5.8: Тонус у растений

Тоничность описывает способность клетки терять или набирать воду. Это зависит от количества растворенного вещества, которое не проникает через мембрану. Тоничность определяет величину и направление осмоса и приводит к трем возможным сценариям изменения объема клетки: гипертонус, гипотоничность и изотоничность. Из-за различий в структуре и физиологии тоничность растительных клеток в некоторых случаях отличается от тонуса клеток животных.

Растения и гипотонические среды

В отличие от клеток животных, растения процветают, когда в окружающей их внеклеточной среде больше воды по сравнению с их цитоплазматической внутренней частью. В гипотонической среде вода проникает в клетку посредством осмоса и вызывает ее набухание, поскольку внутри растительных клеток концентрация растворенных веществ выше, чем снаружи. Сила, возникающая, когда приток воды заставляет плазматическую мембрану прижиматься к клеточной стенке, называется тургорным давлением. В отличие от клеток животных, клетки растений имеют жесткие клеточные стенки, которые ограничивают вызванное осмосом расширение плазматической мембраны. Ограничивая рост, клеточная стенка предотвращает разрыв клетки и заставляет растения становиться жесткими (то есть набухать). Опухлость позволяет растениям держаться вертикально, а не увядать.

Растения и гипертонические среды

Растения увядают, если не могут потреблять достаточное количество воды. При таком сценарии их внеклеточное окружение становится гипертоническим, заставляя воду покидать внутреннюю часть через осмос. В результате вакуоли уменьшаются в размере, а плазматическая мембрана отделяется от клеточной стенки, вызывая сужение цитоплазмы. Этот процесс называется плазмолизом, поэтому растения теряют тургорное давление и вянут.

Растения и изотонические среды

В изотонических средах существует баланс воды как внутри, так и снаружи растительных клеток. Таким образом, как и в клетках животных, объем растительных клеток не изменяется.

Осморегуляция у растений

Разнообразие различных структур и стратегий растительных клеток помогает поддерживать соответствующий осмотический баланс в экстремальных условиях. Например, растения в засушливых условиях накапливают воду в вакуолях, ограничивают раскрытие стомы и имеют толстую восковую кутикулу для предотвращения ненужной потери воды. Некоторые виды растений, которые живут в соленой среде, хранят соль в своих корнях. В результате происходит осмос воды в корень из окружающей почвы.