Plantele au nevoie de apă ca ingredient esențial al fotolizei (etapa fotochimică a fotosintezei), prin care moleculele de apă sunt scindate cu ajutorul energiei solare. Aceasta face parte din procesul prin care plantele își obțin energia și ilustrează cât de importantă este absorbția apei la plante.
Apa este absorbită la nivelul rădăcinilor și este transportată la toate țesuturile plantei. Rădăcinile prezintă numeroși perișori absorbanți, care măresc semnificativ suprafața de absorbție.
Atunci când este nevoie de apă și concentrația sa în rădăcini este mică, apa este absorbită din mediul exterior, unde se află în concentrație mai mare. Același lucru se întâmplă și în cazul diferențelor de concentrație de la nivelul celulelor plantei, unde celulele bogate în apă ale rădăcinii permit fenomenului de osmoză să deplaseze apa în sus în plantă, până la egalizarea concentrațiilor în toate țesuturile.
La început, oamenii de știință au fost nedumeriți de modul în care apa poate sfida atracția gravitațională atunci când se deplasează în sus în corpul plantei, deoarece moleculele de apă sunt mai grele. Studiile au arătat că există mai mulți factori care joacă un rol în transportul apei la plante.
Un prim factor este presiunea radiculară, care permite apariția fenomenului de osmoză, prin care apa circulă de la concentrațiile mai ridicate de la nivelul rădăcinilor înspre concentrațiile mai reduse din restul corpului plantei, până când concentrațiile se egalizează.
Al doilea factor este capilaritatea, care se datorează adeziunii, adică forța de atracție dintre două particule diferite. Atunci când apa trece prin tuburile de xilem, ea aderă la suprafața acestora, în timp ce forța de osmoză împinge ușor moleculele de apă în sus.
Un alt factor deosebit de important în transportul apei în plantă este transpirația. Aceasta are loc la nivelul stomatelor, ceea ce face ca apa din celulele adiacente să fie în concentrație mai mică. Deoarece osmoza are loc în sensul gradientului de concentrație, apa va „fugi” imediat în aceste zone pentru a echilibra concentrația.
Stomatele reprezintă și locul de pătrundere în plantă a dioxidului de carbon, care este necesar în procesul de fotosinteză. Faptul că stomatele rămâne deschise în timpul zilei pentru a permite desfășurarea fotosintezei duce la creșterea pierderilor de apă prin transpirație.
Stomatele își modifică dimensiunile în funcție de turgescența lor, care este determinată de concentrația de apă din interiorul lor. Atunci când concentrația de apă scade în zona stromei, orificiul stomatei se închide. drept urmare, stomatele joacă un rol în reglarea homeostaziei apei.
În timpul unei zile foarte călduroase, când stomatele sunt deschise pentru desfășurarea fotosintezei, transpirația poate avea loc cu rate mai ridicate. În acest caz, concentrația apei din interiorul stomatei scade, deci aceasta își reduce turgescența, ceea ce duce la închiderea orificiului stomatei. Aceasta permite apei să se mențină la concentrațiile dorite. Acest tip de transpirație are loc la mezofite, plante care trăiesc în climat cu precipitații și temperaturi medii.
Xerofitele, cum sunt numeroase specii de cactus, trăiesc în medii mai extreme. Adaptările evolutive le-au permis să supraviețuiască în ecosisteme precum cele din deșerturi. Aceste adaptări evolutive reduc rata transpirației și promovează retenția apei. Exemple de astfel de adaptări sunt curbarea frunzelor, reducerea numărului de stomate și stomate cu peri.
Curbarea frunzelor face ca apa pierdută prin transpirație să rămână în contact apropiat cu frunza. Rezultatul este o concentrație mai ridicată de apă în jurul suprafeței frunzei, ceea ce va facilitatea trecerea sa înapoi în plantă.
Stomatele cu peri previn pierderea cu ușurință a apei în atmosferă prin transpirație. Moleculele de apă se lipesc de acești peri datorită forței de adeziune dintre două structuri.
Reducerea numărului de stomate reprezintă mai puține oportunități pentru apă de a scăpa din plantă.
Hidrofitele sunt plante care trăiesc toată viața în mediu acvatic și se confruntă cu alte probleme comparativ cu xerofitele. Ele primesc oxigenul din spațiile speciale pline cu fluid. O altă problemă este curentul de apă continuu care bombardează exteriorul plantei. În apă, lucrurile cântăresc de 2,5 ori mai puțin decât pe uscat, iar plantele trebuie să aibă o natură flexibilă pentru a contracara acest curent de apă, cum ar fi reducerea cantității de xilem.
Sursa: Biology Online