuke, hutokea katika nafasi za intercellular za jani kutoka kwenye uso wa seli za mesophyll. Mvuke unaosababishwa hutolewa kwenye anga kupitia stomata. Hii upenyezaji wa tumbo.
Stomata ndio njia kuu za mvuke wa maji, CO, na O. Wanaweza kuwa pande zote mbili za jani, lakini kuna spishi ambazo stomata ziko tu upande wa chini wa jani. Kwa wastani, idadi ya stomata ni kati ya 50 hadi 500 kwa mm 1." Upepo kutoka kwa uso wa jani kupitia stomata hutokea kwa kasi sawa na kutoka kwenye uso wa maji safi.
Upotevu wa mvuke wa maji kupitia kijisehemu cha jani wakati stomata imefunguka kwa kawaida ni duni sana ikilinganishwa na jumla ya mpito. Lakini ikiwa stomata imefungwa, kwa mfano wakati wa ukame, mpito wa cuticular hupata muhimu katika utawala wa maji wa mimea mingi. Mpito wa ngozi hutegemea
sieve inategemea unene wa safu ya cuticle na inatofautiana sana kati ya aina tofauti.
Katika majani machanga hufanya karibu nusu ya muda wote wa kupumua; katika majani kukomaa, na cuticle yenye nguvu zaidi, haizidi 10%.
Maji mengine hutolewa kama matokeo ya kupitishwa kwa figo na viungo vya uzazi. Wakati mwingine hasara hizi zinaweza kuwa muhimu: kwa mfano, vikapu vya alizeti, poppy pods na matunda ya pilipili hupita zaidi ya majani ya mimea hii chini ya hali sawa. Maji huvukiza kutoka kwa uso wa matawi na vigogo vya mimea yenye miti kwa njia ya dengu na tabaka za cork zinazozunguka. Hii kizibo, au peridermal, trans-pyraia. Kutokana na mpito wa matawi na buds ndani wakati wa baridi Kesi mara nyingi huzingatiwa wakati upotezaji mkubwa wa maji husababisha vilele vya kavu vya mimea ya miti.
Kiwango cha mpito na ubadilishaji wa gesi kwa ujumla umewekwa na stomata. Kiwango cha ufunguzi wa stomata inategemea mwanga, maudhui ya maji ya tishu za jani, mkusanyiko wa CO2 katika nafasi za intercellular na mambo mengine Kulingana na sababu zinazosababisha utaratibu wa magari (mwanga au mwanzo wa upungufu wa maji katika tishu za jani). ), kuna picha- Na haidroktiv Ust-harakati zake. Katika mwanga, photosynthesis huanza katika kloroplasts ya seli za ulinzi, ambayo husababisha kupungua kwa maudhui ya CO2 yaliyokusanywa katika seli usiku mmoja. Katika kesi hiyo, ATP hujilimbikiza na wanga inabadilishwa kuwa sukari, kutokana na ambayo
pampu za ioni zinazosukuma potasiamu kutoka kwa seli za jirani. Shukrani kwa hili, nguvu ya kunyonya ya seli za stomatal, ambazo huchukua maji na kuongeza turgor, huongezeka kwa kasi. Yote hii inachangia ufunguzi wa stomata. Wakati upungufu wa maji hutokea, maudhui ya moja ya homoni, asidi ya abscisic, huongezeka; , chini ya hatua yake kuna outflow ya vitu vingine kufutwa, ambayo inaongoza kwa kufungwa kwa stomata. Utaratibu huu hukuruhusu kulinda mmea kutokana na upotezaji mwingi wa maji.
Kiashiria cha mpito ni wake nguvu - kiasi cha maji kinachovukizwa kwa kila kitengo cha wakati kwa kila kitengo cha wingi wa maji au kavu au uso wa jani (mg/dm2h, g/m2h au mg/gh).
Idadi ya gramu ya molekuli kavu inayoundwa na uvukizi wa lita 1 ya maji inaitwa tija ya mpito. Chini ya mvuke inaeleweka kama jumla ya hasara za mpito kwa mimea yote ya jumuiya pamoja na uvukizi wa kimwili (uvukizi) kutoka kwenye uso wa udongo na mimea, hasa kutoka kwa vigogo na matawi ya miti. Kwa maeneo ya misitu mikoa ya kati katika sehemu ya Uropa ya Urusi, muda wa wastani wa kusimama kwa mti ni 50 - Uvukizi wa 60%, kifuniko cha ardhi - 15-25%, uvukizi kutoka kwa uso wa udongo na mimea - 25 - 35%.
