Газообмін рослин у листку корені та корі

Стаття розбирає дихання рослин через продихи листка, сочевички кори, корінь у вологому ґрунті та нічне накопичення органічних кислот у садових товстолистих.

Дихання рослини є окисненням органічних речовин у мітохондріях з вивільненням енергії, вуглекислого газу і води. Воно триває вдень і вночі в листку, стеблі, корені, насінині та плоді. На світлі фотосинтез часто перекриває видимий газообмін листка, тому кисень виділяється назовні, хоча клітини водночас споживають його для дихання. У темряві лишається лише дихальний потік, і тканина віддає вуглекислий газ.

Гази в листку весь час

Листок обмінюється газами переважно через продихи, а кутикула пропускає їх слабко. У багатьох дводольних продихів більше на нижньому боці, тож газообмін залежить від того, чи не прилип листок до вологої поверхні. Чотиривуглецевий шлях у кукурудзи і сорго просторово відокремлює первинне зв’язування вуглекислого газу від його подальшого використання в обкладці провідного пучка. Завдяки цьому лист менше втрачає вуглець на фотодиханні за спеки і яскравого світла, але власне дихання мітохондрій не зникає.

Продихи тримають баланс

Замикальні клітини змінюють отвір продиху через тургор, пов’язаний із рухом калію і води. Світло, низька внутрішня концентрація вуглекислого газу і достатній водний запас сприяють відкриттю, а нестача води його звужує. Через це в полудень газообмін може впасти навіть за сильного світла. На інтенсивність дихання помітно впливають такі умови:

• температура тканини в помірному діапазоні;
• доступ кисню до мітохондрій;
• вологість самої клітини, а не лише повітря;
• вік листка, пагона чи плода;
• запас цукрів після світлового періоду;
• поранення, зріз або початок проростання.

У помірному теплі дихання часто майже подвоюється за підвищення температури на десять градусів, доки білки не втрачають стійкість. Проростаюче насіння і клімактеричні плоди яблуні дихають особливо активно, тому тісне вологе сховище без провітрювання швидко збіднює повітря на кисень.

Продихові щілини займають близько одного відсотка площі листка, проте через них проходить майже весь газообмін, бо дифузія біля країв вузького отвору надзвичайно ефективна.

Корінь без повітря слабіє

Корінь бере кисень із ґрунтового повітря. У воді кисень поширюється приблизно в десять тисяч разів повільніше, ніж у повітрі, тому затоплення швидко створює гіпоксію. Тоді кореневі клітини частково переходять на бродіння, де з глюкози виходить близько двох молекул енергетичного носія замість понад тридцяти за повного окиснення, а в тканині зростає частка спирту. У рису міжклітинні повітряні ходи полегшують доставку кисню до кореня. Для горщика це означає просту річ, бо щільний перезволожений субстрат душить корінь раніше, ніж вичерпується запас поживних солей.

Товстолисті працюють уночі

У ананаса і багатьох товстянкових продихи відкриваються вночі. Вуглекислий газ спершу входить до складу яблучної кислоти і накопичується у вакуолі, а вдень продихи закриті й кислота віддає вуглець для синтезу цукрів. Дихання при цьому не переноситься виключно на ніч, бо мітохондрії працюють цілодобово. Такий поділ зменшує денну втрату води, але вимагає місткої вакуолі та достатнього нічного притоку вуглекислого газу.

Кора пропускає повітря

У здерев’янілого стебла живі тканини під кіркою обмінюються газами через сочевички, де клітини лежать пухко. Замазування стовбура суцільним повітронепроникним шаром або кірка з бруду на сочевичках погіршує цей обмін. Окремі рослини, зокрема симплокарпус, спрямовують частину дихальної енергії на тепло через альтернативний мітохондріальний шлях, і суцвіття може бути помітно теплішим за холодне повітря.

Порівняння газообміну різних органів рослини

Отже, рослина дихає всіма живими тканинами, а видимий обмін газів залежить від органу і години доби. Листок керує потоком через продихи, кора через сочевички, корінь через повітряні пори ґрунту, а товстолисті зміщують надходження вуглекислого газу на ніч. Якщо кисню бракує, енергетичний вихід різко падає, тому пухкий субстрат, вільна кора і провітрювання насіння підтримують дихання надійніше за будь-яке зовнішнє підживлення.

About the Author

Безнога Настя

Editor

View All Posts