식물이 물을 흡수하는 원리

식물이 물을 흡수하는 원리

식물이 물을 흡수하는 원리에 대해 알아보겠습니다. 식물은 광합성, 호흡 및 성장을 포함한 다양한 대사 및 생리적 과정을 위해 물이 있어야 합니다. 물은 식물 세포의 주요 구성 요소로 신선한 무게의 약 80~90%를 차지합니다. 적절한 물 공급이 없으면 식물은 생존, 성장 또는 번식할 수 없습니다. 따라서 식물이 물을 흡수하는 방법을 이해하는 것은 작물 생산성과 식량 안보에 필수적입니다.

 

식물의 수분 흡수

식물의 수분 흡수는 뿌리를 통해 이루어지며, 뿌리는 식물을 토양에 고정하고 물과 영양분을 흡수하는 역할을 하는 특수 기관입니다. 뿌리 체계는 종자에서 나오는 1차 뿌리와 종자에서 발생하는 여러 가지 측면 뿌리로 구성됩니다. 측면 뿌리는 넓은 표면적과 토양 수분과의 근접성으로 인해 대부분의 물 흡수를 담당합니다. 토양의 물 토양의 물은 토양 공극 공간으로 알려진 토양 입자와 유기물 사이의 작은 공간에 유지됩니다. 식물이 사용할 수 있는 물의 양은 토양의 질감, ​​구조, 깊이 및 물 보유 능력과 같은 다양한 요인에 따라 달라집니다. 식물은 토양 용액 형태의 물, 즉 미네랄과 영양분을 용해하고 흡수할 수 있는 물만 흡수할 수 있습니다. 식물이 물을 흡수하는 과정에는 확산, 삼투, 능동 수송을 포함한 여러 단계가 포함됩니다. 확산은 농도 구배에 의해 구동되는 고농도 영역에서 저농도 영역으로의 물의 이동입니다. 삼투는 용질 농도가 낮은 영역에서 용질 농도가 높은 영역으로 선택적 투과성 막을 가로지르는 물의 이동입니다. 능동 수송은 에너지가 필요한 농도 구배에 대한 물의 이동입니다.

 

뿌리 시스템

뿌리 시스템에는 뿌리털, 표피 세포, 피질 세포 및 내배엽 세포를 포함하여 수분 흡수를 촉진하는 여러 구조가 있습니다. 뿌리털은 뿌리의 표면적을 증가시켜 수분 흡수를 향상하게 시키는 작은 손가락 모양의 돌기입니다. 표피 세포는 뿌리에 있는 세포의 가장 바깥쪽 층으로 손상으로부터 뿌리를 보호하고 수분 흡수를 돕는 물질을 분비합니다. 피질 세포는 물을 저장하는 주요 장소로, 뿌리로 들어오고 나가는 물의 흐름을 조절합니다. 내배엽 세포는 식물로 물과 영양분의 이동을 조절하는 Casparian 스트립으로 알려진 선택적 장벽을 형성합니다.

 

이형성 및 대칭 경로

이형성 및 대칭 경로를 통해 수분 흡수가 발생합니다. 이형성 경로는 주로 뿌리털과 표피 세포에서 세포 사이의 세포외 공간을 통한 물의 이동입니다. 물은 세포벽과 세포외 공간의 연속체인 아포플라스트를 통해 이동하여 내배엽 세포에 도달하고 여기에서 카스파리안 스트립에 의해 차단됩니다. symplastic 경로는 인접한 세포를 연결하는 작은 채널 plasmodesmata에 의해 촉진되는 세포의 세포질을 통한 물의 이동입니다. symplast에 들어간 물은 내배엽 세포에 도달할 때까지 세포에서 세포로 자유롭게 이동할 수 있으며 여기에서 Casparian 스트립에 의해 차단됩니다. 일단 물이 내배엽 세포에 도달하면 식물의 혈관계로 들어가기 위해 카스파리안 스트립을 통과해야 합니다. Casparian 스트립은 물과 용질이 침투할 수 없는 왁스 같은 물질인 수베린의 밴드입니다. 따라서 물은 확산 또는 능동 수송에 의해 내배엽 세포를 통과하여 식물 전체에 물과 영양분을 운반하는 목부 용기에 도달해야 합니다. 목부 용기는 구조적 지지를 제공하고 부압 하에서 붕괴를 방지하는 두꺼운 리그닌 층이 있는 죽은 세포로 구성된 길고 속이 빈 관입니다. 물은 줄기를 통해 잎에서 수증기가 손실되는 증산에 의해 연속적인 흐름으로 물관부 용기를 통해 이동합니다.