צמחים נמצאים כמעט בכל מערכת אקולוגית בעולם ממדבריות, דרך יערות ממוזגים ועד קרקעית הים. כתוצאה מהברירה הטבעית, צמחים פיתחו מגוון מדהים של התאמות כדי להתמודד עם אתגרים סביבתיים שונים. אחד האתגרים המרכזיים העומדים בפני צמחים הוא שמירה על הידרציה נאותה. מים הם משאב קריטי שהם תלויים בו לצורך פוטוסינתזה, תמיכה מבנית והובלת חומרי מזון ומולקולות חשובות אחרות. אחת הדרכים שבהן צמחים יכולים לשלוט במאזן המים שלהם היא על ידי ויסות תהליך המכונה טרנספירציה, שהוא למעשה אידוי של מים מהחלקים האוויריים של הצמח. אובדן מים זה מתרחש בעיקר מנקבוביות על העלים הנקראות פיוניות. אבל איך המים מגיעים לכאן?
כדי לענות על שאלה זו, בואו נסתכל יותר מקרוב מתחת לאדמה. כאן המים נכנסים לשורשי הצמחים באוסמוזה ואז נעים כל הדרך עד העלים דרך רקמת כלי דם הנקראת קסילם. ערוץ מים זה ידוע בשם נחל הטרנסספירציה. מכיוון שמולקולות מים נדבקות זו לזו ולדפנות הקסילם, כאשר הם מתאדים מהפיוניות, מים מלמטה בזרם הטרנסספירציה נמשכים כלפי מעלה כדי לתפוס את מקומם... וכתוצאה מכך זורמים כלפי מעלה מהשורשים. כעת בואו נסתכל מקרוב על סטומה. כל נקבובית סטומטית תחומה בשני תאי שמירה שיכולים להתרחב כדי לפתוח את הנקבובית ולהתכווץ כדי לסגור אותה. צמחים פותחים את הפיוניות שלהם כדי לקלוט פחמן דו-חמצני לצורך פוטוסינתזה ושחרור גז חמצן. אובדן מים באמצעות טרנסספירציה הוא תופעת לוואי בלתי נמנעת של תהליך זה.
סחר חליפין זה מציב אתגר מיוחד עבור צמחים החיים בסביבות צחיחות ולכן הם פיתחו אסטרטגיות כדי להפחית את אובדן המים שלהם ככל האפשר. אחת הדרכים לעשות זאת היא על ידי גידול עלים עם שטחי פנים קטנים, המציגים שטח קטן שעליו יכולה להתרחש טרנסספירציה. זו הסיבה שהעלים של צמחי מדבר כמו קריאוזוט קטנים יחסית. אבל אם הולכים צעד אחד קדימה, לצמחים מסביבות צחיחות יש גם פחות פיוניות ליחידת שטח על העלים שלהם, מה שמאפשר להם למזער את אובדן המים באמצעות טרנספירציה.
לעומת זאת, צמחים המאכלסים סביבות עם מים בשפע כמו יערות גשם יכולים להרשות לעצמם לאבד הרבה מים באמצעות טרנספירציה. צמחים כמו הטארו הזה, למשל, מפתחים לעתים קרובות עלים עם שטחי פנים גדולים המגדילים את יכולתם ליירט אור כדי לתדלק פוטוסינתזה. לצמחים אלה יש גם צפיפות גבוהה של פיוניות בהשוואה לצמחים מבתי גידול צחיחים, מה שמאפשר להם לשמור על שיעורי פוטוסינתזה גבוהים ולתמוך בעלים וגבעולים גדולים.
במעבדה זו תמדוד את קצבי השעתוק ותבחן את תדירות הפיוניות של עלים במינים שונים של צמחים כדי לגלות כיצד צמחים מבתי גידול שונים פותרים את בעיית ויסות הטרנספירציה.
At the end of this lab, students should know...
טרנסספירציה היא תהליך של צמחים שבו הם סופגים, מפיצים ולאחר מכן משחררים מים. אידוי הוא תנועה של מים לאוויר, בעוד שגוטציה מתייחסת באופן ספציפי להפרשת טיפות מים מנקבוביות הצמחים. שני התהליכים יחד מרכיבים את הטרנסספירציה בצמחים.
פוטנציאל המים מניע את ספיגת המים משערות השורש וגם בהובלת מים לקצות העלים. כאשר האידוי גבוה בעלים, הדבר יוצר אזורים עם פוטנציאל מים נמוך יותר, או אזור...
2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.