一个繁茂的树必然会有十分潮湿的环境,走在植物繁杂的地方。不久后头上就会感觉很潮湿,说明这里水蒸气分布很多,这又是为什么呢?水蒸气的出现是否和植物相关呢?
首先产生水蒸气的原因确实是因为植物而产生的是因为他们叶片上的气孔会冒出水蒸气,而植物的其他部分如茎同样也能产生水蒸气,因为植物表面上具有透气性,不过茎相较于叶,散失的水蒸气没有叶多,而纵观植物这一生,他们吸收的水分里排出的水分要占比吸收的水分的95%~99%,而保留下来的水分只占比1%~4.5%左右,这也说明他们吸收的水分大部分都是多余的,可植物为什么要去吸这么多的对它没有用的水分?
而这其中就要与我们今天探讨的蒸腾作用有关,从树的表面排出的水是气化的水蒸气,这也说明水是从液态转化为气态,而在此之中需要用热量的蒸发反应才能完成,也说明植物从吸收水分到排出水分这一轮回中是在吸取热量的,我们也可以推测植物最终排出的水蒸气也顺带带走了植物体内的一部分热量,而在此之中还起到了一个重要的作用,也就是作为将水分向上的动力系统,这个运动力系统主要在于产生浓度差而导致逆地心引力向上的一个动力作用,可以让水分从地下向上升起于各个植物部位,再从而排出热量,这也是植物特有的对水的利用,进一步促进了自然界的水循环。
而蒸腾作用是如何产生循环的呢?从刚刚的逻辑推理,我们可以猜测,首先要产生蒸腾作用,需要水分,而吸收水分的部位为向土里扎根的根,而根部吸收完水分向上运输到茎,而茎在运输到叶然后由叶子产生蒸腾作用,而这些水同样可以供植物产生光合作用,在此之中土溶液从根毛细胞渗透,一直到根的成熟区,然后来到茎,在这其中就牵扯到了另一个重要的作用,也就是渗透,渗透作用就是外部的养分通过植物表面上的细胞,和细胞之间的连接渗透到植物体内,其主要来源于细胞膜,而将水分转移,主要来源于导管细胞组成的导管,导管是将整个植物体各个部位连接的一个中空体它足够细也就是我们所说的毛细现象而其中会产生牵引力导致水分的向上转移,而导管之外,水分还可以通过细胞之间的缝隙来回穿梭。
由此我们便可总结出一个完整的运输动力系统的过程,首先在土壤中的水分被根毛吸收。随后传入皮层与内皮层和中柱鞘再进入过根管或根管细胞中,然后进入茎的导管,顺着导管进入叶柄的导管,叶柄导管的进入叶脉导管,最后进入叶肉细胞,然后来到了叶细胞的间隙,进入气孔,最后由气孔排进大气内,而在此之中,水已经由液态吸收完热量之后转化为气态,也就完成了一轮蒸腾作用。我们要知道这一系列的主导的力,都是来源于叶片所产生的蒸腾压力(主)与其他的根压动力,和植物体内代谢耗水的力量(次)。
至此,我们便可总结出蒸腾作用的主要作用。首先他带动了植物上下的运行,它不仅带走的植物体内的热量以及一些水分也间接性的相当于拯救了植物的生命。但植物产生中统作用也要源于地形环境。例如沙漠中的神奇植物就不会产生蒸腾作用,因为他们本来摄取的水分量就特别的少,也就衍生出了储存水的功能,以保进行光合作用,而像水生的植物就可以利用水的充足很好的去进行蒸腾作用,来去带动植物体的循环。
而另外叶片不只会产生水蒸气,有时还会产生液态的水珠,这是因为植物体有时水分吸收的过多影响自身代谢,而且蒸腾作用也蒸发不完全于是它会将水分顺着细胞向外排出而水含量里含有无机盐她皮套平衡体内的营养含量,避免失调造成停止代谢的代价,且一般有吐水行为的植物内分泌系统和处理系统较为强劲的植物才能有。也需要环境的水分多元,像沙漠这种水分极少的环境下,植物是不可能出现的吐水的情况。
最后我要说蒸腾作用是植物生命运转周期的一个重要部分,与动物不一样的是动物能通过身体汗毛排出体内部分热量与水分而生命如果缺少这一项散热系统,那么生命体就会像一个活着桑拿房或烤炉体内的温度会随着只进不出的热量越来越多慢慢各个系器官就会被烤熟直至死亡和衰竭就像吃饭一样如果没有饱腹感那么一直吃就会被香喷喷的美食所城堡造成一个很坏的结局,除非有常人管控,否则就等同于自杀,这也是生命的神奇之处每一道程序看着平平无奇其实都有保命的重大作用蒸腾作用亦是如此。植物吸收营养其实是偏被动的,只能等待阳光或雨水。虽然他在努力进化,但还是太有局限性了,而动物却可以靠行走和一系列解决嘴里的食物的功能自由性的达成了补充营养的结果,且不需要繁杂的工序分解转化成为有机物。
所以植物在不具备动物这一种向对自由的处理功能下,衍生出了这样一套蒸腾作用的系统是多么神奇!