- เหงื่อเกิดขึ้นที่ไหนและทำไม?
- ปากท้อง
- กระบวนการเหงื่อ
- ปัจจัยที่มีผลต่อเหงื่อ
- ปัจจัยภายนอก
- ปัจจัยภายใน
- ความสำคัญ
- สภาวะสมดุลของความร้อน
- การขนส่งทางน้ำด้วยแรงดันไฮโดรสแตติกลบ
- การสังเคราะห์แสง
- อ้างอิง
การคายน้ำของพืชและซากสิ่งมีชีวิตของพืชเป็นกระบวนการสูญเสียน้ำในรูปแบบก๊าซที่เกิดขึ้นผ่านปากใบซึ่งเป็นโครงสร้างเฉพาะที่อยู่ในใบมีด
เหงื่อเชื่อมโยงกับกระบวนการทางสรีรวิทยาต่างๆในพืชซึ่งดูดซับและสูญเสียน้ำอย่างต่อเนื่อง ด้วยกลไก homeostatic นี้การระเหยของน้ำส่วนใหญ่เกิดขึ้นเนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศที่จำเป็นสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงถูกดูดซับ
ปากใบของ Zebrina spp. (ที่มา: AioftheStorm ผ่าน Wikimedia Commons)
โดยเฉลี่ยแล้วใบไม้สามารถแลกเปลี่ยนปริมาณน้ำได้ถึง 100% กับสิ่งแวดล้อมในช่วงวันที่อากาศร้อนแห้งและมีแดด ในทำนองเดียวกันการคำนวณโดยผู้เขียนบางคนอนุญาตให้ประมาณได้ว่าในช่วงชีวิตของพืชสามารถสูญเสียมวลได้มากกว่า 100 เท่าของน้ำหนักสดทางใบเนื่องจากเหงื่อ
นักสรีรวิทยาของพืชและนักนิเวศวิทยาหลายคนทุ่มเทให้กับการ "วัด" อัตราการคายน้ำของพืชเนื่องจากสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับสถานะทางสรีรวิทยาของพืชและแม้แต่สภาพแวดล้อมบางอย่างที่พืชอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง
เหงื่อเกิดขึ้นที่ไหนและทำไม?
เหงื่อหมายถึงการสูญเสียน้ำในรูปของไอและเป็นกระบวนการที่ส่วนใหญ่เกิดขึ้นทางใบแม้ว่ามันจะเกิดขึ้นได้ แต่ในระดับที่น้อยกว่ามากโดยผ่าน "ช่อง" เล็ก ๆ (lenticels) ในเปลือกไม้ ของลำต้นและกิ่งก้าน
มันเกิดขึ้นจากการมีอยู่ของการไล่ระดับความดันไอระหว่างพื้นผิวใบและอากาศดังนั้นจึงอนุมานได้ว่าเกิดขึ้นเนื่องจากความดันไอน้ำภายในใบเพิ่มขึ้น
ด้วยวิธีนี้จะมีค่ามากกว่าไอที่อยู่รอบ ๆ ใบมีดซึ่งอาจทำให้มันกระจายจากบริเวณที่มีความเข้มข้นมากกว่าไปยังส่วนที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า
ปากท้อง
Stomata ในหนังกำพร้าลิลลี่ Viascos
กระบวนการนี้เป็นไปได้เนื่องจากการมีอยู่ของโครงสร้างที่ "ขัดขวาง" ความต่อเนื่องของผิวใบ (หนังกำพร้า) และเรียกว่าปากใบ
ปากใบอนุญาตให้ปล่อยไอน้ำที่“ ควบคุม” ออกจากใบหลีกเลี่ยงการระเหยโดยการแพร่กระจายโดยตรงจากเนื้อเยื่อของผิวหนังซึ่งเกิดขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจและไม่มีการควบคุมชนิดใด ๆ
ช่องปากประกอบด้วยเซลล์ "ยาม" สองเซลล์ซึ่งมีรูปร่างเหมือน "ไส้กรอก" หรือ "ไต" ซึ่งมีโครงสร้างเป็นรูพรุนการปิดหรือเปิดซึ่งถูกควบคุมโดยสิ่งเร้าของฮอร์โมนและสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน:
- อาจกล่าวได้ว่าในสภาพที่มืดซึ่งมีการขาดน้ำภายในและที่อุณหภูมิสูงปากใบจะยังคงปิดอยู่ "พยายาม" เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียน้ำจำนวนมากจากเหงื่อ
- การมีแสงแดดน้ำปริมาณมาก (ภายนอกและภายใน) และอุณหภูมิ "ที่เหมาะสม" ช่วยส่งเสริมการเปิดปากใบและเพิ่มอัตราการถ่ายเทอากาศ
