Gospodarka wodna roślin
Ruch wody w ukł.żywym jest uwarunkowany dział. siły grawitacji, osmotycznej, kapilarnej.
Gosp. wodna na poziomie komórkowym
Kom. jest otwartym ukł.osmotycznym (plazmoliza, deplazmoliza); r-r izotoniczny, hipertoniczny (stężony), hypotoniczny.
Tk.przewodząca
Przewodzi wodę z solami min.z korzeni do góry i asymilaty na dół. Skł.się z tk.sitowej i tk.naczyniowej.
Tk.sitowa (rurki sitowe, kom. przyrurkowe)
Rurki sitowe zbud.są z żywych kom. ułożonych pionowo 1 nad 2. Poprzeczne ściany posiadają drobne otworki - sita. Przez rurki sitowe wędrują r-ry subst. organicznych: białka, aminokwasy, sacharydy z liścia w str. korzenia - prąd zstępujący. Perforacja w sitach jest b. drobna (duża perforacja w roślpnących, np. dynia) . U roślin nagonasiennych i paprotników często wyst.kom.sitowe (wszystkie ściany tych kom. posiadają drobne otworki) - też przewodzą subs. organiczne. Rurki sitowe u roślin dwuliściennych są czynne przez okres wegetacyjny.
Naczynia przewodzą wodę z solami min.z korzeni do liści (prąd wstępujący). Ściany kom. naczyń są mocne, sztywne, posiadają charakt.zgrubienia w kształcie jamki, drobinki, pierścienia. Naczynia są na ogół czynne do 1 roku. Starsze ulegają z biegiem czasu zatkaniu i ustaje w nich proces przewodzenia wody.
Razem naczynia i sita tworzą wiązki przewodzące.
Pobieranie i przewodzenie wody.
Woda z korzenia do liści pobierana na zasadzie pompy ssąco-tłoczącej. Siła ssąca liścia i woda tłoczona jest z gleby do włośników (przekst.kom.ryzodermy). Mechanizm pasywny umiejscowiony jest w liściach, natomiast aktywny - w korzeniu. Woda podciągana jest w tk. przewodzącej dzięki sile ssącej liścia i siłom kohezji i adhezji.
W liściach nadmiar wody ulega transpiracji (wyparowaniu). Na miejsce wyparowanej wody pobierana jest następna. Gł..mechanizm jest w korzeniu, ale działa dzięki sile ssącej znajdującej się w liściu.
Susza fizjologiczna - zjawisko, gdy woda jest, a roślina nie może jej pobrać (np.w post. lodu, podlanie rośliny r-rem superstężonym).
Gospodarka wodna w organizmach roślinnych.
Utrzymywanie odpowiedniego poziomu wody w tkankach roślinnych jest niezbędne do prawidłowego przebiegu wszystkich procesów życiowych w organizmie roślinnym. Bilans wodny rośliny jest warunkowany zyskami i stratami wody w tkankach. Roślina zdobywa wodę poprzez system korzeniowy i rozprowadza po całym organizmie wiązkami przewodzącymi. Straty wody wynikają z parowania jej z powierzchni liści a także zużywania w procesach metabolicznych.
Pobieranie wody przez roślinę oraz rozprowadzanie jej do wszystkich tkanek organizmu związane jest z jej szczególnymi właściwościami wody oraz z pewnymi mechanizmami wspomagającymi transport. Przepływ wody w wiązkach przewodzących warunkowany jest przez siłę adhezji i kohezji. Siła kohezji - jest to siła , dzięki której cząsteczki wody przyciągają się i skupiają ze sobą. W wyniku tego skupiania się , miedzy cząsteczkami wody tworzą się wiązania wodorowe. Siła adhezji powoduje z kolei przyleganie cząsteczek wody do powierzchni z którą się styka. Dzięki tym dwóm siłom w wiązkach przewodzących utrzymywany jest ciągły słup wody. Woda utrzymywana jest w tych wiązkach nawet wbrew sile przyciągania ziemskiego. Mechanizm pobierania wody przez korzenie oparty jest na zasadzie pompy ssącej. Woda wyparowuje z liści poprzez szparki. Pod wpływem tego zjawiska następuje wytworzenie się podciśnienia w liściu oraz w tkankach przewodzących. Wynikiem tego następuje podciąganie słupa wody do góry rośliny. Powstaje siła ssąca , dzięki której woda z gleby pobierana jest przez komórki włośnikowe korzeni. Woda pobierana jest do komórek korzenia na zasadzie różnicy jej stężeń w glebie i soku komórkowym. Dodatkowym mechanizmem pobierania wody przez roślinę jest parcie korzeniowe- aktywny transport wody do korzenia. Woda doprowadzana jest stale, systemem wiązek przewodzących, do wszystkich organów rośliny.
