Flere krefter kan bidra til vanntransporten
I karplanter er det flere krefter og prosesser som kan bidra til å transportere vannet oppover mot bladene: rottrykk, kapillarkrefter og transpirasjon.
Rottrykk
Når røttene aktivt tar opp mineralnæring fra jorda, følger vannet etter ved osmose. Dette skaper et rottrykk som presser vannet oppover i vedrørene.
Du har kanskje observert at det enkelte morgener kan være små vanndråper i bladkantene, slik som på bildet? Dette fenomenet kalles guttasjon og er et resultat av rottrykket. Plantene kan ta opp mineraler fra jorda om natta, og dersom jorda er tilstrekkelig fuktig, følger vannet etter. Rottrykket presser ut vanndråper som blir hengende på bladoverflaten på grunn av manglende fordamping.
Kapillarkrefter
Vann har en tendens til å stige i tynne rør, slik videoen nedenfor viser. Fenomenet skyldes kapillarkrefter, som er tiltrekningskrefter mellom vannet og rørveggen (adhesjon) og mellom vannmolekylene (kohesjon).
Har du prøvd dette?
Sett to glass inntil hverandre, og fyll det ene med vann. Rull sammen et tørkepapir, og plasser den ene enden i glasset med vann. Den andre enden plasserer du i det tomme glasset. La stå en times tid. Observer og forklar.
Transpirasjon
Vann fordamper fra bladene gjennom spalteåpninger på overflaten. Denne fordampingen kalles transpirasjon.
Når vann fordamper gjennom spalteåpningene, etterlater det seg et rom der konsentrasjonen av vanndamp har blitt lavere. Fordampingen skaper altså et lavere trykk, et undertrykk. Undertrykket gjør at vann suges inn fra vedrørene for å erstatte vannet som har fordampet.
Du har sikkert selv erfart at undertrykk kan få vann til å stige i et rør: Når du suger luft ut av et sugerør i et glass med vann, lager du et undertrykk som gjør at vannet forflytter seg oppover i sugerøret.
Transpirasjons-kohesjons-teorien
Hvordan samvirker så de ulike fysiske kreftene for å gjøre planten i stand til å transportere mengder av vann, mot tyngdekraften, uten nevneverdig bruk av energi?
Ifølge den rådende forklaringsmodellen er transpirasjon "motoren" i vanntransporten. Transpirasjon skaper et undertrykk som suger opp vann fra vedrørene.
Når transpirasjonen trekker i vannet i den ene enden, følger hele vannsøylen etter fordi vannet "henger sammen". (På samme måte følger hele snora etter når du drar i den ene enden av ei snor.) Sagt på en annen måte: Undertrykket forplanter seg nedover i stengelen/stammen, helt til rota, på grunn av kohesjonen i vannet. Adhesjon mellom vannet og veggene i vedrørene bidrar også til å holde vannsøylen sammen.
Rottrykket dytter på nedenfra. Hos små planter kan summen av rottrykk og kapillarkrefter være tilstrekkelig til å løfte vannet opp til bladene. De fleste observasjoner tyder imidlertid på at vannet ikke presses opp til bladene, men trekkes opp.
Tenk gjennom
Hvorfor gir hver av disse observasjonene støtte til transpirasjons-kohesjons-teorien?
Når det kommer en luftboble inn i et vedrør, stopper vanntransporten i vedrøret.
Når du sager av stammen på et tre, kommer det ikke vann piplende opp av stubben. (Unntaket kan være om du sager av stammen nær bakken.)
Diameteren på et tre endrer seg i løpet av døgnet. På dagtid, når transpirasjonen er høyest, krymper stammen. Om natta, når transpirasjonen er lavest, øker diameteren på stammen.
Vedvevets oppbygning og funksjon
Vedvevet er bygd opp av parallelle vedrør som strekker seg fra rota og helt ut i bladene. Vedrørene er bygd opp av vedrørceller som er stablet oppå hverandre. De kan variere i utseende, men har noen viktige fellestrekk:
Cellene er døde og har mer eller mindre åpne endevegger.
Veggene inneholder mye av stoffet lignin. Lignin danner ofte ringer eller spiraler som forsterker og stiver av veggene.
Tenk gjennom
Hvilken betydning har det for funksjonen at vedrørcellene er døde og har åpne endevegger?
Hvorfor er det bedre med mange tynne rør enn færre store?
Hvilken funksjon kan det ha at veggene er forsterket med lignin? (Luftrøret ditt er et annet rør som er forsterket. Kan forsterkningen av luftrøret og vedrørene være lignende løsninger på samme problem?)
Relatert innhold
Nettside hos naturfag.no