Адаптации, которые сокращают потерю воды

Хотя испарение с листьев растений вызывает транспирацию, оно также приводит к потере воды. Поскольку вода имеет решающее значение для фотосинтетических реакций и других клеточных процессов, эволюционное давление на растения в различных средах привело к приобретению адаптаций, снижающих потерю воды.

У наземных растений самый верхний клеточный слой листа растения, называемый эпидермисом, покрыт воскообразным веществом, называемым кутикулой. Этот гидрофобный слой состоит из полимерного кутина и других восков растительного происхождения, которые синтезируются эпидермальными клетками. Эти вещества предотвращают нежелательную потерю воды и попадание ненужных растворенных веществ. Конкретный состав и толщина кутикулы варьируются в зависимости от вида растений и окружающей среды. Другие приспособления листьев также могут минимизировать испарение, в первую очередь за счет уменьшения площади поверхности. Например, некоторые травы имеют складчатую структуру, что снижает потерю воды. В качестве альтернативы, другие виды трав подвергаются перекатыванию лезвия для защиты от испарения. У некоторых растений, обитающих в пустыне, листья покрыты микроскопическими волосками, которые задерживают водяной пар, что снижает испарение.

Вода в основном испаряется через крошечные отверстия в листьях растений, называемые устьицами. У некоторых растений устьица расположены исключительно на нижней поверхности листьев, защищая их от чрезмерного теплового испарения. Другие растения улавливают водяной пар возле устьиц, которые расположены в ямках на их листьях, уменьшая потери влаги при испарении, поскольку замыкающие клетки, расположенные по бокам устьичного отверстия, могут ощущать относительную влажность. У некоторых пустынных растений устьица открываются только ночью, когда испарение маловероятно. Эта стратегия называется метаболизмом крассулоидной кислоты (CAM), и растения, которые ее используют, улавливают и фиксируют углекислый газ ночью и запускают светозависимые фотосинтетические реакции в течение дня. Некоторые ученые предложили биоинженерные растения отделить фиксацию углерода от фотосинтеза за счет использования CAM в качестве меры по снижению испарения, связанного с повышением глобальной температуры.