TRANSPIRACE ROSTLIN: PROCES, FAKTORY A VÝZNAM - BIOLOGIE - 2025

Transpirace rostlin a zbytky rostlinných organismů je proces ztráty vody v plynné formě, která se vyskytuje přes průduchy, které jsou specializované struktury leží v ostří listu.

Pot je spojen s různými fyziologickými procesy v rostlinách, které nepřetržitě absorbují a ztrácí vodu. Prostřednictvím tohoto homeostatického mechanismu dochází k většině odpařování vody, protože se absorbuje atmosférický oxid uhličitý potřebný pro fotosyntetické procesy.

Stomata Zebrina spp. (Zdroj: AioftheStorm prostřednictvím Wikimedia Commons)

V průměru může list vyměnit až 100% svého obsahu vody s okolním prostředím během horkého, suchého a slunečného dne. Podobně výpočty provedené některými autory umožňují odhadnout, že během života rostliny může v důsledku potu ztratit prostřednictvím listů hmotnost ekvivalentní více než stonásobku její čerstvé hmotnosti.

Mnoho rostlinných fyziologů a ekofyziologů se věnuje „měření“ rychlosti transpirace rostlin, protože jim to může poskytnout informace o jejich fyziologickém stavu a dokonce i některých okolních podmínkách, kterým jsou rostliny neustále vystavovány.

Kde a proč se potí?

Pot je definován jako ztráta vody ve formě páry a je to proces, který se vyskytuje hlavně prostřednictvím listů, ačkoli se může vyskytnout také, ale v mnohem menší míře, prostřednictvím malých „otvorů“ (lenticelů) v kůře stonků a větví.

Vyskytuje se díky existenci gradientu tlaku par mezi povrchem listu a vzduchem, takže z toho vyplývá, že dochází ke zvýšení vnitřního tlaku vodní páry v listech.

Tímto způsobem se stává větší než pára, která obklopuje list listu, což může způsobit, že se bude rozptylovat z koncentrovanější zóny do méně koncentrované zóny.

Stomata

Stomata v lily epidermis. Viascos

Tento proces je možný kvůli existenci struktur, které „narušují“ kontinuitu povrchu listu (epidermis) a jsou známé jako stomata.

Stomata umožňuje „řízené“ uvolňování vodní páry z listů, čímž se zabrání odpařování přímou difúzí z epidermálních tkání, k níž dochází pasivně a bez jakéhokoli typu kontroly.

Stomie se skládá ze dvou „strážných“ buněk, které jsou tvarovány jako „klobása“ nebo „ledvina“, které tvoří strukturu ve tvaru pórů, jejichž uzavření nebo otevření je řízeno různými hormonálními a environmentálními podněty:

- Lze říci, že za tmavých podmínek, s vnitřním deficitem vody a při extrémních teplotách, stomata zůstává uzavřená a snaží se vyhnout velkým ztrátám vody potem.

- Přítomnost slunečního světla, hojná dostupnost vody (vnější i vnitřní) a „optimální“ teplota podporují otevření žaludku a zvyšují rychlost transplantace.

Když se guarové buňky naplní vodou, stanou se turgidními, což způsobí otevření stomatálního póru; To je opak toho, co se stane, když není dostatek vody, což je, když stomata zůstane zavřená.

Proces potu

Schéma transpiračního procesu v rostlině (Zdroj: Laurel Jules prostřednictvím Wikimedia Commons)

Po vyjasnění pojmu stomata dochází k potu takto:

1 - Voda transportovaná v xylemu vaskulárních rostlin difunduje do listových tkání, zejména k buňkám mesofylu.

2 - Uvedená voda se může vypařit v důsledku vysokých teplot a slunečního záření; Takto generovaná vodní pára zůstává v charakteristických vzdušných prostorech nalezených v mezofylu (je „koncentrovaná“).

3 - Tato vodní pára se rozptyluje do vzduchu, když se stomata otevírá, a to buď v reakci na nějaký fytohormon (látka, která reguluje růst rostlin), stav prostředí atd.

Otevření stomie zahrnuje výměnu vodní páry z rostliny do atmosféry, ale současně umožňuje difúzi oxidu uhličitého ze vzduchu do tkáně listů, což je proces, který nastává hlavně v důsledku koncentračního gradientu.

Faktory ovlivňující pocení

Transpiraci ovlivňuje mnoho faktorů, i když jejich význam je relativní vzhledem k uvažovanému druhu rostliny.