Mpito wa taji ya mti hutumiwa kukausha kuni baada ya kukata. Mbao mpya zilizokatwa kutoka kwa aina kadhaa za miti (larch, birch, aspen, nk) ni nzito sana hivi kwamba huzama wakati wa rafu. Wakati huo huo, kavu na, kwa hiyo, kuni nyepesi ya aina hiyo inaweza kufanikiwa kwa umbali mrefu. Ili kukauka, mti uliokatwa huachwa ulale msituni na taji yake kwa siku 10 - 15. Mti unaendelea kuishi kwenye hifadhi za ndani za maji na virutubisho, na transpirate majani. Kiasi cha maji ya bure kwenye shina hupungua. Kupunguzwa kwa wingi wa 1 m3 ya kuni kwa muda maalum ni 25 - 30%, ambayo huongeza kasi yake. Kuteleza kwake na usafirishaji pia hufanywa rahisi. Inajulikana kuwa baada ya rafting, kuni kabla ya kavu hukauka kwa kasi zaidi kuliko kuni ambayo haijakaushwa kabla ya rafting.
Nguvu ya mpito huathiriwa na mambo kadhaa: upatikanaji wa maji kwa mizizi ya mimea, unyevu wa hewa, joto, upepo. Kwa ukosefu wa maji kwenye udongo, kiwango cha upenyezaji wa mimea ya miti hupungua. Juu ya udongo uliojaa mafuriko, mchakato huu, licha ya wingi wa maji, pia hupunguzwa katika miti kwa mara 1.5 - 2, ambayo inahusishwa na aeration mbaya ya mifumo ya mizizi. Mpito pia hupungua kwa baridi kali ya udongo kutokana na kupungua kwa kiwango cha kunyonya maji. Ukosefu au ziada ya maji, chumvi au udongo baridi huathiri kiwango cha kupumua sio kwao wenyewe, lakini kwa ushawishi wao juu ya ngozi ya maji na mifumo ya mizizi.
Unyevu wa mwanga na hewa una athari kubwa juu ya kupumua. Mwanga huongeza uwazi wa stomata. Nguvu ya mpito hata katika mwanga ulioenea huongezeka kwa 30 - 40%. Katika giza, mimea hupita makumi ya mara chini ya mwanga kamili. mwanga wa jua. Kuongezeka kwa unyevu wa jamaa husababisha kupungua kwa kasi kwa nguvu ya miamba yote. Kwa mujibu wa sheria ya Dalton, kiasi cha maji yaliyovukizwa ni sawia moja kwa moja na upungufu wa kueneza hewa na mvuke wa maji.
Joto la hewa huathiri upitaji wa hewa moja kwa moja na kwa njia isiyo ya moja kwa moja. Athari ya moja kwa moja inahusishwa na kupokanzwa karatasi, na athari isiyo ya moja kwa moja ni kupitia mabadiliko katika elasticity ya mvuke inayojaa nafasi. Joto linapoongezeka, kiasi cha mvuke katika hewa hupungua na kuongezeka kwa hewa. Upepo huongeza upenyezaji wa hewa kwa kubeba mvuke wa maji kutoka kwa majani, na kusababisha kueneza kwa hewa kwenye uso wao.
Katika asili daima kuna tata ya mambo katika kazi. Wakati wa mchana, mwanga, joto na unyevu wa hewa hubadilika, ambayo husababisha mabadiliko katika ukali wa kupumua (Mchoro 10.2). Kwa joto la wastani na unyevu, maudhui ya maji katika majani hupungua kidogo - kwa 10 - 15%. Siku ya moto, maji ya majani hupungua ikilinganishwa na kawaida hadi 25% au zaidi.
Mchele. 10.2. Kozi ya kila siku ya kupumua kwa usambazaji tofauti wa unyevu kwa mimea:
A - uvukizi kutoka kwa uso wa maji ya bure; B - mpito na ugavi wa kutosha wa unyevu; B - na ukosefu wa unyevu saa sita mchana; G - na upungufu wa maji ya kina; D - wakati wa ukame wa muda mrefu.
