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Kapillarwirkung von Wasser in Pflanzen

Kapillarwirkung von Wasser in Pflanzen


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Herbst auf Blättern Bild von Maria Brzostowska von Fotolia.com

Pflanzen haben spezielle röhrenförmige Strukturen entwickelt, die es ihnen ermöglichen, Wasser von den Wurzeln im Boden zu wachsenden Trieben und Blättern durch einen als Kapillarwirkung bezeichneten Prozess zu transportieren. Wie Kapillarwirkung funktioniert, lässt sich am besten verstehen, wenn man die Elementarphysik des molekularen Zusammenhalts und der Oberflächenspannung in Wasser sowie ein Folgephänomen namens Miniskus kennt.

Molekulare Kohäsion und Oberflächenspannung

Die Wassermoleküle sind polar wie die eines Magneten. Der Begriff „molekularer Zusammenhalt“ beschreibt die gegenseitige Anziehung von Wassermolekülen. Der molekulare Zusammenhalt erzeugt eine Form von Spannung auf der Wasseroberfläche. Oberflächenspannung macht Regentropfen rund und es ist der Grund, warum Wasser Perlen bildet, wenn es auf Glas gegossen wird.

Meniskus

Wasser in einem Glas erscheint flach, außer am Rand. Der Rand des Wassers haftet an der Seite des Glases und steigt in einer leichten Kurve an. Dieser leicht erhöhte Rand des Wassers ist ein „Meniskus“. Wasser in einem Glas erzeugt einen konkaven Miniskus; Wenn das Wasser sorgfältig bis zum Rand gefüllt wird, damit der Miniskus nicht höher wird, bildet die Oberflächenspannung des Wassers einen konvexen Meniskus. Wasser in einem Glas ist kaum konkav. Wenn es jedoch in ein schmales Rohr gegeben wird, wird die Wasseroberfläche konkaver. Wenn das Wasser in ein Rohr gegeben wird, das so dünn ist, dass sich der Meniskus auf jeder Seite der konkaven Kurve berühren kann, erzeugt das Wasser ein weiteres Menisus und der Wasserstand steigt an. Dies ist eine Kapillarwirkung.

  • Pflanzen haben spezielle röhrenförmige Strukturen entwickelt, die es ihnen ermöglichen, Wasser von den Wurzeln im Boden zu wachsenden Trieben und Blättern durch einen als Kapillarwirkung bezeichneten Prozess zu transportieren.
  • Wenn das Wasser in ein Rohr gegeben wird, das so dünn ist, dass sich der Meniskus auf jeder Seite der konkaven Kurve berühren kann, erzeugt das Wasser ein weiteres Menisus und der Wasserstand steigt an.

Zellulose

Die Primärzellen von Pflanzen, einschließlich derjenigen, die das Gefäßsystem bilden, das Wasser durch Kapillarwirkung transportiert, bestehen aus Cellulose. Die "Ose" am Ende von Cellulose bedeutet Zucker. Pflanzenphotosynthese erzeugt Cellulose aus Wasser, Kohlendioxid und Sonnenlicht. Cellulosezellen sind wie Wasser polar. Wasser haftet an Zellulose wie an Glas im Inneren von Glasröhren.

Xylem

Xylem sind Gefäßgewebe mit einer röhrenförmigen Struktur, die in Holzpflanzen und Bäumen vorkommt. Die Kapillarwirkung in Xylem wird durch Transpiration unterstützt, die Verdunstung von Wasser aus Poren in Blättern und Pflanzenoberflächen. Durch die Transpiration bilden sich in den Innenwänden des Xylems Miniskusse, die für die Kapillarwirkung erforderlich sind. Die Kapillarwirkung wird auch durch den Aufwärtsdruck des Wassers in den Wurzeln unterstützt. Die Wurzeln gewinnen durch Osmose Wasser aus dem Boden.

  • Die Primärzellen von Pflanzen, einschließlich derjenigen, die das Gefäßsystem bilden, das Wasser durch Kapillarwirkung transportiert, bestehen aus Cellulose.
  • Die Kapillarwirkung in Xylem wird durch Transpiration unterstützt, die Verdunstung von Wasser aus Poren in Blättern und Pflanzenoberflächen.

Phoem

Phoem sind die Zellen in nicht holzigen Pflanzen, die Wasser durch Kapillarwirkung transportieren. Die langen, röhrenförmigen Phoemzellen sind durchgehend miteinander verbunden. Die Zellen haben keine Kerne. Die Zellen, die sie am Ende verbinden, sind wie ein Sieb mit zahlreichen kleinen Löchern geformt, durch die Flüssigkeiten von einer Zelle zur nächsten gelangen können.


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