Проведення води по рослині

Вода, що піднімається вгору по рослині, послідовно переміщується по тканинах кореня, стебла і листків. Транспорт води вгору по стеблу рослини може здійснюватися трьома шляхами: 1) живими клітинами кори і серцевини; 2) мертви-

Рис. 3.19. Схема, що ілюструє зміну в клітинах осмотичного потенціалу та сисної сили по радіусу кореня

Рис. 3.20. Пересування води за радіусом кореня від кореневого волоска до ксилеми

Рис. 3.21. Схема, яка ілюструє виникнення негативної сисної сили в клітинах, які прилягають до елементів ксилеми

ми клітинами ксилеми; 3) апопластом – товщею клітинних стінок і міжклітинників.

У цілому, типова транспортна лінія для води поділяється на три етапи. Перший етап – це рух від кореневого волоска по радіусу кореня до центрального осьового циліндра. Тут вода переміщується живими клітинами. Протяжність цього етапу невелика – від часток міліметра до кількох міліметрів. Другий етап – рух води по довжині кореня і стебла. Він є найбільш протяжним. Залежно від розмірів рослин на нього припадає від кількох сантиметрів до декількох десятків метрів. На цьому найважливішому етапі вода переміщується ксилемою і апопластом. Третій етап – це рух води від розгалужень провідних пучків листків до клітин мезофіла. Протяжність цього етапу, пов'язаного з живими клітинами, оцінюється частками міліметра. Таким чином, основну частину свого шляху вода проходить мертвими клітинами, які чинять переміщенню її молекул найменшу протидію (рис. 3.22).

Оскільки клітини, що формують ксилему і апопласт, є мертвими, вони не можуть брати активної участі у переміщенні води. Рушійними силами для води виступають механізми, сторонні щодо системи цих клітин. Це нижній кінцевий двигун (НКД) і верхній кінцевий двигун (ВКД).

Діяльність НКД полягає у активному нагнітанні води з кореня у надземну частину рослин шляхом перетворення осмотично актив-

Рис. 3.22. Поперечний зріз через стебло кокосової пальми. Видні три провідні пучки, на яких чорні “очі” – це трахеї, що служать для проведення води (фото David Maitland)

них речовин, як це було описано вище. Тиск, що розвиває НКД, є порівняно невеликим і зазвичай не перевищує 2–3 бари. Це означає, що висота підняття води за його рахунок може становити не більше 20-30 м.

Суть діяльності ВКД полягає у присмоктував ьній дії листків, яка визначає її підняття у системі “ґрунт – рослина – атмосфера”. Для успішної роботи ВКД потрібне виконання двох важливих умов. По- перше, з поверхні листків має йти активне випаровування води. Гарний розвиток листової поверхні у цьому разі є важливим фактором підняття води. Особливо великий внесок у роботу ВКД робить листя верхнього ярусу, що добре прогрівається прямими сонячними променями. По-друге, підняття води внаслідок присмоктувальної дії листків можливе лише за повної цілісності ниток води на всьому шляху транспорту.

Спільною діяльністю НКД і ВКД визначаються й загальні обсяги води, що транспортується, і швидкість її підняття. Остання характеристика має велике біологічне значення. Вона повинна відповідати швидкості випаровування води листям. Безпосередні оцінки зміни швидкості висхідного руху води показали, цей показник коливається у широких межах – від кількох сантиметрів до кількох метрів за годину.