Водний баланс в листі

Як приклад гомеостазу у рослин розглянемо підтримку водного балансу в листі вищих рослин. Частина води в листі використовується в ході фотосинтезу. Однак основна втрата води в листі відбувається при транспірації, тобто, при випаровуванні води через листя в навколишній повітряний простір. Для нормального перебігу процесу фотосинтезу вміст води в листі повинно бути постійним; в той же час кількість води в грунті дуже мінливе, і, крім того, швидкість транспірації коливається в залежності від таких факторів, як температура і вологість повітря.

Лист покритий водонепроникною оболонкою – кутикулою, яка запобігає випаровуванню з поверхні; разом з тим на аркуші є безліч дрібних пір – устьиц, через які проникає повітря, а отже, і вуглекислий газ, необхідний для фотосинтезу. Але в той же час через продихи відбувається випаровування води з листя. Зменшення втрати води при цьому досягається завдяки дії замикаючих клітин. Ці клітини закривають продихи ночами, в темряві, коли не може йти фотосинтез і немає необхідності в припливі вуглекислого газу, а вдень замикають клітини відкривають або закривають продихи в залежності від потреби в вуглекислому газі.

Як же відбувається така гомеостатическая регуляція у рослини, що не володіє нервовою системою? Пояснення слід шукати в особливостях різних фізичних і хімічних реакцій. Частина замикає клітини, звернена до Устьіце, досить товста, але гнучка. При підвищенні тургорного тиску більш тонкі стінки замикаючих клітин розтягуються, а потовщені – вигинаються і таким чином відкривають продихи. У замикаючих клітинах є хлоропласти, які, природно, використовують на світлі вуглекислий газ. Коли концентрація вуглекислого газу в клітці починає падати, частина нерозчинного крохмалю негайно ж перетворюється в розчинний цукор. Це перетворення відбувається під дією ферментів, які неактивні в кислому середовищі. При надлишку вуглекислого газу в клітці частина його з’єднується з водою з утворенням вугільної кислоти.

В результаті має місце підкислення середовища, і таким чином пригнічується активність ферментів, що розщеплюють крохмаль. Але як тільки концентрація вуглекислого газу в клітині зменшується, вугільна кислота розпадається на вуглекислий газ і воду і клітинне вміст злегка подщелачивают. У цих умовах активуються ферменти, що розщеплюють крохмаль, і підвищується концентрація цукру в клітці. У міру збільшення концентрації цукру збільшується надходження води в клітину під дією осмосу. Вода переходить з навколишніх клітин епідермісу, в яких немає хлоропластів і тому не відбувається подібних реакцій. Надлишок води в замикаючих клітинах підвищує в них тургорное тиск – і продихи відкриваються. Потім, у міру того як в замикаючих клітинах зростає концентрація вуглекислого газу і розчиненої вугільної кислоти, утворення цукру припиняється; тургорное тиск в результаті падає, продихи закриваються. Вночі, коли не відбувається споживання вуглекислого газу, тургорное тиск залишається досить низьким і продихи виявляються закритими.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Викопні папоротеподібні