Kuna kila siku na mabaki upungufu wa maji. Upungufu wa maji wakati wa mchana huzingatiwa saa za mchana siku ya kiangazi. Kama sheria, haisumbui sana maisha ya mimea. Nakisi ya mabaki ya maji huzingatiwa alfajiri na inaonyesha hivyo hifadhi za maji majani yalipona kwa sehemu tu wakati wa usiku kutokana na unyevu mdogo wa udongo. Katika kesi hiyo, mimea kwanza hukauka sana, na kisha wakati wa ukame wa muda mrefu wanaweza kufa.
1. Ni nini hufanya utawala wa maji wa mmea?
2. Mizizi inachukuaje maji?
3. Shinikizo la mizizi linajidhihirishaje?
4. Ni aina gani za unyevu wa udongo zinapatikana kwa mmea?
5. Maji hupandaje hadi vilele vya miti mirefu?
6. Mpito ni nini na hufanyikaje?
7. Je, mmea hudhibiti vipi uvukizi wa hewa?
8. Ni mambo gani ya kimazingira yanayoathiri ukali wa mpito?
LISHE YA MADINI.
Injini kuu za mkondo wa maji
Kunyonya kwa maji na mfumo wa mizizi hufanyika kwa sababu ya uendeshaji wa injini mbili za mwisho za sasa za maji: juu injini ya mwisho, au nguvu ya kufyonza ya uvukizi (uvukizi), na injini ya mwisho wa chini, au motor ya mizizi. Nguvu kuu inayosababisha mtiririko na harakati za maji kwenye mmea ni nguvu ya kufyonza ya kupumua, ambayo husababisha gradient ya uwezo wa maji. Uwezo wa maji ni kipimo cha nishati inayotumiwa na maji kusonga. Uwezo wa maji na nguvu ya kunyonya ni sawa thamani kamili, lakini kinyume katika ishara. Kueneza kwa maji kidogo kwa mfumo fulani, chini (zaidi hasi) uwezo wake wa maji. Wakati mmea hupoteza maji wakati wa mchakato wa kuhama, seli za majani huwa hazina maji, na kwa sababu hiyo, nguvu ya kunyonya hutokea (matone ya uwezo wa maji). kiingilio maji yanakuja kuelekea nguvu kubwa ya kunyonya, au uwezo mdogo wa maji.
Kwa hivyo, motor terminal ya juu ya mtiririko wa maji kwenye mmea ni nguvu ya kufyonza ya upenyezaji wa majani, na kazi yake ina uhusiano mdogo na shughuli muhimu ya mfumo wa mizizi. Hakika, majaribio yameonyesha kuwa maji yanaweza kuingia kwenye shina kupitia wafu mfumo wa mizizi, na katika kesi hii ngozi ya maji hata huharakisha.
Mbali na motor ya mwisho ya juu ya sasa ya maji, kuna motor ya mwisho ya chini katika mimea. Hii inathibitishwa vyema na mfano wa matukio kama vile Guttation.
Majani ya mimea ambayo seli zake zimejaa maji, chini ya hali ya unyevu wa juu wa hewa, ambayo huzuia uvukizi, hutoa maji ya droplet-kioevu na kiasi kidogo cha vitu vilivyoyeyushwa - guttation. Maji hutolewa kwa njia maalum stomata ya maji- viongozi. Kioevu kilichotolewa ni gutta. Kwa hivyo, mchakato wa utumbo ni matokeo ya mtiririko wa njia moja ya maji yanayotokea kwa kutokuwepo kwa upitishaji, na kwa hiyo husababishwa na sababu nyingine.
