نقش آب در گیاهان
اهمیت حضور آب در گیاهان
نقش آب در گیاهان: آب ۸۰ تا ۹۰ درصد از وزن تازه گیاهان علفی و بیش از ۵۹ درصد از وزن تازه گیاهان چوبی را تشکیل می دهد. آب، محیطی است که واکنش دهنده های بیوشیمیایی در سلول حل می شوند و واکنش های شیمیایی رخ می دهد. غشای سلولی و دیواره های سلولی هر دو در آب بسیار نفوذ پذیر هستند. بنابراین آب می تواند از مکانی به مکان دیگر گیاه منتقل شود. آب مایع مداوم را در سراسر گیاه تشکیل می دهد. واکوئل قسمت مرکزی سلول های بالغ دیواره ها و بیشتر سلول را پر می کند. فضاهای بین سلولی برگ ها به دلیل گاز پر شده و نیاز به تبادل دی اکسید کربن با هوا، از یک استثناء برخوردار هستند.
آب که قسمتی از پروتوپلاسم را تشکیل می دهد، از اهمیتی معادل مولکول های پروتئینی و لیپیدی که سازنده اصلی پروتوپلاسم هستند، برخوردار است. چنانچه مقدار آب سلول از حد معینی کمتر شود موجب تغییرات ساختمانی و مرگ سلول می شود. تنها تعداد معدودی از گیاهان و اندام های گیاهی را می توان یافت که بتوانند بدون از دست دادن حیات خود، وضعیت هوای خشک را تحمل کنند. گرچه بعضی از بذرها شرایط خشک گرمخانه ها را نیز تحمل می کنند. ولی کاهش مقدار آب در سلول ها همواره با کاهش قابل توجه فعالیت های فیزیولوژیکی آنها همراه است.
نقش آب در گیاهان از نظر وظایف مهم آن
۱- نقش حلال بودن آب
دومین نقش اصلی آب در گیاهان در ارتباط با قدرت حلالیت آن است. گازها، مواد معدنی و سایر مواد بخوبی در آب حل شده و به داخل سلول راه می یابند و به این وسیله از سلولی به سلول دیگر و از اندامی به اندام دیگر گیاه انتقال پیدا می کنند. نفوذپذیری نسبتا زیاد دیواره های سلولی و غشاهای پلاسمایی به آب موجب می شود جریان پیوسته ای از مایع در سرتاسر گیاه بر قرار شده و انتقال انواع مواد حل شده در داخل گیاه صورت پذیرد.
۲- نقش شیمیایی آب در گیاه
آب در بسیاری از فرآیندهای مهم مانند فتوسنتز و کنش های شیمیایی مانند هیدرولیز شدن نشاسته به قند در هنگام جوانه زنی بذرها شرکت داشته و وارد فعل و انفعالات شیمیایی می شود. آب در این کنش ها مانند دی اکسید کربن و نیترات در متابولیسم ازت نقش اساسی دارد. بنابراین آب بعنوان یک ماده شیمایی بسیار حائز اهمیت است.
۳- نقش آب در آماس سلول های گیاهی
یکی دیگر از وظایف آب ایجاد آماس سلولی است. که برای بزرگ شدن و رشد سلول و حفظ شکل ظاهری گیاهان علفی ضروری می باشد. آماس سلولی در باز و بسته شدن روزنه ها، حرکت برگ ها، باز شدن گل ها و ساختمان اندام هایی تخصص یافته گیاه نقش اساسی را ایفا می کند. کمبود آب به نحوی که نتواند آماس سلولی را تامین نماید، موجب کاهش سریع رشد گیاه می شود.
