Apa intră în plantă prin perii absorbanți ai rădăcinii, urcă prin vasele lemnoase (xilem) ale tulpinii până în frunze și este eliminată în cea mai mare parte sub formă de vapori, prin stomate — proces numit transpirație. Pentru BAC biologie trebuie să știi traseul exact, forțele care împing și trag apa în sus și factorii care influențează transpirația.
De ce are nevoie planta de atâta apă
O plantă absoarbe mult mai multă apă decât folosește efectiv în fotosinteză; cea mai mare parte trece doar prin ea și se evaporă. Nu este risipă — acest flux continuu are mai multe roluri:
- transportă sărurile minerale dizolvate din sol până la frunze, unde sunt folosite pentru sinteza substanțelor organice;
- este materie primă pentru fotosinteză — din apă provine oxigenul eliberat;
- menține turgescența celulelor, adică starea de „umflare” care dă rigiditate organelor nelignificate (frunze, tulpini ierboase); o plantă fără apă se ofilește;
- răcește planta prin evaporare, mai ales în zilele călduroase;
- este mediul în care se desfășoară toate reacțiile metabolice.
Amestecul de apă și săruri minerale care urcă prin plantă se numește sevă brută. Nu o confunda cu seva elaborată — soluția de substanțe organice (în principal zaharuri) produse în frunze și transportate prin floem.
Etapa 1: absorbția apei în rădăcină
Absorbția are loc în zona perișorilor absorbanți, situată puțin deasupra vârfului rădăcinii. Perișorii absorbanți sunt prelungiri ale celulelor epidermei rădăcinii (rizodermei) și măresc enorm suprafața de contact cu particulele de sol.
Apa pătrunde în perișori prin osmoză: concentrația sucului celular din perișori este mai mare decât a soluției din sol, așa că apa trece spre interiorul celulei. Sărurile minerale sunt preluate separat, în mare parte prin transport activ, cu consum de energie (ATP din respirație). De aceea rădăcinile au nevoie de oxigen — un sol tasat sau înmlăștinat reduce absorbția.
Dacă solul conține prea multe săruri (de exemplu, după o fertilizare excesivă), concentrația soluției din sol o depășește pe cea din perișori, apa nu mai intră, ba chiar poate ieși din celule, iar planta se ofilește deși „are apă” în jur.
Etapa 2: drumul apei prin rădăcină până la xilem
De la perișorii absorbanți, apa parcurge rădăcina pe orizontală (drumul radial), traversând straturile ei în ordinea:
rizodermă (perișori absorbanți) → scoarță → endoderm → periciclu → vasele lemnoase din cilindrul central
Endodermul funcționează ca un „filtru”: pereții celulelor sale au îngroșări impermeabile, așa că apa și sărurile sunt obligate să treacă prin citoplasma celulelor, care controlează ce ajunge în vase. Odată ajunsă în xilem, apa începe drumul pe verticală.
Etapa 3: urcarea sevei brute prin xilem
Xilemul (țesutul conducător lemnos) este format în principal din vase lemnoase — trahee și traheide —, celule moarte, cu pereți îngroșați cu lignină, care formează tuburi continue de la rădăcină până în nervurile frunzelor. Traseul continuă prin rădăcină, tulpină și frunză, iar transportul este ascendent.
Cum urcă apa zeci de metri, la un copac înalt, fără nicio „pompă”? Prin acțiunea combinată a trei forțe:
| Forța | Unde acționează | Cum funcționează | Cum o pui în evidență |
|---|---|---|---|
| Presiunea radiculară | La baza plantei (rădăcina) | Rădăcina „împinge” apa în vase, ca urmare a absorbției active a sărurilor și a osmozei | „Plânsul” plantelor: din tulpina tăiată a viței-de-vie, primăvara, se scurge sevă; gutația |
| Forța de sucțiune a frunzelor (transpirația) | La vârful plantei (frunzele) | Evaporarea apei prin stomate „trage” coloana de apă din vase în sus | Planta cu frunze absoarbe mai multă apă decât aceeași plantă fără frunze |
| Coeziunea și adeziunea | De-a lungul vaselor | Moleculele de apă se atrag între ele (coeziune) și aderă la pereții vaselor (adeziune), astfel coloana nu se rupe | Capilaritatea în tuburi subțiri |
La plantele înalte, cea mai importantă este forța de sucțiune creată de transpirație: presiunea radiculară poate urca apa doar pe o distanță mică, dar „tragerea” de sus, transmisă printr-o coloană de apă continuă, funcționează pe toată înălțimea copacului.
Etapa 4: transpirația
Transpirația este eliminarea apei sub formă de vapori, la nivelul părților aeriene ale plantei, în principal al frunzelor. Are două căi:
- transpirația stomatică — prin stomate, deschideri din epiderma frunzei mărginite de două celule stomatice (celule de închidere); este calea principală și este reglabilă, pentru că stomatele se pot deschide sau închide;
- transpirația cuticulară — direct prin cuticula epidermei; este redusă și nu poate fi controlată.
