Voda koju drvo upija iz zemljišta mora da pređe put od korena do listova, često kroz deblo visoko nekoliko metara, a kod velikih stabala i znatno više. Taj transport ne pokreće jedna pumpa, već složen sistem u kome zajedno učestvuju provodna tkiva, osobine molekula vode, pritisak i isparavanje sa površine listova. Najvažniji deo ovog procesa odvija se u ksilemu, tkivu koje formira neprekidnu mrežu kroz koren, stablo i grane.
Koren preuzima vodu iz zemljišta
Put vode počinje u zemljištu, gde se nalazi između čestica tla i oko korenovih dlačica. Korenove dlačice povećavaju površinu preko koje biljka može da preuzima vodu i rastvorene mineralne materije. Voda zatim prolazi kroz slojeve korena dok ne stigne do ksilema, glavnog provodnog tkiva za transport vode prema nadzemnim delovima biljke.
Kretanje vode kroz koren povezano je sa razlikama u koncentraciji rastvorenih materija i vodnom potencijalu između zemljišta, ćelija korena i unutrašnjosti provodnog sistema. Biljka aktivno reguliše sastav nekih delova ovog puta, pa koren nije samo pasivna cev kroz koju voda prolazi.
Kada voda dospe u ksilem, počinje njen duži put kroz stablo. Ksilemske cevi i traheide formiraju veoma tanke provodne puteve, raspoređene tako da povezuju koren sa granama i listovima. Njihova građa omogućava vodi da se kreće kroz stablo, ali istovremeno čini sistem osetljivim na prekide u neprekidnom vodenom stubu.
Za podizanje vode kroz visoko stablo važna je i činjenica da se proces stalno povezuje sa gubitkom vode iz listova. Dok se voda uklanja sa površine listova, u ksilemu se stvara napetost koja se prenosi kroz vodeni stub prema nižim delovima biljke. Tako se transport vode odvija kao povezan proces od zemljišta do listova, a ne kao odvojeno podizanje vode u svakom delu stabla.
Ksilem formira put kroz celo drvo
Ksilem se može zamisliti kao mreža veoma uskih kanala koja prolazi kroz drvo. Njegove provodne ćelije imaju zidove ojačane ligninom, što im omogućava da zadrže oblik i podnesu sile koje nastaju tokom transporta vode. Kod mnogih drvenastih biljaka važne su posebno traheje i traheide, kroz koje voda prelazi iz jednog dela provodnog sistema u drugi.
Voda se kroz ove uske kanale ne ponaša kao kuglice koje se guraju jedna za drugom. Molekuli vode međusobno se privlače, odnosno pokazuju koheziju, a istovremeno se prijanjaju za zidove provodnih elemenata. Ta svojstva pomažu održavanju neprekidnog vodenog stuba duž velikog dela stabla.
Isparavanje iz listova pokreće glavni tok
Listovi stalno gube deo vode procesom koji se naziva transpiracija. Voda isparava iz vlažnih površina unutar lista i zatim napušta biljku kroz sitne otvore, uglavnom stome. Kada voda odlazi iz lista, u njegovim tkivima nastaje niži vodni potencijal, odnosno veća potreba da se nova voda povuče iz provodnog sistema.
Zbog kohezije molekula vode, promena koja nastaje pri vrhu biljke može se prenositi duž vodenog stuba u ksilemu. To stvara osnovu za koheziono-tenzioni mehanizam, prema kome transpiracija stvara silu koja povlači vodu naviše. U tom smislu listovi imaju mnogo aktivniju ulogu nego što bi se moglo zaključiti samo posmatranjem stabla.
Brzina transporta zavisi od spoljašnjih uslova. Topao i suv vazduh može povećati gubitak vode, dok visoka vlažnost vazduha smanjuje razliku koja podstiče isparavanje. Biljka zato otvara i zatvara stome i na taj način reguliše odnos između unosa ugljen-dioksida potrebnog za fotosintezu i gubitka vode.
Zašto voda može da stigne do samog vrha krošnje?
Kod visokih stabala transport vode zahteva da se vodeni stub održi kroz veoma dugu mrežu ksilema. Kohezija između molekula vode pomaže da se napetost prenosi kroz taj stub, dok građa provodnih ćelija omogućava da kanali ostanu prohodni. Visina stabla zato nije prepreka koju biljka savladava jednim snažnim pritiskom, već posledica fizičkih svojstava vode i kontinuiranog toka koji pokreće transpiracija.
Na transport utiče i raspodela otpora kroz različite delove provodnog sistema. Suženja, oštećenja ili mehurići vazduha mogu poremetiti tok. Pojava vazduha u ksilemu naziva se embolija i može prekinuti kontinuitet vodenog stuba u pojedinim provodnim putevima.
Biljke imaju različite načine da umanje posledice takvih prekida, a građa ksilema razlikuje se među vrstama. Neka stabla imaju veoma efikasan transport, dok druga ulažu više u otpornost na sušu i prekid toka vode. Zbog toga sposobnost visokog stabla da dopremi vodu do krošnje zavisi od čitavog sistema, a ne samo od njegove visine.
Transport vode kroz drvo zato predstavlja neprekidnu vezu između zemljišta, korena, stabla i listova. Koren obezbeđuje ulazak vode u biljku, ksilem formira provodni put, a transpiracija iz listova stvara glavni pogonski mehanizam za tok. Tek zajedničkim delovanjem tih procesa voda može da stigne do najviših delova krošnje i tamo omogući fotosintezu, rast i održavanje biljnih ćelija.
Šta se događa kada nema dovoljno vode?
Ako je zemljište veoma suvo, koren ne može da nadoknadi vodu koju listovi gube. Tada biljka zatvara deo stoma kako bi smanjila transpiraciju, ali time ograničava i ulazak ugljen-dioksida potreban za fotosintezu. Ako sušni uslovi potraju, vodni stub u ksilemu postaje pod većim naponom i povećava se rizik od pojave embolija.
Posledice se prvo mogu videti kao venuće listova, usporen rast i promena njihovog položaja. Dugotrajniji nedostatak vode može oštetiti provodni sistem i smanjiti sposobnost biljke da doprema vodu do udaljenih delova krošnje. Kod ekstremne suše problem može postati samoodržavajući: gubitak vode otežava transport, a slabiji transport dodatno povećava rizik od oštećenja tkiva.
