Transpiracija je neophodan mehanizam u životu jedne biljke. Nema sumnje da ste nekada vidjeli biljke koje su uvenule zbog nedostatka vode. Da tu uvenulu biljku polijete s malo vode, ona bi se revitalizirala. Zašto se točno biljke suočavaju s nedostatkom vode?
Biljke imaju mnoge važne funkcije, poput stvaranja lišća, stvaranja cvijeća i sjemena, rasta, skladištenja škroba u korijenu i slično, ali mi ljudi obično nismo svjesni vitalne funkcije transpiracije.
Procjenjuje se da se 98% energije biljaka koristi u radu transpiracije. Kako taj proces funkcionira? I zašto je toliko bitan za biljku?
Voda se kreće iz tla u korijenje biljaka, kroz bjeljiku u lišće. Voda, zagrijana Suncem, pretvara se u paru (isparava) i izlazi kroz tisuće sitnih pora (puči) uglavnom na donjoj strani površine lista. Ovo je transpiracija. Ima dvije glavne funkcije: hlađenje biljke i pumpanje vode i hranjivih tvari od korijena do gornjeg dijela biljke.
Biljke se moraju hladiti iz nekoliko razloga. Kada su temperature previsoke, energetski sustavi (metaboličke funkcije) se usporavaju, a rast i cvjetanje usporavaju ili zaustavljaju. Pri ekstremnoj vrućini biljke su pod velikim stresom i mogu uginuti. Ponekad toplina uzrokuje stvaranje mjehurića koji blokiraju protok vode, što dovodi do dehidracije. Transpiracija je sustav evaporativnog hlađenja koji snižava temperaturu biljaka, ali budući da dovodi do gubitka vode, mora se precizno regulirati. Genijalni sustav koji regulira ovu funkciju sastoji se puči lista, tj. otvora u lisnoj epidermi koji omogućuju izmjenu plinova. Kada voda ulazi u puči, one nabubre i otvore se; kako voda izlazi, te se zaštitne stanice opuštaju i zatvaraju.
Puči se moraju otvoriti kako bi uzele ugljikov dioksid za fotosintezu (osobito važno ujutro za sunčanih dana). I što su više puči otvorene, to više biljka transpirira i gubi vodu. Stoga će zalijevanje biljaka rano ujutro podržati energiju biljaka, posebno u vrućim ljetnim danima.
Što uzrokuje da se voda diže kroz biljku (ponekad 30 metara ili više) protiv sile gravitacije? To se postiže pumpajućim djelovanjem transpiracije, što je još jedan genijalan sustav. Ovisi o sićušnim (kapilarnim) vodenim kanalima, iznimno jakim vezujućim svojstvima molekula vode i usisnoj sili koja nastaje kada voda na vrhu kanala isparava. Poput sisanja soka kroz slamku, transpiracija uzrokuje negativni tlak koji podiže vodu na površinu lista.
Kako biljke transpiriraju, tlo postaje suše. Stoga ljeti, ako tlo postane vrlo suho, biljke ne mogu dovoljno transpirirati da se ohlade. U očaju biljke mogu početi gubiti lišće kao način da spriječe da ih transpiracija u potpunosti dehidrira.
Transpiracija je elegantan, održiv prirodni dizajn koji svoje vitalne funkcije obavlja bez električne energije, bez fosilnih goriva i bez pokretnih dijelova. Ne zagađuje niti koristi prekomjerne resurse. Zapravo povećava količinu vlage u atmosferi i doprinosi padalinama.
6 prednosti transpiracije za biljke
Kao i svaki drugi proces, transpiracija također ima prednosti i mane. U nastavku ćemo navesti prednosti ovog postupka za biljke.
- Biljka se cijelo vrijeme hladi
- Velika količina vode dospije u biljku
- Distribucija vode odvija se unutar čitave biljke
- Neke tvari se transportiraju u gornje dijelove biljke
- Štetni učinci isparavanja na lišće biljke su minimalizirani
- Zbog količine apsorbirane vode održava se osmotski tlak stanica
Koji faktori utječu na transpiraciju?
Brzina transpiracije varira ovisno o temperaturi, kretanju zraka poput vjetra, količini vlage u tlu i okolnom zraku, vrsti biljke i korištenju tla.
- Temperatura igra veliku ulogu u brzini transpiracije. Kako temperatura raste, transpiracija će se ubrzati zbog veće koncentracije Sunčeve svjetlosti i toplog zraka. Međutim, ako temperature ostanu visoke duže vremena, što na kraju dovodi do suše, transpiracija se može smanjiti kako bi se sačuvala voda u biljci. Niže temperature obično dovode do vrlo male ili nikakve transpiracije.
- Kretanje zraka, kao što je vjetar, može pomoći kod transpiracije. Kada je zrak miran ili nema vjetra, oko biljke se može nakupiti vlaga zbog transpiracije, što na kraju smanjuje količinu vode koja se oslobađa. Kada je prisutan vjetar, to uzrokuje stalnu razmjenu zraka i omogućuje biljci da transpirira.