Stomatele sunt mai numeroase, la multe plante, pe fața inferioară a frunzei, ferită de soarele direct. Ele se deschid când celulele stomatice sunt turgescente și se închid când acestea pierd apă — de exemplu în timpul secetei sau la amiază, în zilele foarte calde. Închiderea stomatelor protejează planta de deshidratare, dar reduce și pătrunderea CO2 necesar fotosintezei.
Factorii care influențează transpirația
- Temperatura — o temperatură mai mare intensifică evaporarea.
- Umiditatea aerului — în aerul uscat transpirația crește; în aerul saturat cu vapori scade.
- Vântul — îndepărtează vaporii din jurul frunzei și intensifică transpirația.
- Lumina — favorizează deschiderea stomatelor.
- Apa din sol — când lipsește, stomatele se închid și transpirația scade.
Plantele din zonele aride au adaptări care reduc transpirația: frunze mici sau transformate în spini, cuticulă groasă, stomate puține și adâncite, perișori pe frunze.
Gutația: când planta elimină apă lichidă
Dimineața, după o noapte caldă și umedă, pe marginea frunzelor de căpșun, de cereale sau de plante de cameră apar uneori picături. Ele nu sunt rouă, ci rezultatul gutației: eliminarea apei în stare lichidă, prin structuri speciale numite hidatode, situate la vârful sau pe marginea frunzelor. Gutația apare când transpirația este redusă (aer saturat cu vapori), iar presiunea radiculară continuă să împingă apă în plantă.
Exemplu de item BAC (Subiectul I, D — adevărat/fals): „Xilemul transportă seva elaborată de la frunze spre restul plantei.” Afirmația este falsă. Corectarea: floemul transportă seva elaborată de la frunze spre restul plantei (sau: xilemul transportă seva brută, ascendent, de la rădăcină spre frunze).
Experiment de interpretat: Două ramuri de aceeași mărime sunt puse în eprubete cu același volum de apă, iar la suprafață se adaugă un strat de ulei. Ramura A are frunze, ramurii B i s-au îndepărtat frunzele. După 24 de ore, nivelul apei a scăzut mult mai mult în eprubeta A. Interpretare: frunzele sunt sediul principal al transpirației, iar transpirația creează forța de sucțiune care antrenează absorbția apei. Uleiul are rolul de a împiedica evaporarea directă a apei din eprubetă — fără el, rezultatul n-ar mai putea fi atribuit plantei.
Greșeli frecvente
- Transpirație = gutație. Transpirația elimină vapori, prin stomate; gutația elimină apă lichidă, prin hidatode.
- Xilem și floem inversate. Xilemul — sevă brută, ascendent; floemul — sevă elaborată, de la frunze spre toate organele.
- „Transpirația este o pierdere inutilă.” Ea asigură forța care ridică seva brută și răcește planta.
- Absorbția plasată în vârful rădăcinii. Vârful (cu scufia și zona de creștere) nu absoarbe; absorbția are loc în zona perișorilor absorbanți.
Mai multe confuzii de acest tip, din toată materia, găsești în lista cu greșelile frecvente la BAC biologie. Iar dacă vrei să vezi cum începe totul, de la prima rădăciniță, citește despre germinația seminței.
- Traseul: sol → perișori absorbanți (osmoză) → scoarță → endoderm → xilem din rădăcină → xilem din tulpină → nervurile frunzei → stomate → atmosferă.
- Seva brută (apă + săruri minerale) urcă prin xilem; seva elaborată (substanțe organice) circulă prin floem.
- Forțe: presiunea radiculară (de jos), forța de sucțiune a transpirației (de sus), coeziunea și adeziunea (de-a lungul vaselor).
- Transpirația = vapori prin stomate (reglabilă) și prin cuticulă; gutația = apă lichidă prin hidatode.
Întrebări frecvente
Prin ce absoarbe planta apa?
Prin perișorii absorbanți ai rădăcinii, prelungiri ale celulelor epidermei rădăcinii, care măresc suprafața de absorbție. Apa intră prin osmoză.
Care este rolul transpirației la plante?
Creează forța de sucțiune care ridică seva brută prin xilem, asigurând astfel și transportul sărurilor minerale spre frunze, și răcește planta prin evaporarea apei.
Ce diferență este între transpirație și gutație?
Transpirația elimină apa sub formă de vapori, prin stomate și cuticulă. Gutația elimină apa în stare lichidă, prin hidatode, atunci când aerul este saturat cu vapori și transpirația este redusă.
De ce se ofilesc plantele în zilele foarte calde?
Pentru că pierd prin transpirație mai multă apă decât pot absorbi rădăcinile. Celulele își pierd turgescența, iar frunzele și tulpinile ierboase nu mai au rigiditate.
Exersează circuitul apei în BacBiologie
Procesul „Circuitul apei prin plantă” este prezentat în aplicație în patru pași, de la perii absorbanți la stomate, cu mini-joc de reordonare, iar grilele despre xilem, floem și stomate te pregătesc pentru itemii de tip adevărat/fals.
Descarcă gratuit pe App Store