Кутикула, продихи рослин

Кутикула, продихи рослин. Фізіологічна роль транспірації.

Кутикула - це неструктурний шар, секретується епідермісом і покриває його. Він складається головним чином з воскоподобние речовини Кутіна, непроникного для води і газів. Часткова проникність для них кутикули в цілому пояснюється іншими її компонентами. Звичайно чим вона товщі, тим нижче інтенсивність кутікулярной транспірації. Якщо вона тонка, як, наприклад, у деяких папоротей, то рослина може втрачати через неї 30-45% води.

Верхня поверхня листя дводольних. облучаемая прямим сонячним світлом і зазвичай сильніше, ніж нижня, обдуваемая вітром, часто покрита і більше товстим шаром кутикули. Воскоподобние компоненти цього шару (включаючи і власне рослинний віск) можуть практично повністю зупинити кутікуляр-ву транспирацию. Крім того, листя з товстою кутикулою зазвичай гладенькі, т. Е. Відбивають більше сонячного випромінювання і менше нагріваються.

Як правило, чим більше продихів на одиницю площі. тим вище інтенсивність устьичной транспірації. Не менш важливо й їх розподіл. Наприклад, на нижній поверхні листя дводольних продихів зазвичай більше, ніж на верхній, тоді як у однодольних, листя яких часто відходять під значним кутом до горизонталі, така тенденція не простежується. В середньому у ксерофитов менше продихів на одиницю площі, ніж у мезофитов, а в межах одного виду їх число може знижуватися в результаті адаптації до посушливих умов.

Фізіологічна роль транспірації

Транспірацію іноді називають «неминучим злом», оскільки це неминуче, але потенційно шкідливий наслідок того, що клітинні стінки повинні бути вологими і що з них випаровується вода. Вода втрачається в основному через продихи, необхідні рослині і для газообміну з навколишнім середовищем. За допомогою газообміну рослини отримують ззовні діоксид вуглецю (вуглекислий газ), без якого неможливий фотосинтез. (Оскільки кисню в атмосфері набагато більше, він проникає в рослину навіть при закритих продихи, тому в темряві ніяких труднощів з диханням не відбувається.)

Якби не було кутикули. газообмін йшов би і без продихів, а його ефективність зросла б. Однак в такому випадку нічим не контролювалися б втрати води. Кутикула знижує втрати води, а подальша регуляція втрат здійснюється устьицами, які у більшості рослин дуже чутливі до водного стресу і закриваються в сухих умовах. Устячка зазвичай закриваються також в темряві, коли припиняється фотосинтез. Втрати води чреваті завяда-ням, висиханням і загибеллю рослини. Всім відомо, що навіть невелика посуха може уповільнити розвиток сільськогосподарських культур і привести до значних втрат врожаю.

Незважаючи на явну неминучість транспірації. цікаво було б знати, не приносить вона рослині будь-якої користі. Потенційно існують дві можливості.

1. Транспірація супроводжує випаровування води клітинами мезофіла. Цей процес йде з витратою енергії, що призводить до охолодження листя точно так же, як випаровування поту - до охолодження шкіри ссавців. Іноді це буває важливо, особливо при прямому сонячному освітленні, коли листя поглинають велику кількість променевої енергії і можуть перегріватися, а сильний перегрів пригнічує фотосинтез. Однак навряд чи такий охолоджуючий ефект грає істотну роль в звичайних умовах. В областях з жарким кліматом рослини користуються іншими способами захисту від теплового стресу.

2. Крім того, висловлено припущення, що транспіраціонний ток необхідний для розподілу по рослині розчинених у воді мінеральних солей. Гіпотеза цілком логічна, проте для пересування мінеральних солей цілком вистачило б дуже малій швидкості транспірації. Наприклад, надходження мінерального живлення в листя нітрохи не знижується вночі, коли транспірація невелика; це пов'язано з тим, що ксілемного сік вночі стає більш концентрованим, ніж днем. Поглинання ж мінеральних солей з грунту майже не залежить від транспіраційної струму.