34.13: Ksilem ve Terleme ile Kaynakların Taşınması
Damarlı bitkilerin ksilemi, kökler tarafından alınan suyu ve çözünmüş mineralleri bitkinin geri kalanına dağıtır. Ksilem özü taşıyan hücreler olgunlaştıklarında ölürler ve ksilem özünün hareketi pasif süreçtir.
Trakeidler ve damar elemanları ksilem özünü taşır
Trake elementleri, ksilemin taşıma hücreleridir. Olgunlaştıklarında sitoplazma ve organellerden yoksundurlar ve doğrudan hücre dışı boşlukla bağlandıkları için bitkinin apoplastının bir parçası olarak kabul edilirler. İki tür trake elementleri vardır: trakeidler ve damar elementleri.
Trakeidler, duvarlarının örtüştüğü yerlerde bir hücreden diğerine ksilem özünü ileten, çukur adı verilen küçük boşluklar içeren odunlaşmış duvarlara sahip uzun hücrelerdir. Tohumsuz damarlı bitkiler ve çoğu gimnospermlerde veya koni taşıyan bitkilerde, yalnızca damar elemanlarından önce geliştiği düşünülen trakeidler bulunur.
Damar elemanları, damarlar oluşturmak için dikey olarak istiflenen daha geniş odunlaşmış hücrelerdir. Ksilem özünün akabileceği boşluklara sahip olan özel hücre uç yapıları olan delikli plakalarla birbirine bağlanırlar. Delikli plakaların daha büyük çapı ve daha verimli yapısı, damar elemanlarından oluşan damarların çok daha büyük miktarda özü hareket ettirebileceği anlamına gelir. Çoğu angiospermler veya çiçekli bitkiler hem trakeite hem de damar elemanlarına sahiptir.
Minerallerin aktif taşınması, köklerden yapraklara su basıncı gradyanı oluşturur
Su bitkiye geçirgen kök hücrelerden pasif olarak girerken, mineralleri ksileme taşımak için aktif taşıma gerekir. Köklerde ortaya çıkan yüksek çözünen konsantrasyonu, ksilem içindeki suyun basınç potansiyelinde gradyan yaratır, köklerde daha yüksek basınç ve çözünen maddelerin daha az konsantre olduğu bitkinin başka yerlerinde daha düşük basınç oluşur. Su daha sonra daha düşük basınç alanlarına doğru hareket edecektir; bununla birlikte, bu gradyan, ksilem yoluyla özün genel taşınmasına yalnızca küçük bir katkı sağlar.
Su molekülleri üzerindeki fiziksel kuvvetler, sıvıyı ksilem içinde tutar
Ksilem özünün bir bitki aracılığıyla taşınması, kısmen suyun kendisinin bazı fiziksel özellikleriyle mümkün olur. Özün ksilem yoluyla taşınması için kohezyon-gerilim hipotezi ilk olarak 1890'larda önerildi. Su molekülleri arasındaki uyum nispeten güçlüdür çünkü bir su molekülünün üç atomu da diğer su molekülleri ile hidrojen bağı oluşturabilir. Bu, yapraklardaki transpirasyonel çekmenin, bir zincirdeki bağlantılar gibi köklere kadar ksilem boyunca su moleküllerini etkileyebileceği anlamına gelmektedir.
Diğer bir kuvvet olan yapışma, su moleküllerinin, yapraktaki mezofil hücrelerinin hücre duvarları gibi bitki içindeki yüzeylere yapışmasını sağlar. Su moleküllerinin ksilem damarlarının duvarlarına yapışması, stomalar kapandığında ve terlemenin oluşturduğu gerilim durduğunda bitki özünün köklerden aşağıya ve bitki dışına sızmasını engeller.