Vliv rychlosti větru na rychlost transpirace (Zdroj: DGmann)

Vnější faktory

Z hlediska životního prostředí, pot je do značné míry závislý na slunečním záření a teplotě, na dostupnosti vody v půdě, na nedostatku tlaku vzduchu, rychlosti větru atd.

Vliv rychlosti větru na rychlost transpirace (Zdroj: DGmann)

Pro některé rostliny je koncentrace externího oxidu uhličitého (CO2) také klíčovým prvkem při regulaci potu (otevření stomatu). Některé texty ukazují, že když se vnitřní hladiny CO2 podstatně sníží, ochranné buňky umožňují otevření stomatálního póru pro usnadnění vstupu uvedeného plynu.

Vliv teploty na rychlost dýchání (Zdroj: DGmann)

Vnitřní faktory

V anatomickém kontextu se transpirační frekvence velmi liší v závislosti na vnějších charakteristikách povrchu listu (stejně jako plochy povrchu listu). Ve většině vaskulárních rostlin jsou listy obvykle pokryty "voskovými vrstvami", které jsou společně označovány jako kutikula.

Vliv plochy listů na míru transpirace (Zdroj: DGmann přes Wikimedia Commons)

Kutikula je vysoce hydrofobní struktura (odpuzující vodu), která zabraňuje pocení jednoduchým odpařováním z parenchymu listu na povrch, a tak zabraňuje úplnému vysychání buněk tkáně listů.

Přítomnost nebo nepřítomnost „účinné“ kutikuly ve stavu zadržování vodní páry odpovídá rychlosti dýchání vaskulární rostliny. Kromě toho absorpční kapacita kořenů může být také kondicionačním faktorem pro pocení.

Kyselina abscisová (ABA) je fytohormon související s pocením: podporuje uzavírání stomatu tím, že inhibuje některé enzymy nezbytné pro to, aby voda vstoupila do strážních buněk stomaty, čímž brání jejich otevření.

Obvykle se jedná o látku produkovanou pro „komunikaci“ s rostlinou, že existují kořenové tkáně s nedostatkem vody.

Důležitost

Tepelná homeostáza

Voda je jedním z nejdůležitějších přírodních zdrojů pro všechny živé organismy, takže rostliny nejsou výjimkou. Proto všechny procesy, které mají co do činění s výměnou vody mezi rostlinou a prostředím, které ji obklopují, mají pro její přežití zásadní význam.

Z hlediska tepelné homeostázy je potení nezbytné k rozptylu tepla generovaného slunečním zářením. K tomuto rozptylu dochází díky skutečnosti, že molekuly vody, které unikají do atmosféry ve formě vodní páry, mají velké množství energie, což narušuje vazby, které je "zadržují" v kapalné formě.

Únik molekul vody „zanechává“ masu molekul, které mají méně energie než ty, které byly rozptýleny, což podporuje chlazení zbývajícího „těla“ vody, a tedy i celé rostliny.

Vodní doprava negativním hydrostatickým tlakem

Když je míra transpirace v listech velmi vysoká, vodní sloupec v xylemu, který je součástí vaskulárního systému mnoha rostlin, rychle stoupá z kořenů a podporuje kořenovou absorpci vody a dalších sloučenin a živin v podlaha.

Voda se tak pohybuje ze země do atmosféry uvnitř rostlin díky negativnímu hydrostatickému tlaku vyvíjenému listy během transpirace, k čemuž dochází díky soudržným vlastnostem vody, která udržuje vysoké napětí po celou dobu délka vodního sloupce v xylemu.

Jinými slovy, odpařování vody a její uvolňování potem poskytuje většinu energie potřebné pro pohyb vody směrem vzhůru, a to díky existenci gradientu potenciálu vody mezi lopatkami listů a atmosférou.

Fotosyntéza

Protože pocení není jen o ztrátě vody ve formě páry, ale zahrnuje také vstup oxidu uhličitého do listových tkání, je tento proces také velmi důležitý pro fotosyntézu, protože CO2 je nezbytný pro syntézu potravinových látek.

Reference

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2000). Základy fyziologie rostlin (č. 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
2. Encyklopedie Britannica Inc. (2014). Encyklopedie Britannica. Získáno 5. ledna 2020 z www.britannica.com/science/transpiration
3. Taiz, L., & Zeiger, E. (2002). Fyziologie rostlin.
4. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM a Murphy, A. (2015). Fyziologie a vývoj rostlin.
5. Turtenwald, K. (2018). Sciencing. Načteno 8. ledna 2020 z www.sciencing.com