- Povećana vlažnost zraka smanjuje transpiraciju. Što je vlažnost niža to biljka lakše ispušta vodu.
- Vrsta biljke također je faktor u tome koliko će biljka transpirirati. Na primjer, biljke koje rastu u sušnim i toplim područjima, primjerice u pustinji, manje će transpirirati jer im je cilj očuvati vodu.
- Dostupnost podzemne vode je najveći faktor za transpiraciju biljke. Tijekom sezone rasta, kada veće količine vode ulaze u gornji sloj tla, biljci je puno lakše apsorbirati više vode. Ako se biljka nalazi u blizini velike vodene površine ili na primjer na padini gdje može biti bliže razini podzemne vode, biljci će također biti lakše nabaviti vodu. Tijekom sezone mirovanja ili sušne sezone biljkama je dostupno manje vode, što dovodi do isušivanja biljaka.
- Prenamjena zemljišta od strane ljudi može imati štetan učinak na transpiraciju. Kada se prirodno zemljište pretvori u poljoprivredno zemljište, vegetacijski pokrov se smanjuje. To smanjuje transpiraciju što rezultira erozijom i povećanjem otjecanja padalina te dolazi do nakupljanja mulja u vodenim tijelima.
Kako biljke smanjuju brzinu transpiracije?
Voda u biljku ulazi iz tla kroz korijenje, a napušta biljku kroz lišće transpiracijom. Međutim, kopnene biljke obično nemaju dovoljno vode; dobar primjer su kserofiti. Priroda je takve biljke opskrbila nekim zanimljivim prilagodbama kako bi biljke bile otpornije na uvjete suše i visokih temperatura.
1. Skrivene puči
Biljke s ovom prilagodbom imaju puči koje su skrivene ili smještene niže od stanica epidermisa. S obzirom na to da su zaštićene, nemaju izravni kontakt s atmosferskim zrakom. Dakle, učinak čimbenika okoliša je mali i kao rezultat toga smanjena je transpiracija.
2. Formiranje debele kutikule
Neke biljke imaju formiranu debelu kutikulu (“kožu”) na lišću. Ovi listovi imaju sjajno i vošteno lišće, što pokriva učinak faktora transpiracije. Stoga je stopa transpiracije vrlo niska.
3. Ima mesnate stabljike, lišće koje opada ili lišće koje se pretvara u trnje
Neke biljke, poput kaktusa, nemaju lišće. Postoje listovi biljaka koji otpadaju dok su mladi. Neki trnovi su transformirano lišće i pomoćni pupovi.
Transpiracija se kod ovih biljaka odvija u neznatnoj mjeri jer nemaju lišće. Postoje biljke s mesnatom stabljikom unutar koje se nalazi mliječno bijela gusta tekućina koja štiti vodu unutar stabljike od isparavanja.
4. Dlačice na površini lista
Biljke s ovom prilagodbom imaju dlake poput čekinja na površini lista. Ove dlake formiraju stanice epiderme Dlačice uspijevaju zadržati vlagu iz zraka na površini lista. To je ono što pomaže nekim biljakama da smanje brzinu transpiracije.
5. Uvijanje listova
Jeste li ikad naišli na biljku koja na dodir zatvara listove? Ova prilagodba biljaka je nešto slično tome. U suhoj klimi biljke poput trave se uvijaju i na taj način prekrivaju puči. Na gornjoj površini lista nalaze se brojne puči, a ova tehnika uvijanja može značajno smanjiti brzinu transpiracije.
6. Listopadnost
Listopadnost je prilagodba opadanja lišća u određenim godišnjim dobima. Biljke koje koriste ovu prilagodbu obično odbacuju lišće u sušnoj sezoni. Bez lišća, transpiracija se ne može odvijati.
Gutacija
Gutacija je slična transpiraciji, ali postoje i razlike. Na vrhu sićušnih vena u listu mogu se vidjeti male rupice poznate kao hidatode ili puči vodenice. Voda koja ulazi u biljku preko korijena putuje u viša područja uz pomoć pritiska korijena. Taj pritisak uzrokuje izlazak vode kroz puči vodenice.
U uvjetima kada je tlo preplavljeno kišom i kada je visok stupanj vlažnosti u atmosferi, korijenski sustav biljke apsorbira višak vode. Kao rezultat, u korijenju se razvija hidrostatski tlak koji tjera vodu prema gore. Gutacija nije kontroliran mehanizam kao što je transpiracija, i gutacijom biljka gubi dosta minerala, dok kod transpiracije isparava čista voda.
Pritisak korijena ne može potisnuti vodu kod velikih stabala, stoga se gutacija javlja samo na malim biljkama, primjerice na travama poput kukuruza i bambusa.
Fascinira vas život biljaka? Pročitajte još o čudesnim biljkama s nevjerojatnim moćima.