เมื่อเซลล์กระทิงเต็มไปด้วยน้ำพวกมันจะกลายเป็นสีขุ่นทำให้รูขุมขนเปิดออก สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อมีน้ำไม่เพียงพอซึ่งก็คือเมื่อปากใบยังคงปิดอยู่
กระบวนการเหงื่อ
โครงการกระบวนการคายน้ำในพืช (ที่มา: Laurel Jules ผ่าน Wikimedia Commons)
เมื่อมีการชี้แจงแนวคิดของปากใบกระบวนการของเหงื่อแล้วจะเกิดขึ้นดังนี้:
1- น้ำที่ขนส่งใน xylem ของพืชในหลอดเลือดจะแพร่กระจายไปยังเนื้อเยื่อทางใบโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อเซลล์ mesophyll
2- กล่าวว่าน้ำสามารถระเหยได้เนื่องจากอุณหภูมิสูงและการฉายรังสีแสงอาทิตย์ ไอน้ำที่เกิดขึ้นจึงยังคงอยู่ในช่องว่างอากาศที่มีลักษณะเฉพาะที่พบในเมโซฟิลล์ (มีลักษณะ "เข้มข้น")
3- ไอน้ำนี้เคลื่อนที่โดยการแพร่กระจายไปในอากาศเมื่อปากใบเปิดไม่ว่าจะเป็นการตอบสนองต่อไฟโตฮอร์โมนบางชนิด (สารที่ควบคุมการเจริญเติบโตของพืช) สภาพแวดล้อม ฯลฯ
การเปิดช่องปากหมายถึงการแลกเปลี่ยนไอน้ำจากพืชสู่บรรยากาศ แต่ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้การแพร่กระจายของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศไปยังเนื้อเยื่อทางใบซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่เนื่องจากการไล่ระดับความเข้มข้น
ปัจจัยที่มีผลต่อเหงื่อ
มีปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อการคายน้ำแม้ว่าความสำคัญจะสัมพันธ์กับชนิดของพืชที่พิจารณา
ผลของความเร็วลมต่ออัตราการคายน้ำ (ที่มา: DGmann)
ปัจจัยภายนอก
จากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อมการระบายเหงื่อขึ้นอยู่กับการแผ่รังสีและอุณหภูมิของดวงอาทิตย์เป็นอย่างมากรวมถึงความพร้อมของน้ำในดินการขาดดุลของความดันไออากาศความเร็วลม ฯลฯ
ผลของความเร็วลมต่ออัตราการคายน้ำ (ที่มา: DGmann)
สำหรับพืชบางชนิดความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ภายนอก (CO2) เป็นองค์ประกอบสำคัญในการควบคุมการระบายเหงื่อ (ช่องปาก) บางตำราระบุว่าเมื่อระดับ CO2 ภายในลดลงมากเซลล์ป้องกันจะยอมให้เปิดรูขุมขนเพื่อให้ก๊าซดังกล่าวเข้ามาได้ง่ายขึ้น
ผลกระทบของอุณหภูมิต่ออัตราการถ่ายเทอากาศ (ที่มา: DGmann)
ปัจจัยภายใน
ในบริบททางกายวิภาคอัตราการถ่ายเทอากาศจะแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับลักษณะภายนอกของผิวใบ (เช่นเดียวกับพื้นที่ผิวใบ) ในพืชที่มีเส้นเลือดส่วนใหญ่ใบมักถูกปกคลุมด้วย "ชั้นขี้ผึ้ง" ซึ่งเรียกรวมกันว่าหนังกำพร้า
ผลกระทบของพื้นที่ใบต่ออัตราการคายน้ำ (ที่มา: DGmann ผ่าน Wikimedia Commons)
หนังกำพร้าเป็นโครงสร้างที่ไม่ชอบน้ำสูง (ซึ่งขับไล่น้ำ) ดังนั้นจึงป้องกันไม่ให้เหงื่อออกโดยการระเหยง่าย ๆ จากเนื้อเยื่อใบสู่พื้นผิวและป้องกันการผึ่งให้แห้งทั้งหมดของเซลล์ของเนื้อเยื่อใบ
การมีหรือไม่มีหนังกำพร้าที่ "มีประสิทธิภาพ" ในการกักเก็บไอน้ำจะทำให้อัตราการถ่ายเทอากาศของพืชหลอดเลือด นอกจากนี้ความสามารถในการดูดซึมน้ำของรากยังสามารถเป็นปัจจัยปรับสภาพของเหงื่อ
