Всмоктування води і мінеральних речовин корінням

Всмоктування води і солей відбувається головним чином в області кінчика кореня. Незалежно від тривалості життя рослини кінчик кореня весь час зростає, хоча в міру старіння коріння стають товщі і покриваються зовні корковим шаром. На зростаючому кінчику кореня є безліч дрібних кореневих волосків; кожен кореневої волосок – це виріст однієї клітини епідермісу. Кореневі волоски тісно пов’язані з окремим частинками, ґрунту; завдяки цьому здійснюється їх контакт з водою і розчиненими мінеральними солями, які у вигляді тонкої плівки обволікають частинки грунту.

Поглинання води корінням відбувається, мабуть, головним чином шляхом осмосу, хоча є деякі дані, що вказують на наявність активного перенесення. Як правило, концентрація розчинених речовин в протоплазмі вище, ніж в навколишньому коріння воді. У міру проникнення води в клітини концентрація солей в них знижується, і тому вода з цих клітин переходить в сусідні, поки не досягне центрального циліндра, або стели. Стебло містить провідну тканину, через яку вода піднімається вгору, до листя. Надлишок солей у воді навколо кореневих волосків змінює напрямок руху води так, що під дією осмосу відбувається вихід води з клітин кореня. Саме тому добрива потрібно вносити в правильній пропорції, інакше їх надлишок може привести до загибелі рослини через різке підвищення концентрації солей в грунті.

Потреба рослин в деяких складових компонентах грунту відома вже давно. Такими компонентами є азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірка та залізо. Відсутність будь-якого з цих елементів позначається на рослині певним чином, причому по змінам, що відбуваються в рослині, часто можна судити, який саме елемент відсутній в грунті. У великих садівничих і овощеводческих районах Каліфорнії якось було помічено, що, незважаючи на велику кількість добрив, що містять всі перераховані вище елементи, необхідні рослинам, якість плодів і овочів почав погіршуватися. Дослідження цього явища показало, що рослини потребують також мікроелементів: бору, марганцю, цинку, міді і молібдені. Рослини використовують мікроелементи в незначних кількостях; однак відсутність хоча б одного з них викликає захворювання рослин.

Проникнення солей в кореневі волоски відбувається, мабуть, шляхом активного переносу. Проста дифузія, безумовно, відіграє певну роль у цьому процесі, але спостереження показують, що всмоктування деяких мінеральних солей не припиняється і тоді, коли їх концентрація в клітині стає вище, ніж зовні. Виділення не становить серйозної проблеми для рослинного організму. Оскільки у рослин поживними речовинами служать головним чином вуглеводи, а не білки, то азотистих продуктів обміну майже не утворюється. Правда, якщо рослина довго перебуває в темряві й його запас вуглеводів виснажується, то починає використовуватися білок.

Це видно на прикладі проростає насіння. У подібних випадках азотисті сполуки, що утворилися при розпаді білків, не виділяються, а накопичуються; в подальшому ці сполуки можуть бути використані зеленою рослиною в процесі синтезу білка. Якщо в рослині накопичується надлишок мінеральних солей, то вони кристалізуються і в такому вигляді зберігаються в рослинних клітинах (а не виділяються, як це відбувається у тварин).

Процес всмоктування

У травному каналі в результаті хімічної обробки їжі утворюються водні розчини продуктів розщеплення харчових речовин, які надходять через епітеліальні клітини слизової оболонки в кровоносні і лімфатичні судини.

Шар їжі, прилеглий до стінок травного каналу, природно, в першу чергу перетравлюється при дії ферментів травних соків, відокремлюваних залозами, розташованими в слизовій оболонці, і продукти його розщеплення всмоктуються у міру перетравлювання. Тому в шарах їжі, віддалених від стінки травного капала, перетравлювання і всмоктування все більш зменшуються зі збільшенням відстані від слизової оболонки травного каналу.
Всмоктування – фізіологічний процес, властивий живим клітинам травного каналу, розташованим між зовнішнім і внутрішнім середовищем.
У шлунку відбувається тільки повільне всмоктування продуктів розщеплення вуглеводів, а також солей, води і алкоголю. У дванадцятипалій кишці всмоктується дуже невелика частина їжі, не більше 8 %.

Основним місцем всмоктування є худа і клубова кишки. Загальна усмоктувальна поверхня кишечника досягає у людини 5 м2.
Так як в слизовій оболонці кишечника є близько 4 млн. ворсинок, збільшують її поверхню в 8 разів, то вона досягає 40 м2. Але якщо врахувати, що на кожному квадратному міліметрі поверхні миготливого епітелію, що покриває ворсинку, є щеточная облямівка, що складається з 50-200 млн. циліндричних виростів цитоплазми, видимих тільки під електронним мікроскопом, то загальна всмоктувальна поверхня кишечника становить 500-600 м2.

У кожну ворсинку вступає від 1 до 3 дрібних артерій – артеріол. Кожна артеріола у людини розгалужується на 15-20 капілярів, розташованих безпосередньо під епітеліальними клітинами. Коли всмоктування не відбувається, велика частина капілярів ворсинки не функціонує, і кров з артеріол надходить безпосередньо в дрібні вени. Під час всмоктування капіляри ворсинок розкриваються, і просвіт їх розширюється. Поверхня капілярів становить приблизно 80 % поверхні епітелію, і, отже, епітелій кишечника стикається з кров’ю на великій поверхні, що сприяє всмоктуванню. Усередині ворсинки є і лімфатичний судину. Завдяки існуванню клапанів в лімфатичних судинах лімфа відтікає з ворсинки тільки в одному напрямку. До надходження лімфи в грудну протоку вона неодмінно проходить через один з лімфатичних вузлів.

У ворсинці є гладкі м’язові волокна і нервова мережа, поєднана з мейснеровском сплетінням, яке розташоване в підслизовому шарі. Ці гладкі м’язові волокна скорочуються. При цьому ворсинки стискаються, кров і лімфа з них вичавлюються, а після розслаблення ворсинок водні розчини поживних речовин проникають через епітеліальні клітини, тобто знову всмоктуються.
Скорочення і розслаблення ворсинок відбуваються протягом декількох годин після годування. Частота цих скорочень – приблизно 6 разів на 1 хв.

Ворсинка скорочується при дотику харчової маси до її основи. Скорочення викликається за участю мейснеровського сплетення і посилюється при подразненні чревних нервів. Соляна кислота витягує з слизової оболонки гормон Віллікінін, збудливий скорочення ворсинок, що збільшує всмоктування.
Цибуля, часник, перець, кориця у великих розведеннях збільшують активність ворсинок більш ніж у 5 разів.