ТРАНСПИРАЦИЈА БИЉАКА: ПРОЦЕС, ФАКТОРИ И ЗНАЧАЈ - БИОЛОГИЈА - 2025

Транспирација биљака и остатака биљних организама је процес губитка воде у гасовитом облику који се јавља преко стома, које су специјализоване структуре које се налазе у листа лопатице.

Знојење је повезано са различитим физиолошким процесима у биљкама, који континуирано апсорбују и губе воду. Кроз овај хомеостатски механизам долази до већег дела испаравања воде, јер се апсорбује атмосферски угљен диоксид, неопходан за фотосинтетске процесе.

Стомата Зебрина спп. (Извор: АиофтхеСторм путем Викимедиа Цоммонс)

У просеку, лист може заменити до 100% свог садржаја воде са околином током врелог, сувог и сунчаног дана. Исто тако, израчунавања неких аутора омогућавају процјену да током живота биљке може изгубити масу која је једнака већој од 100 пута већој тежини свјеже кроз лишће због знојења.

Многи физиолози и екофизиолози биљака посвећени су „мерењу“ брзине транспирације биљака, јер им то може дати податке о њиховом физиолошком стању, па чак и неким околинским условима којима су биљке непрестано изложене.

Где и зашто долази до знојења?

Знојење се дефинише као губитак воде у облику паре и процес је који се одвија углавном кроз лишће, мада се може и, али у много мањем обиму, кроз мале „отворе“ (лентициле) у коре. стабљика и грана.

Настаје захваљујући постојању градијента притиска паре између површине листа и ваздуха, па се закључује да се јавља услед повећања унутрашњег притиска водене паре у лишћу.

На овај начин постаје већа од оне паре која окружује лист листа, због чега може да дифузује из концентрованије зоне у мање концентровану.

Стомата

Стомати у епидерми љиљана. Виасцос

Овај процес је могућ због постојања структура које „прекидају“ континуитет лисне површине (епидерме) и познате су као стомати.

Стомати омогућавају „контролисано“ ослобађање водене паре из лишћа, избегавајући испаравање директном дифузијом из ткива епидерме, што се догађа пасивно и без икакве контроле.

Стома се састоји од две „заштитне“ ћелије, које су у облику „кобасице“ или „бубрега“, које формирају структуру у облику пора, чије се затварање или отварање контролише различитим хормонским и окружењем:

- Може се рећи да, у мрачним условима, са унутрашњим дефицитом воде и екстремним температурама, стомати и даље остају затворени, „покушавајући“ да избегну велике губитке воде знојењем.

- Присутност сунчеве светлости, обилна доступност воде (спољашње и унутрашње) и "оптимална" температура потичу стоматално отварање и повећавају стопу транспирације.

Када се ћелије гуар-а напуне водом, оне постају чврсте, што изазива отварање стоматалних пора; То је супротно ономе што се догађа када нема довољно воде, а то је када стомаци остају затворени.

Процес знојења

Шема процеса транспирације у биљци (Извор: Лаурел Јулес преко Викимедиа Цоммонс)

Након разјашњења концепта стомата, процес знојења се тада одвија на следећи начин:

1- Вода која се транспортује у ксилему васкуларних биљака дифузује се према лисним ткивима, нарочито према ћелијама мезофила.

2- Речена вода може да испарава као последица високих температура и соларног зрачења; Тако створена водена пара остаје у карактеристичним ваздушним просторима који се налазе у мезофилу („концентрисан је“).

3- Ова водена пара креће се дифузијом у ваздух када се стомаци отворе, било као одговор на неки фитохормон (супстанцу која регулише раст биљака), стање животне средине итд.

Отварање стома подразумева измену водене паре из биљке у атмосферу, али истовремено омогућава дифузију угљен-диоксида из ваздуха у фолиарна ткива, процес који се јавља углавном због градијента концентрације.

Чимбеници који утичу на знојење

Постоји неколико фактора који утичу на транспирацију, мада је њихов значај у односу на врсту биљке која се разматра.

Утицај брзине ветра на брзину транспирације (Извор: ДГманн)

Спољни фактори

Са гледишта животне средине, знојење значајно зависи од сунчевог зрачења и температуре, као и од доступности воде у тлу, дефицита притиска паре у ваздуху, брзине ветра итд.

