Transpirācijas botānika
Transpirācijas botānika
Anonim

Transpirācija botānikā ir augu ūdens zudums, galvenokārt caur lapu stomātiem. Stomātiskās atveres ir vajadzīgas, lai oglekļa dioksīds nokļūtu lapu iekšpusē un lai skābeklis varētu izplūst fotosintēzes laikā, tāpēc transpirāciju parasti uzskata tikai par nenovēršamu parādību, kas pavada stomu reālās funkcijas. Ir ierosināts, ka transpirācija nodrošina enerģiju ūdens transportēšanai augā un var palīdzēt siltuma izkliedēšanai tiešos saules staros (atdzesējot, iztvaicējot ūdeni), lai arī šīs teorijas ir apstrīdētas. Pārmērīga transpirācija var būt ārkārtīgi kaitīga augam. Ja ūdens zudums pārsniedz ūdens uzņemšanu, tas var palēnināt auga augšanu un galu galā izraisīt nāvi dehidratācijas dēļ.

klimats: biosfēra kontrolē maksimālo temperatūru, iztvaikojot un transpirējot

Saules starojums tiek pārveidots par saprātīgu un latentu karstumu uz Zemes virsmas. Saprātīga karstuma izmaiņas rada temperatūras izmaiņas

Transpirāciju vispirms izmērīja Stīvens Haless (1677–1761), angļu botāniķis un fiziologs. Viņš pamanīja, ka augi “absorbē” un “uzsūc” ievērojamu ūdens daudzumu salīdzinājumā ar dzīvniekiem, un radīja jaunu metodi ūdens tvaiku emisijas mērīšanai augos. Viņš atklāja, ka no lapām notika transpirācija un ka šis process veicināja nepārtrauktu ūdens plūsmu uz augšu un izšķīdināja barības vielas no saknēm. Mūsdienu pētījumi liecina, ka 99% ūdens, ko uzņem augu saknes, izdalās gaisā kā ūdens tvaiki.

Lapu stomāti ir galvenās transpirācijas vietas un sastāv no divām aizsargšūnām, kas veido nelielu poru uz lapu virsmām. Aizsardzības šūnas kontrolē stomātu atvēršanu un aizvēršanu, reaģējot uz dažādiem vides stimuliem, un var regulēt transpirācijas ātrumu, lai samazinātu ūdens zudumus. Tumsa un iekšējais ūdens deficīts mēdz aizvērt stomātus un samazināt transpirāciju; apgaismojums, plaša ūdens apgāde un optimāla temperatūra atvērtajiem stomātiem un palielina transpirāciju. Daudzi augi aizver savus stomātus augstas temperatūras apstākļos, lai samazinātu iztvaikošanu, vai zemā oglekļa dioksīda koncentrācijā, ja augam ir iespējams pietiekams daudzums fotosintēzes.

Vairāki citi pielāgojumi arī palīdz samazināt ūdens zudumus transpirācijas rezultātā. Fiziski augiem, kas dzīvo apgabalos ar zemu mitrumu, parasti ir lapas ar mazāku virsmas laukumu, tāpēc iztvaikošana ir ierobežota. Un otrādi - augiem mitrās vietās, it īpaši tādos, kas atrodas sliktā apgaismojumā, piemēram, praktiski veģetācijas apstākļos, var būt lielas lapas, jo ir paaugstināta vajadzība pēc atbilstoša saules gaismas un kaitīga ūdens zuduma risks ir zems. Daudziem tuksneša augiem ir nelielas lapas, kas sausuma periodos ir lapkoku laikā, kas gandrīz novērš ūdens zudumus sausajā sezonā, un kaktātiem pavisam trūkst lapu. Vaska kutikulas, trihomi (lapu matiņi), nogrimušie stomāti un citi lapu pielāgojumi arī palīdz samazināt transpirācijas ātrumu, saglabājot lapu virsmu vēsu vai aizsargājot to no gaisa straumēm, kas palielina iztvaikošanu. Visbeidzot, lai samazinātu transpirācijas zudumus, daži augi ir izstrādājuši alternatīvus fotosintēzes ceļus, piemēram, crassulacean skābes metabolismu (CAM). Šie augi, ieskaitot daudzos sukulentus, naktī atver savus stomatus, lai uzņemtu oglekļa dioksīdu un aizvērtu tos dienas laikā, kad apstākļi parasti ir karsti un sausi.