Question

Какие структуры покровной ткани растений обеспечивают испарение воды. Каков принцип их работы?

Answer 1

Устьица. Устьица — это отверстия в эпидермисе, через которые происходит газообмен. Они находятся в основном на листьях, но имеются также и на стеблях. Каждое устьице окружено двумя замыкающими клетками, которые в отличие от обычных эпидермальных клеток содержат хлоропласты. Замыкающие клетки контролируют величину отверстия устьица за счет изменения своей тургесцентности. На свету при достаточном увлажнении устьица открыты, в темноте или при недостатке воды — закрыты. Механизм работы устьиц обусловлен следующими особенностями строения замыкающих клеток: они содержат хлоропласты, в то время как остальные клетки эпидермы их не содержат; замыкающие клетки имеют утолщенную стенку со стороны устьичной щели. На свету идет процесс фотосинтеза только в замыкающих клетках; образующиеся сахара повышают концентрацию клеточного сока, что в силу законов осмоса вызывает поступление воды в эти клетки. Повышается тургорное давление, и клетки начинают разбухать, увеличиваясь в объеме. Но этому препятствует клеточная стенка, особенно ее сторона, обращенная к устьичной щели, — утолщенная. В результате замыкающие клетки растягиваются в сторону основной эпидермы, где стенки более тонкие, а толстые следуют за всей клеткой, — устьице открывается. Ночью, когда фотосинтез не происходит, замыкающие клетки возвращаются на место и смыкаются — устьице закрывается. Отмечено, что при открывании устьиц в замыкающие клетки перемещаются ионы калия, которые также определяют увеличение тургорного давления и объема клеток.

Answer 2

Структуры покровной ткани растений, которые обеспечивают испарение воды, называются стоматами (стоматы, единственное число - стомата). Стоматы представляют собой микроскопические отверстия, которые обнаруживаются на поверхности листьев, стеблей и других органах растения. Они играют ключевую роль в регуляции газообмена между растением и окружающей средой, в том числе в процессе испарения воды.

Принцип работы стоматы следующий:

1. Открытие и закрытие: Стоматы способны открываться и закрываться благодаря двум специализированным клеткам, называемым ограничивающими клетками или ограничивающими ячейками. Они окружают отверстие стоматы и контролируют его открытие и закрытие.

2. Регуляция водопотери: Когда стомата открыта, водяной пар из воздуха проникает внутрь растительной ткани через отверстие стоматы и диффундирует в клетки, находящиеся внутри листа. Этот процесс называется испарением. Когда стомата закрыта, потеря воды с поверхности листа снижается, что позволяет растению сэкономить воду.

3. Регуляция газообмена: Открытые стоматы позволяют углекислому газу из атмосферы проникнуть внутрь листа, что необходимо для фотосинтеза, процесса, при котором растение использует энергию света для синтеза питательных веществ. Кроме того, происходит выход кислорода из растения обратно в окружающую среду.

4. Регуляция размера отверстий: Размер отверстий стоматы может изменяться в зависимости от условий окружающей среды, таких как уровень освещенности, температура, влажность и доступность воды. Это позволяет растению эффективно регулировать транспирацию (испарение воды из растения) и предотвращать чрезмерные потери воды в сухих условиях.

Испарение через стоматы является важной функцией для растений, поскольку позволяет им охлаждаться, доставлять воду и питательные вещества во все органы и участвовать в фотосинтезе. Однако это также может быть проблемой в сухих или жарких условиях, когда растения могут терять слишком много воды, что может привести к их увяданию или даже гибели. Поэтому стоматы играют ключевую роль в адаптации растений к различным условиям окружающей среды.