Утицај брзине ветра на брзину транспирације (Извор: ДГманн)

За неке биљке концентрација спољног угљен-диоксида (ЦО2) је такође кључни елемент у регулисању знојења (стоматално отварање). Неки текстови говоре да када се унутрашњи ниво ЦО2 знатно смањи, заштитне ћелије омогућавају отварање стоматалне поре како би се олакшао улазак поменутог гаса.

Утицај температуре на брзину транспирације (Извор: ДГманн)

Унутрашњи фактори

У анатомском контексту, брзина транспирације увелико варира у зависности од спољашњих карактеристика површине листа (као и површине листа). У већини васкуларних биљака листови су обично прекривени "воштаним слојевима" који су у заједници познати као кутикула.

Утицај површине листа на брзину транспирације (Извор: ДГманн преко Викимедиа Цоммонс)

Кутикула је високо хидрофобна структура (која одбија воду) која спречава знојење једноставним испаравањем из паренхима листова на површину и на тај начин спречава тотално исушивање ћелија лисног ткива.

Присуство или одсуство "ефикасне" кутикуле у задржавању водене паре условљава транспираторне брзине васкуларне биљке. Поред тога, способност апсорпције воде у коренима може такође бити фактор условљавања знојења.

Абсисинска киселина (АБА) је фитохормон повезан са знојењем: она потиче стоматално затварање инхибирањем неких ензима потребних за улазак воде у заштитне ћелије стомака, спречавајући њихово отварање.

Обично је супстанца произведена да „комуницира“ са биљком да има недостатка воде из коријенских ткива.

Значај

Термичка хомеостаза

Вода је једно од најважнијих природних ресурса за све живе организме, тако да биљке нису изузетак. Стога су сви процеси који имају везе са разменом воде између биљке и животне средине која је окружује од највеће важности за њен опстанак.

Са становишта топлотне хомеостазе, знојење је од суштинског значаја за расипање топлоте створене сунчевим зрачењем. Ово расипање настаје захваљујући чињеници да молекули воде који у атмосферу улазе у атмосферу водене паре имају велику количину енергије, што разбија везе које их „задржавају“ у течном облику.

Бекство молекула воде „оставља иза себе“ масу молекула која има мање енергије од оне која се распршује, што поспешује хлађење преосталог „тела“ воде, а самим тим и целе биљке.

Транспорт воде негативним хидростатичким притиском

Када је стопа транспирације у лишћу врло висока, водени стуб у ксилему, који је део васкуларног система многих биљака, брзо се издиже из корена, подстичући коријенску апсорпцију воде и других једињења и хранљивих материја у под.

Тако се вода креће са земље у атмосферу унутар биљака захваљујући негативном хидростатичком притиску који лишће врши током транспирације, што се догађа захваљујући кохезивним својствима воде, која одржава високе напетости током дужина воденог стуба у ксилему.

Другим речима, испаравање воде и њено ослобађање знојењем обезбеђује већину енергије потребне за кретање према горе, захваљујући постојању градијента водног потенцијала између лисних листова и атмосфере.

Фотосинтеза

С обзиром да се знојење не односи само на губитак воде у облику паре, већ укључује и улазак угљен-диоксида у фолиарна ткива, овај процес је такође од изузетне важности за фотосинтезу, јер је ЦО2 неопходан за синтезу прехрамбених материја.

Референце

1. Азцон-Бието, Ј. и Талон, М. (2000). Основе физиологије биљака (бр. 581.1). МцГрав-Хилл Интерамерицана.
2. Енцицлопаедиа Британница Инц. (2014). Енцицлопаедиа Британница. Преузето 5. јануара 2020. са адресе ввв.британница.цом/сциенце/транспиратион
3. Таиз, Л., Зеигер, Е. (2002). Физиологија биљака.
4. Таиз, Л., Зеигер, Е., Мøллер, ИМ, Мурпхи, А. (2015). Физиологија и развој биљака.
5. Туртенвалд, К. (2018). Сциацхинг. Преузето 8. јануара 2020. са адресе ввв.сциенцинг.цом