Pflanzen nehmen große Mengen Wasser über ihre Wurzeln auf, verlieren aber den größten Teil davon durch die Transpiration, den Prozess, bei dem Wasser aus den Blättern der Pflanzen verdunstet. Für Gärtner, die es satt haben, ihre Gärten zu bewässern, um Pflanzen am Leben zu erhalten, kann der Verlust großer Wassermengen durch Transpiration für Pflanzen eine Belastung sein. Es ist jedoch auch der Mechanismus, der frisches Wasser aus den Wurzeln zieht und die Blätter kühl hält, was es für das Pflanzenleben unerlässlich macht.
Wurzeln
Die Transpiration beginnt in den Wurzeln der Pflanze, die Wasser aus dem Boden sowie darin enthaltene gelöste Nährstoffe aufnehmen. Bei allen außer jungen Wurzeln – wo das Wasser direkt in das Gefäßsystem gelangt – besetzt das Wasser, sobald es in die Wurzeln eindringt, die Zellen und die Räume zwischen den Zellen, bevor es in das Gefäßgewebe eindringt und seine Reise durch die Pflanze beginnt.
Gefäßgewebe
Pflanzen enthalten zwei Arten von Gefäßgewebe: Xylem und Phloem. Xylem ist das Gewebe, das Wasser und gelöste Mineralien von den Wurzeln bis zu den äußersten Blattspitzen nach oben leitet. Xylem beginnt als verlängerte Zellen, die Ende an Ende platziert werden. Wenn die Zellen sterben, lösen sich die Enden der Zellen auf, was zu einem einzigen langen Schlauch aus nicht lebendem Gewebe führt.
Transpiration ist der Mechanismus, der es dem Wasser ermöglicht, sich entgegen der Schwerkraft zu bewegen, um selbst bei den höchsten Pflanzen die obersten Blätter zu erreichen. Ähnlich wie bei einem Trinkhalm zieht die Transpiration Wasser aus den Blättern und zieht Wasser aus den Wurzeln, um es zu ersetzen. In einem feuchten Boden führt dieser Sog zu einer konstanten Versorgung mit frischem Wasser und mineralischen Nährstoffen.
Wasser verlässt das Xylem an allen Stellen entlang der Länge der Pflanze, um Wassermangel zu korrigieren. Beim Verlassen des Xylems fließt Wasser in den Blattstamm, verteilt sich durch die Blattadern und füllt die Zellzwischenräume. Dort gehen bis zu 99 Prozent des Wassers durch Transpiration verloren. (Siehe Referenzen 2)
Spaltöffnungen und Schutzzellen
Pflanzen müssen Kohlendioxid aus ihrer Umgebung aufnehmen und Sauerstoffabfälle abgeben. Sie tun dies durch Poren, die sich hauptsächlich an den Unterseiten der Blätter befinden, die als Spaltöffnungen bezeichnet werden. Jedes Stoma wird von zwei Schließzellen flankiert, die das Stoma öffnen oder schließen und die Transpiration direkt regulieren können. Bei heißen, trockenen Bedingungen schließen sich die Schließzellen häufig, um zu verhindern, dass die Pflanze zu viel Wasser verliert. Bei feuchten oder kühlen Bedingungen öffnen sich die Schutzzellen und ermöglichen den freien Durchgang von Gasen und Wasserverlust durch Transpiration.
Kutikula
Blätter enthalten auch eine wachsartige Beschichtung, die als Nagelhaut bezeichnet wird. Die Nagelhaut hilft, den Wasserverlust durch Transpiration zu begrenzen. Pflanzen, die in Umgebungen angebaut werden, in denen die Transpiration hoch ist – wie an Standorten in voller Sonne – entwickeln eine dickere Nagelhaut als Pflanzen, die an Standorten angebaut werden, an denen sie weniger transpirieren.