1 water door de plant in het kort. Een flink naaldbos op de Veluwe

docentenhandleiding, watertransport door de plant
water door de plant in het kort.
Een flink naaldbos op de Veluwe gebruikt op een zonnige dag tienduizenden
liters water. Het verbruik van water door planten geeft vaakt tot de verbeelding
sprekende cijfers. Maar waarom gebruiken planten eigenlijk water?
Water kom je overal in een plant tegen. Jonge plantencellen bestaan voor
zo’n 90% uit water. Alle chemische processen in de plant vinden eigenlijk
plaats in water. Ook de fotosynthese gebruikt een klein beetje water.
Stoffen zoals koolstofdioxide zijn in de lucht aanwezig in gasvorm. Om de
plantencel binnen te komen ‘vermengt’ het gas zich eerst met een heel dun
laagje water, een film, op de celwand.
Je kunt je voorstellen dat om vochtig te blijven als celwand, het niet handig is
om direct aan de buitenlucht blootgesteld te staan. Het is ook niet handig om
je aan de volle zon te presenteren. Daarom zitten de meeste huidmondjes van
een plantenblad aan de onderkant van het blad.
afbeelding: doorsnede plantenblad.
van boven naar onder: cuticula – waslaag, die plant beschermt tegen allerhande invloeden;
epidermis – laag van stevige cellen, biedt bescherming en geeft stevigheid (deze cellen
bevatten geen bladgroen, bendoigd voor de fotosynthese); pallisadeparenchym – cellen met
bladgroen, dicht op elkaar geplaatst; sponsparenchym – cellen met bladgroen en heel
onregelmatig oppervlak, waardoor oppervlaktevergroting plaats vindt dat meer uitwisseling
van gassen mogelijk maakt. Uitwisseling vindt plaats in intracellulaire ruimtes; de
huidmondjes zijn de opening naar de buitenwereld; de epidermis beschermt ook het blad
aan de onderkant; de vaatbundel levert het water af in het blad en neemt ook gevormde
suikers op voor het transport terug
1
docentenhandleiding, watertransport door de plant
En daarom zitten de cellen die CO2 vangen verborgen achter de huidmondjes.
De huidmondjes kunnen open en dicht en geven zo ook bescherming bij
extreme omstandigheden. Bijvoorbeeld als de verdamping van het water
sneller gaat dan de plant water op kan nemen op een hele warme dag.
Voordat het zover is op een warme dag zorgt water ook een hele tijd voor
verkoeling van de bladeren.
Water geeft een plant ook stevigheid. Bij de wortels komt het de plant in en
gaat zijn weg naar boven tot helemaal in het blad waar het overgrote deel van
het opgenomen water, ongeveer 90%, in verdampte vorm de plant weer
verlaat. Tot dat punt staat er dus een ‘massieve’ waterkolom. Verdampt er
onverhoeds toch meer water dan er kan worden opgenomen dan verwelkt de
plant.
demonstratie: neem wat kraanwater en doe er een paar scheppen zout
in. Pak een verse wortel en leg die in het water. Na enige tijd wordt de wortel
slap. Als je hem niet te lang laat liggen in het zoute water en in een bak met
gewoon water plaatst wordt de wortel weer stevig.
Hoe kan dat? Water heeft de eigenschap om te streven naar evenwicht. Het
zoekt naar een gelijke verdeling van zichzelf. Als er op de ene plek water is
met veel zout bijvoorbeeld en op een andere plek alleen water (of water met
minder zout erin opgelost). En alleen het water kan van die ene naar de
andere plek komen. Dan stroomt het water van de plek met een lage
concentratie zout naar de plek met een hoge concentratie zout. Het doel is de
concentraties gelijk te krijgen.
In de natuurlijke
situatie is de
concentratie zouten in
de wortel hoger dan in
het water in de bodem.
Daarom stroomt het
water de wortel in. De
plant kan er actief voor
zorgdragen dat de
concentratie zouten
hoger is in de
plantencel van de
wortels. Dit
verschijnsel creëert de
zogenaamde
worteldruk. Deze druk
stuwt het water een
klein beetje omhoog in
de plant maar nooit
genoeg om in het topje
van een boom te
2
docentenhandleiding, watertransport door de plant
komen bijvoorbeeld. Wel kun je worteldruk zien aan de waterdruppels van
gras in de ochtend. ’s Nachts is er wel worteldruk maar geen verdamping door
de plant en water komt dus wel de plant binnen, maar gaat er nauwelijks uit.
In gras raakt het water dan zo opgehoopt dat het op een gegeven moment uit
het blad wordt geperst. Een verschijnsel dat guttatie heet.
Water komt via het begin van de wortels (A) al heel snel bij het xyleem, ofwel
de houtvaten.
Deze houtvaten
vormen de
transportbanen
voor het water.
Het overgrote
deel van de
houtvaten bestaat
uit dode cellen die
allen aan elkaar
geschakeld zijn
en zo als het
ware een grote
bundel hele lange
rietjes vormen
waar het water
doorheen kan (B).
Het principe is dat
het water,
eenmaal in de
plant, door
cohesie bij elkaar
blijft, door
adhesie aan de
wanden van de
houtvaten ‘kleeft’
en dat door de
cohesieve kracht
en de verdamping
van het water in
het blad (C) de
waterdeeltjes
naar boven
worden
getrokken.
afbeelding schema van de transportbaan.
A. wortelhaartjes nemen water uit de bodem op. Het water in de bodem zit tussen de
bodemdeeltjes en de plant draagt actief zorg voor een stroom van water naar binnen toe. Het
water begeeft zich dan naar het xyleem (het systeem van de houtvaten)
3
docentenhandleiding, watertransport door de plant
B. de stam van de boom bestaat in het midden voor een groot deel uit houtvaten. Merendeel
dode cellen die fungeren als ‘rietjes’.
C. in het blad gaat het water vanuit de nerf over naar de cellen in het blad en verdampt het
uiteindelijk in de intracellulaire ruimtes waarvandaan het via de huidmondjes het blad verlaat.
afbeelding blad
een blad bestaat uit de
steel, die overgaat in de
nerf en de zijnerven. Dit
alles omgeven door
bladweefsel (zie
afbeelding doorsnede
blad)
afbeelding huidmondje
een opening, veelal onderaan het blad, omgeven door twee sluitcellen. In tegenstelling tot de
epidermiscellen hebben de sluitcellen wel bladgroenkorrels voor de fotosynthese. De sluitcel
heeft aan een zijde een verdikte wand. Zodra de cel zich vult met water trekt de cel door de
verdikking krom en opent zich.
mooie plaatjes, dwarsdoorsnedes en uitleg:
http://www.vcbio.science.ru.nl/virtuallessons/leaf/inleiding/
4