Hitimisho sawa linaweza kufikiwa wakati wa kuzingatia jambo hilo kulia mimea. Ikiwa ukata shina za mmea na kuunganisha tube ya kioo hadi mwisho uliokatwa, kioevu kitainuka kupitia hiyo. Uchambuzi unaonyesha kuwa hii ni maji na vitu vilivyoyeyushwa - sap. Katika baadhi ya matukio, hasa katika spring, kilio pia huzingatiwa wakati matawi ya mimea yanakatwa. Uamuzi umeonyesha kuwa kiasi cha kioevu kilichotolewa (sap) ni mara nyingi zaidi kuliko kiasi cha mfumo wa mizizi. Kwa hivyo, kulia sio tu kuvuja kwa maji kama matokeo ya kukatwa. Yote haya hapo juu yanaongoza kwa hitimisho kwamba kulia, kama matumbo, kunahusishwa na uwepo wa mtiririko wa maji wa njia moja kupitia mifumo ya mizizi, bila kuzidisha. Nguvu inayosababisha mtiririko wa maji kwa njia moja kupitia vyombo vilivyo na vitu vilivyoyeyushwa, bila kujali mchakato wa kupumua, inaitwa shinikizo la mizizi. Uwepo wa shinikizo la mizizi inaruhusu sisi kuzungumza juu ya motor ya mwisho ya chini ya sasa ya maji. Shinikizo la mizizi linaweza kupimwa kwa kuambatanisha kipimo cha shinikizo hadi mwisho wa kushoto baada ya kukata sehemu za juu za ardhi za mmea, au kwa kuweka mfumo wa mizizi katika mfululizo wa ufumbuzi wa viwango tofauti na kuchagua moja ambayo huacha kulia. Ilibadilika kuwa shinikizo la mizizi ni takriban 0.1 - 0.15 MPa (D.A. Sabinin). Maamuzi yaliyofanywa Watafiti wa Soviet L.V. Mozhaeva, V.N. Zholkevich ilionyesha kuwa mkusanyiko wa suluhisho la nje ambalo huacha kulia ni kubwa zaidi kuliko mkusanyiko wa pasok. Hii ilituruhusu kutoa maoni kwamba kulia kunaweza kwenda kinyume na gradient ya mkusanyiko. Pia imeonyeshwa kuwa kilio hutokea tu chini ya hali ambayo michakato yote ya maisha ya seli hutokea kwa kawaida. Sio tu mauaji ya seli za mizizi, lakini pia kupungua kwa ukubwa wa shughuli zao muhimu, kimsingi nguvu ya kupumua, huacha kulia. Kwa kutokuwepo kwa oksijeni, chini ya ushawishi wa sumu ya kupumua, na wakati joto linapungua, kilio huacha. Yote hapo juu iliruhusu D.A. Sabinin kutoa ufafanuzi ufuatao: kilio mimea- Huu ni mtiririko wa maisha wa njia moja wa maji na virutubisho, kulingana na usindikaji wa aerobic wa assimilates. D.A. Sabinin alipendekeza mchoro unaoelezea utaratibu wa mtiririko wa maji wa njia moja kwenye mzizi. Kwa mujibu wa dhana hii, seli za mizizi hupigwa kwa mwelekeo fulani. Hii inaonyeshwa kwa ukweli kwamba katika sehemu tofauti za seli moja michakato ya metabolic ni tofauti. Katika sehemu moja ya seli kuna michakato iliyoimarishwa ya kuvunjika, haswa, wanga kuwa sukari, kama matokeo ya ambayo mkusanyiko. utomvu wa seli huongezeka. Katika mwisho tofauti wa seli, michakato ya awali inatawala, kwa sababu ambayo mkusanyiko wa solutes katika sehemu hii ya seli hupungua. Ni lazima izingatiwe kwamba taratibu hizi zote zitafanya kazi tu ikiwa kuna kiasi cha kutosha cha maji katika mazingira na kimetaboliki haijaharibika.
Kulingana na nadharia nyingine, utegemezi wa kilio cha mmea juu ya nguvu ya kupumua sio moja kwa moja. Nishati ya kupumua hutumiwa kusambaza ioni kwa seli za gamba, kutoka ambapo hutolewa kwenye vyombo vya xylem. Matokeo yake, mkusanyiko wa chumvi katika vyombo vya xylem huongezeka, ambayo husababisha mtiririko wa maji.