۴- نقش آب به عنوان واکنش دهنده
آب یک واکنش دهنده در واکنش های بیوشیمیایی سلول است. در این میان فتوسنتز وجود دارد، جایی که آب به الکترون هایی کمک می کند که در نهایت در کاهش کربن به یک کربوهیدرات و پروتون های هیدروژن که در تولید ATP [آدنوزین تری فسفات] نقش دارند. اکسیژن تکامل یافته در فتوسنتز از آب منشاء می گیرد. آب همچنین یک واکنش دهنده در هیدرولیز ذخایر غذایی گیاهان مانند نشاسته است. در هیدرولیز نشاسته عناصر آب در واحد وزنی واحد گلوکز از پلیمر نشاسته قرار گرفته و نشاسته را به قند تبدیل می کند.
۵- نقش آب در حمل و نقل مواد در گیاه
مواد معدنی جذب شده از خاک با حرکت آب از طریق ریشه تا ساقه و در سراسر گیاه منتقل می شوند. کربوهیدرات های تشکیل شده در فتوسنتز نیز از طریق گیاه توسط آب توزیع می شوند.
۶- نقش آب در رشد گیاه
در زمان تقسیم سلولی، واکوئل سلول های تازه تشکیل شده به صورت پراکنده و کوچک است. مواد معدنی جذب شده در این واکوئل های کوچک رسوب می کنند. این امر باعث پخش شدن آب به درون واکوئل های کوچک می شود و آنها باعث ایجاد فشار در داخل سلول می شوند. این فشار باعث گسترش دیواره های سلول های جوان می شود و این انبساط رشد سلول است.
سرانجام، وکوئل ها به صورت یک واکوئل مرکزی در هم می آیند و ادغام می شوند. در نهایت دیواره ها آنقدر ضخیم می شوند که خاصیت کششی خود را از دست می دهند. به طوری که در زمان بلوغ سلول دیگر منبسط نمی شود، اما فشار آب را در داخل سلول حفظ می کند.
۷- کدورت
سلول های بالغ با فشار دادن به داخل دیواره های سلول، شکل خود را حفظ می کنند. این فشار، سلول ها را متلاطم نگه می دارد و اگر فشار از بین برود. به عنوان مثال در اثر تبخیر بیش از حد، مرگ یا قرار گرفتن در محلول های نمکی، ممکن است تورم خود را از دست داده و چروکیده شوند. این کدورت سلول است که به بسیاری از بافت ها مانند برگ ها و گیاهان یکساله که بافت چوبی یا تقویت کننده دیگری ندارند، شکل می دهد.
۸- پایداری دمایی
برای بالا بردن دمای آب بیش از هر ماده معمولی کالری بیشتری از گرما لازم است. به همین دلیل، آب که ۸۰ تا ۹۰ درصد گیاهان را آب تشکیل می دهد، می توانند مقدار قابل توجهی گرما را جذب کنند مثلاً از نور خورشید، و به آرامی دما را بدست می آورند. به همین ترتیب، برای کاهش دمای آب در گیاه باید همان میزان کالری از بین برود. بنابراین دمای گیاه می تواند در کوتاه مدت در حدود دمای هوا باقی بماند. مقدار بالای آب گیاهان باعث می شود که دما نسبت به هوا ثابت بماند.
۹- جذب مواد معدنی توسط ریشه
تقریباً تمام مواد مغذی معدنی جذب شده توسط گیاهان، یون های محلول در خاک هستند. آب خاک در پاسخ به شیب های فشار اسمزی یا تعرقی از طریق ریشه جاروب می شود و یون ها را با خود حمل می کند، نقش دارد. از آنجا که بیشتر آب خاک به آپوپلاست یعنی دیواره سلول و فضاهای بین سلول می رود، اساساً هر سلول در توسعه خروج املاح از خاک نقش دارند. که این امر بطور قابل توجهی سطح ریشه موجود برای جذب را افزایش می دهد. وقتی آب به اندودرم رسید، از طریق غشاها خارج می شود. اگرچه غشاء در برابر عبور آب مقاومت می کند، اما نسبتاً قابل نفوذ در آب است.
منبع:
۱- کتاب رابطه آب و خاک و گیاه، موسسه چاپ و انتشارات آستان قدس رضوی
دیدگاهتان را بنویسید