print logo

Xylemtransport

Transport av vann og næringssalter

Plantecellene er omgitt av en cellevegg og i den naturlige vannbalansen bygger det seg opp et turgortrykk i parenkymcellene. Plantevev kan bestå av opptil 95 % vann. Ved (xylem) inneholder opptil 75 % vann, mens vanninnholdet i frø varierer fra 5-15 %. Plantene tar opp vann fra jorda og avgir vann til atmosfæren ved transpirasjon. Det er en kontinuerlig fase mellom jord - plante - atmosfære og vannet følger en energigradient. I xylem er vannet under tensjon ved høy transpirasjon og under trykk ved rottrykksbetingelser. Gassbobler i xylem kan utvide seg, danner embolier og gjør at tensjonen forsvinner - et fenomen kalt kavitering. Ved høy transpirasjon eller frost kan vannsøylen i xylem bli brutt . Boblene som dannes vil raskt ekspandere inntil den treffer porer i veggen og vil danne en propp (emboli). Porene hindrer videre ekspansjon. Så lenge boblen bare består av vanndamp kan skaden repareres. Kommer det luft inn i røret kan seinere dannes det tylose (parenkymcelle som vokser inn i xylemet). Bevegelse av vann over en selektiv permeabel biomembran kalles osmose. Drivkraften for vanntransport er en gradient ivannpotensial - fra høyt potensial i jorda til lavt potensial i lufta omkring plantene. Vannet henger sammen i en fase pga. sammenhengskrefter (kohesjon) og vannet er festet til indre overflater ved vedhengskrefter (adhesjon). Vi kan også si at vannet følger en vannkonsentrasjonsgradient. Vann kan bevege seg gjennom membraner via vannporer (akvaporiner). Dette er vannkanaler laget av membranproteiner som kan fosforyleres og regulere vanntransporten. Fosfolipiddobbeltlaget er i seg selv ikke gjennomtrengelig for vann.

Fordampning av vann fra planter skjer

 
1) gjennom kutikula (ca. 10 %)
2) fra vannmettede overflater inne i bladet gjennom spalteåpninger (ca. 90%), som igjen bestemmer vanndamptrykket i intercellularrommene i bladet. Bare under ekstrem tørke vil vanndamptrykket være under metning inne i bladet.

Transportveien inn i rota til vedvevet (xylem)

Transportvei i rot

Vann og mineralnæringssalters vei inn i en rot vist i tverrsnitt. Rothår er epidermisceller med en utposning. Vann og mineralnæringssalter kan gå gjennom cytoplasma i cellene (symplast) eller via cellevegger og intercellularrom (apoplast). Ved endodermis hvor det er et Casparysk bånd som inneholder suberin tvinges vannet i apoplast over i apoplasten. I endodermis kan det finnes gjennomgangsceller som mangler Casparysk bånd. Rothårene og apoplasten gir store overflatearealer som gir effektivt opptak av vann med grunnstoffer.

Scholanders trykkammer

Scholanders trykkbome

Scholanders trykkbombe. Et avkuttet skudd plasseres i en trykkbeholder hvor man kan øke trykket. Ved kuttingen av skuddet vil vannet forsvinne vekk fra snittflaten. Trykket i kammeret måles når vannet i stengelen er presset tilbake ut til snittflaten som vist til venstre på figuren. Dette trykket anses for å være et mål på vannpotensialet i planten.

Det er også mulig å måle turogrtrykket i celler med en trykksonde med et tynt glasskappilar som stikkes inn i en plantecelle.

Adhesjon-, kohesjon-, tensjonsteorien er omdiskutert


Siden kohesjonsteorien for vanntransport i planter ble fremsatt i 1894 av Dixon og Joly har den bestått selv om den har blitt angrepet fra mange kanter. Se f.eks.
Canny, M.J. : A new theory for the ascent of sap - cohesion supported by tissue pressure. Annals of Botany 75 (1995) 343-357.
Zimmermann, U., Meinzer, F.C., Benkert, R., Zhu, J.J., Schneider, H., Goldstein, G., Kuchenbrod, E. & Haase, A. : Xylem water transport: is the available evidence consistent with the cohesion theory ? Plant Cell and Environment 17 (1994)1169-1181.
Av Halvor Aarnes
Publisert 3. feb. 2011 14:44 - Sist endret 14. feb. 2011 15:46