Harakati ya maji kupitia mmea
Maji yanayofyonzwa na seli za mizizi, chini ya ushawishi wa tofauti katika uwezekano wa maji ambayo hutokea kwa sababu ya mpito, pamoja na nguvu ya shinikizo la mizizi, huenda kwenye njia za xylem. Kulingana na mawazo ya kisasa, maji katika mfumo wa mizizi huenda sio tu kupitia seli zilizo hai. Huko nyuma mnamo 1932, mwanafiziolojia wa Ujerumani Munch alianzisha wazo la uwepo katika mfumo wa mizizi wa idadi mbili huru ambayo maji husogea - apoplast na symplast. Apoplast - Hii ni nafasi ya bure ya mizizi, ambayo inajumuisha nafasi za intercellular, membrane za seli, na vyombo vya xylem. Simplast - Huu ni mkusanyiko wa protoplasts za seli zote, zilizotengwa na utando unaoweza kupenyeza nusu. Shukrani kwa plasmodesmata nyingi zinazounganisha protoplast ya seli za kibinafsi, symplast ni. mfumo wa umoja. Apoplast inaonekana si kuendelea, lakini imegawanywa katika kiasi mbili. Sehemu ya kwanza ya apoplast iko kwenye kamba ya mizizi kabla ya seli za endodermal, ya pili iko upande wa pili wa seli za endodermal, na inajumuisha vyombo vya xylem. Seli za Endoderm, shukrani kwa mikanda ya Casparian, inawakilisha kizuizi kwa harakati za maji kupitia nafasi ya bure (nafasi za intercellular na membrane za seli). Ili kuingia kwenye vyombo vya xylem, maji lazima yapite utando unaoweza kupitisha maji kidogo na haswa kando ya apoplast na kwa sehemu tu kwenye symplast. Hata hivyo, katika seli za endodermal, harakati ya maji inaonekana hutokea kando ya symplast. Kisha, maji huingia kwenye vyombo vya xylem. Kisha harakati ya maji hutokea kupitia mfumo wa mishipa ya mizizi, shina na jani.
Kutoka kwa vyombo vya shina, maji hutembea kupitia petiole au jani la jani ndani ya jani. KATIKA blade ya majani vyombo vya kuendesha maji viko kwenye mishipa. Mishipa hatua kwa hatua hutoka na kuwa ndogo. Denser mtandao wa mishipa, maji ya upinzani mdogo hukutana wakati wa kusonga kwenye seli za mesophyll za jani. Wakati mwingine kuna matawi mengi madogo ya mishipa ya majani ambayo hutoa maji kwa karibu kila seli. Maji yote kwenye seli iko katika hali ya usawa. Kwa maneno mengine, kwa suala la kueneza kwa maji, kuna usawa kati ya vacuole, cytoplasm na utando wa seli, uwezo wao wa maji ni sawa. Maji husogea kutoka seli hadi seli kwa sababu ya mteremko wa nguvu ya kunyonya.
Maji yote kwenye mmea yanawakilisha mfumo mmoja uliounganishwa. Kwa kuwa kati ya molekuli za maji kuna nguvu za kujitoa(mshikamano), maji huongezeka hadi urefu kwa kiasi kikubwa zaidi ya m 10. Nguvu ya kuunganisha huongezeka, kwani molekuli za maji zina mshikamano mkubwa kwa kila mmoja. Nguvu za mshikamano pia zipo kati ya maji na kuta za vyombo.
Kiwango cha mvutano wa nyuzi za maji kwenye vyombo hutegemea uwiano wa michakato ya kunyonya na uvukizi wa maji. Yote hii inaruhusu viumbe vya mimea kudumisha mfumo mmoja wa maji na si lazima kujaza kila tone la maji ambalo huvukiza.
Katika tukio ambalo hewa huingia kwenye makundi ya mtu binafsi ya vyombo, inaonekana huzima jumla ya sasa kuendesha maji. Hii ndiyo njia ya harakati ya maji kupitia mmea (Mchoro 1).
Mchele. 1. Njia ya maji katika mmea.
Kasi ambayo maji hupita kwenye mmea hubadilika siku nzima. Wakati wa mchana ni kubwa zaidi. Ambapo aina tofauti mimea hutofautiana katika kasi ambayo maji husogea. Mabadiliko ya joto na kuanzishwa kwa inhibitors za kimetaboliki haziathiri harakati za maji. Wakati huo huo, mchakato huu, kama mtu angetarajia, inategemea sana kasi ya kupumua na kwa kipenyo cha vyombo vya kuendesha maji. Katika vyombo pana, maji hukutana na upinzani mdogo. Hata hivyo, ni lazima izingatiwe kwamba Bubbles za hewa zinaweza kuingia kwenye vyombo vingi au usumbufu mwingine katika mtiririko wa maji unaweza kutokea.
Video: Usogeaji wa maji na vitu vya kikaboni kwenye shina.