Niekiedy zdarza się taka sytuacja, że woda jest obecna w podłożu, jednak roślina nie może jej pobrać, ponieważ woda ta jest w formie nieprzyswajalnej, np. w formie lodu lub roztworu superstężonego. Zjawisko to określa się mianem suszy fizjologicznej.
Struktury uczestniczące w transporcie wody i substancji organicznych w organizmach roślinnych.
Tkankę przewodząca roślin stanowią wiązki przewodzące. Wiązki te zbudowane są z różnych komórek , transportujących różne produkty. Oprócz komórek przewodzących w skład wiązek wchodzą także komórki pomocnicze oraz komórki otaczające całą wiązkę.
Do komórek przewodzących zalicza się rurki sitowe z komórkami przyrurkowymi oraz naczynia ( komórki naczyniowe ).
Rurki sitowe są podłużnego kształtu i ułożone są jedna nad drugą , tworząc długi przewód. Ściany, którymi komórki się stykają ( ściany poprzeczne ) posiadają liczne pory . Dzięki tym otworkom możliwy jest transport substancji z komórki do komórki. Rurki sitowe są strukturami przewodzącymi związki organiczne ( cukry, białka ) z liści do korzeni, czyli prąd transportu substancji jest prądem zstępującym. Perforacja ścian poprzecznych komórek jest z reguły drobna, jednak u roślin pnących ( np. u dyni ) perforacja ta jest dużo większa. U niektórych gatunków roślin występują komórki sitowe , czyli komórki posiadające perforację na każdej ścianie. Rośliny posiadające komórki sitowe to paprotniki i nagonasienne. U dwuliściennych roślin rurki sitowe pełnią swoje funkcje jedynie w okresie wegetacyjnym.
Komórki tworzące naczynia nie posiadają protoplastu ,a więc są komórkami martwymi. Ich ściany komórkowe wysycone są ligniną , która tworzy na ich powierzchni różne zgrubienia w postaci jamek, drabinek , itp. Rurkami transportowana jest woda i zawarte w niej sole mineralne. W rurkach istnieje prąd wstępujący wody, ponieważ jest ona przewodzona od korzeni w kierunku liści. Rurki z czasem ulegają zatkaniu substancjami woskowymi i przestają one pełnić swoje funkcje. Funkcje te przejmują młodsze naczynia.
Z transportem wody do i z komórki związane są także zjawiska plazmolizy i deplazmolizy.
Transport wody w poprzek błon komórkowych może zachodzić samoczynnie na drodze osmozy. Osmoza polega na przemieszczaniu się cząsteczek wody w poprzek błony półprzepuszczalnej ze środowiska o jej wysokim stężeniu do środowiska o niższym stężeniu.
Jeżeli komórka znajduje się w roztworze o stężeniu wody równym jej stężeniu w soku komórkowym, to transport wody w tym układzie nie zachodzi.
Jednak , gdy komórka znajduje się w środowisku o stężeniu wody niższym ( hipertonicznym ) niż jej stężenie w soku komórkowym, następuje przechodzenie wody z komórki do otoczenia. Przy dużych różnicach stężeń dochodzi do odwodnienia komórki, protoplast ulega skurczeniu i odrywa się od ściany komórkowej. Zjawisko to określane jest jako plazmoliza.
Natomiast w przypadku , gdy stężenie wody w otoczeniu jest wyższe od komórkowego , następuje intensywne przemieszczanie się wody z otoczenia do komórki. Efektem tego jest pęcznienie komórki i zwiększanie jej objętości. Zjawisko to ostatecznie może prowadzić do rozerwania błony komórkowej i śmierci komórki. Proces ten został nazwany deplazmolizą.
Woda w komórkach roślinnych odpowiedzialna jest również za utrzymanie prawidłowego turgoru ( ciśnienia wody ). Ciśnienie to warunkuje prawidłowe napięcie błon komórkowych a tym samym kształt całej rośliny.
Gospodarka wodna w organizmach zwierzęcych.
U zwierząt , tak jak u roślin woda jest życiodajnym płynem, bez którego organizm nie mógłby normalnie funkcjonować. Zwierzęta pozyskują wodę przede wszystkim w czasie picia , ale również przez powłoki ciała, w czasie zwrotnej resorpcji z moczu pierwotnego i kału oraz z procesów biochemicznych zachodzących w ustroju. Organizm zwierzęcy traci wodę wraz z moczem i kałem, w czasie oddychania i pocenia się. Woda zużywana jest także do różnych procesów metabolicznych.