Η σημασία των φυτών

Σωτήρης Σιδέρης

Οι φυσικοχημικές ιδιότητες του νερού το καθιστούν μοναδικό για την υποστήριξη της ζωής στη Γη. Η ζωή πρωτοεμφανίστηκε στο υγρό στοιχείο και έπειτα από πολλά χρόνια εποίκησε τη στεριά. Εξάλλου, η αναζήτηση της ζωής σε άλλους πλανήτες, γίνεται με κύριο κριτήριο την ύπαρξη νερού σε αυτούς, σε οιαδήποτε μορφή του. Το νερό αποτελεί ιδανικό διαλύτη για τα βιολογικά μακρομόρια, ενώ ως γνωστόν, το ενενήντα και πλέον τοις εκατό του περιεχομένου των κυττάρων είναι νερό. Η χημική του ουδετερότητα και η υψηλή θερμοχωρητικότητα (υψηλή αντίσταση στη μεταβολή της θερμοκρασίας του), αποτελούν ορισμένες μόνον από τις ιδιότητες του νερού που το κάνουν ιδανικό για την υποστήριξη της ζωής στη Βιόσφαιρα.

Ποια είναι όμως η προέλευση του νερού που υπάρχει στη Γη και ποια η πορεία του σε αυτήν; Πώς το νερό εισέρχεται στους ζωντανούς οργανισμούς και με ποιο τρόπο διασφαλίζεται η κυκλοφορία του, μεταξύ βιοτικού (οργανισμοί) και αβιοτικού (περιβάλλον) στοιχείου των οικοσυστημάτων;

Το νερό που κυκλοφορεί στην επιφάνεια της Γης, αλλά και τα υπόγεια ύδατα, προέρχονται εξολοκλήρου από τις λεγόμενες υδάτινες κατακρημνίσεις ατμοσφαιρικής προέλευσης, δηλαδή από τη βροχή, το χαλάζι και το χιόνι. Η πορεία του νερού μετά την κάθοδό του θα είναι στην επιφάνεια της Γης ή στο εσωτερικό αυτής, όπου και σχηματίζονται υπόγεια υδάτινα ρεύματα.

Η είσοδος του νερού στις Βιοκοινότητες κάθε οικοσυστήματος της στεριάς, δηλαδή στις τροφικές αλυσίδες, γίνεται με τη διαμεσολάβηση των φυτών. Τα φυτά, που αποτελούν τους παραγωγούς βιομάζας στα οικοσυστήματα, προσλαμβάνουν το νερό από το έδαφος με τη βοήθεια του ριζικού τους συστήματος. Το νερό ανεβαίνει στα άνω τμήματα των ριζών εξαιτίας των δυνάμεων συνοχής μεταξύ των μορίων του και των δυνάμεων συνάφειας που αναπτύσσονται μεταξύ του νερού και του αγγειακού συστήματος των ριζών. Στη συνέχεια, για την άνοδο του νερού στα ανώτερα τμήματα του φυτικού σώματος, υπεύθυνη είναι η Διαπνοή των φυτών.

Εχετε ποτέ αναρωτηθεί πώς το νερό ανεβαίνει σε φυτά ύψους δεκάδων μέτρων αψηφώντας τους νόμους της βαρύτητας; Αυτό επιτυγχάνεται χάρη στη «διαφορά δυναμικού» του νερού μεταξύ των ριζών των φυτών και των διαφόρων υπέργειων τμημάτων τους, που συντηρείται από το διαπνευστικό ρεύμα. Πιο απλά, το νερό εξατμίζεται από την επιφάνεια των πράσινων τμημάτων του φυτού μέσα από τα λεγόμενα στομάτια, από τα οποία άρχεται και η διαδικασία της Φωτοσύνθεσης. Το νερό που εξατμίζεται, αναπληρώνεται από άλλο που προσλαμβάνεται από το ριζικό σύστημα και έτσι δημιουργείται αυτό το ανοδικό ρεύμα ύδατος που εκτοξεύει το νερό σε μεγάλα ύψη, στο εσωτερικό του φυτικού σώματος. Σε αυτό το εσωτερικό, το νερό και οι διαλυμένες σε αυτό θρεπτικές ουσίες κυκλοφορούν σε πυκνό δίκτυο αγγείων με διαπερατά τοιχώματα, ανάλογο του αγγειακού συστήματος των ζωικών οργανισμών, που ονομάζεται Δίκτυο Ηθμαγγειωδών Δεσμίδων.

Κάθε φυτό, όταν φωτοσυνθέτει διατηρεί τα στομάτια των φύλλων του ανοικτά, διότι από εκεί προσλαμβάνεται το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας που χρησιμοποιείται κατά την φωτοσύνθεση. Με τα στομάτια ανοικτά όμως, αναγκαστικά χάνει και νερό, όταν η ατμοσφαιρική θερμοκρασία ευνοεί την εξάτμιση. Ετσι, η φωτοσύνθεση αποτελεί για τα φυτά «ευχή» και «κατάρα» συνάμα, αφού για να φωτοσυνθέσουν και να τραφούν, αναγκαστικά χάνουν νερό και συχνά κινδυνεύουν με μαρασμό και νέκρωση. Φυτά που διαβιούν σε ιδιαιτέρως θερμά περιβάλλοντα (ερημικά οικοσυστήματα), όπως οι κάκτοι, έχουν αναπτύξει προσαρμοστικούς μηχανισμούς για να αντιμετωπίσουν τις αυξημένες απώλειες ύδατος.

Η εξάτμιση του νερού από την επιφάνεια των φυτών, μέσω της διαπνοής, αλλά και από την επιφάνεια του εδάφους και της θάλασσας, επιστρέφει το νερό στην ατμόσφαιρα κλείνοντας τον Βιογεωχημικό του κύκλο. Τα φυτά με την αναπνοή των κυττάρων τους (καύσεις) «απελευθερώνουν» επιπλέον νερό, το οποίο ομοίως ανακυκλώνεται. Οι ζωικοί οργανισμοί επίσης με την αναπνευστική λειτουργία των κυττάρων τους, παράγουν νερό, συμμετέχοντας και αυτοί ως Καταναλωτές στην ολοκλήρωση του κύκλου του νερού.

Ακολουθήστε μας για όλες τις ειδήσεις στο Bing News και το Google News