กรด Abscisic (ABA) เป็นไฟโตฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องกับการระบายเหงื่อโดยส่งเสริมการปิดปากโดยการยับยั้งเอนไซม์บางชนิดที่จำเป็นสำหรับน้ำที่จะเข้าสู่เซลล์ป้องกันของปากใบป้องกันการเปิด
โดยปกติแล้วจะเป็นสารที่ผลิตขึ้นเพื่อ "สื่อสาร" ให้พืชทราบว่ามีการขาดน้ำจากเนื้อเยื่อราก
ความสำคัญ
สภาวะสมดุลของความร้อน
น้ำเป็นหนึ่งในทรัพยากรธรรมชาติที่สำคัญที่สุดสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดดังนั้นพืชจึงไม่มีข้อยกเว้น ดังนั้นกระบวนการทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนน้ำระหว่างพืชและสิ่งแวดล้อมที่อยู่รอบ ๆ จึงมีความสำคัญสูงสุดเพื่อความอยู่รอด
จากมุมมองของสภาวะสมดุลของความร้อนเหงื่อเป็นสิ่งสำคัญในการกระจายความร้อนที่เกิดจากรังสีดวงอาทิตย์ การกระจายตัวนี้เกิดขึ้นเนื่องจากโมเลกุลของน้ำที่หลุดออกสู่บรรยากาศในรูปของไอน้ำมีพลังงานจำนวนมากซึ่งจะทำลายพันธะที่ "กักเก็บ" ไว้ในรูปของเหลว
การหลบหนีของโมเลกุลของน้ำ“ ทิ้งไว้ข้างหลัง” มวลของโมเลกุลที่มีพลังงานน้อยกว่าโมเลกุลที่สลายไปซึ่งจะกระตุ้นให้เกิดการระบายความร้อนของ“ ร่างกาย” ที่เหลือและด้วยเหตุนี้ของพืชทั้งหมด
การขนส่งทางน้ำด้วยแรงดันไฮโดรสแตติกลบ
เมื่ออัตราการคายน้ำในใบสูงมากคอลัมน์น้ำใน xylem ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบหลอดเลือดของพืชหลายชนิดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากรากส่งเสริมการดูดซึมน้ำและสารประกอบและสารอาหารอื่น ๆ ในราก ชั้น.
ดังนั้นน้ำจึงเคลื่อนที่จากพื้นดินไปสู่บรรยากาศภายในพืชเนื่องจากความดันไฮโดรสแตติกเชิงลบที่กระทำโดยใบไม้ระหว่างการคายน้ำซึ่งเกิดขึ้นจากคุณสมบัติการเกาะกันของน้ำซึ่งคงความตึงเครียดไว้สูงตลอด ความยาวของคอลัมน์น้ำใน xylem
กล่าวอีกนัยหนึ่งการระเหยของน้ำและการปล่อยออกมาโดยเหงื่อจะให้พลังงานส่วนใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่ขึ้นของน้ำเนื่องจากการมีอยู่ของการไล่ระดับสีที่มีศักยภาพของน้ำระหว่างใบมีดและชั้นบรรยากาศ
การสังเคราะห์แสง
เนื่องจากการระบายเหงื่อไม่เพียง แต่เกี่ยวกับการสูญเสียน้ำในรูปของไอเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับการเข้าสู่เนื้อเยื่อทางใบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กระบวนการนี้จึงมีความสำคัญสูงสุดสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงเนื่องจาก CO2 เป็นสิ่งจำเป็น สำหรับการสังเคราะห์สารอาหาร
อ้างอิง
- Azcón-Bieto, J. , & Talón, M. (2000). พื้นฐานสรีรวิทยาของพืช (ฉบับที่ 581.1) McGraw-Hill Interamericana
- Encyclopaedia Britannica Inc. (2014). สารานุกรมบริแทนนิกา. สืบค้นเมื่อ 5 มกราคม 2020 จาก www.britannica.com/science/transpiration
- Taiz, L. , และ Zeiger, E. (2002). สรีรวิทยาของพืช
- Taiz, L. , Zeiger, E. , Møller, IM, & Murphy, A. (2015). สรีรวิทยาและพัฒนาการของพืช
- Turtenwald, K. (2018). Sciencing สืบค้นเมื่อ 8 มกราคม 2020 จาก www.sciencing.com