Процеси переносу

Неминучим етапом в еволюції складних рослинних і тваринних організмів стало вирішення проблеми доставки необхідних речовин. Живі організми, що не мають розвинених систем перенесення, як правило, живуть у воді і не досягають великих розмірів. Еволюція великих і високоорганізованих тварин завжди визначалася ступенем досконалості їх транспортних систем.

Процеси переносу речовин у рослин

Рослини не мають ніякого «насосного» механізму для пересування речовин, що різко відрізняє їх від тварин з розвиненою серцево-судинною системою; проте проблема перенесення речовин стоїть біля рослин так само гостро, як і у тварин. Деякі дерева досягають 120 м в висоту, і загальний діаметр судин ксилеми (тканини, яка проводить воду) у них більше, ніж діаметр магістральної труби міського водопроводу. Плющ може піднятися по стіні будинку до рівня третього поверху, і вся вода, необхідна для підтримки його зростання, піднімається по судинах ксилеми з грунту. Розглянемо тепер, яким чином у рослин здійснюються процеси переносу речовин.

Перш за все в насасиваніі води в судини ксилеми певну роль відіграє кореневий тиск. Вода, підкоряючись закону осмосу, входить в кореневі волоски і передається далі з клітки в клітку. В кінцевому підсумку вода переходить в ксиліт і в міру надходження нових порцій продавлюється вгору по судинах. Однак сила осмотичного тиску недостатня для підняття води на велику висоту. Для здійснення такого підйому до тиску знизу має приєднуватися насос зверху. У міру того як вода в листі випаровується або витрачається на фотосинтез, їй на зміну надходять нові порції, як ніби нагорі працює якийсь насос.

В основі цього механізму лежить дію сил міжмолекулярної зчеплення. Судини ксилеми заповнені водою, і сила зчеплення між молекулами води не дає водяному стовпу розпастися при насасиваніі зверху. Тому вода постійно піднімається. Крім того, істотну роль відіграють так звані капілярні сили. Вода зазвичай змочує тверді тіла. Якщо доторкнутися кінцем скляного капіляра, має діаметр людської волосини, до поверхні води, то вода негайно підніметься по капіляри на кілька десятків сантиметрів. Сила, що змушує воду підніматися, визначається тяжінням скляних стінок трубочки. Якщо збільшити діаметр капіляра, то вода підніметься на меншу висоту. Це пояснюється, по-перше, збільшенням вагою стовпа води і, по-друге, тим, що в контакт з водою вступає відносно менша поверхню стінки капіляра. Оскільки у рослин діаметр судин ксилеми дуже малий, великого значення набувають капілярні сили. Значно важче пояснити механізм перенесення поживних речовин за іншою провідної тканини – флоема.

Флоема складається з живих клітин і цим відрізняється від ксилеми, що є скупченням мертвих, порожніх всередині клітин. Клітини флоеми доставляють живильні речовини в залежності від потреби рослини то вгору, то вниз. Здійснюється це шляхом активного переносу, що вимагає витрат енергії. У таких рослин, як мохи і печеночники, судини відсутні, і саме тому ці рослини не досягають великих розмірів. Тут різні речовини переходять з клітки в клітку під дією осмосу, дифузії і шляхом активного переносу. Можливості такого способу перенесення вельми обмежені, і це лімітує величину рослин.

...
ПОДІЛИТИСЯ: