Funcțiile de nutriție la plante

Elevii înțeleg procesele prin care plantele obțin, transportă și transformă substanțele nutritive.

Planta – o fabrică ce își produce singură hrana

Până acum ai învățat organele plantei pe rând. În acest capitol le vezi lucrând împreună, ca secțiile unei fabrici: rădăcina aduce materia primă, tulpina o transportă, frunzele o prelucrează, iar produsul finit hrănește toată planta.

Plantele au un mod de hrănire special, numit nutriție autotrofă — „auto” înseamnă singur, iar „trof” înseamnă hrană: își produc singure substanțele hrănitoare din substanțe simple, nehrănitoare (apă, săruri minerale, dioxid de carbon), folosind energia luminii. Animalele și omul au nutriție heterotrofă: nu își pot fabrica hrana și o iau de-a gata, mâncând plante sau alte animale.

Lanțul proceselor de nutriție la plante, în ordinea pe care o vei urmări pas cu pas:

• absorbția apei și sărurilor minerale din sol (rădăcina);
• transportul sevei brute spre frunze (vasele lemnoase din tulpină);
• fotosinteza – prepararea hranei în frunze, la lumină;
• transportul sevei elaborate spre toate organele (vasele liberiene);
• respirația – eliberarea energiei din hrană, în toate celulele vii.

Dacă oricare verigă se rupe — rădăcina fără apă, tulpina tăiată, frunzele fără lumină — întreaga fabrică se oprește.

Absorbția apei și a sărurilor minerale

Totul începe în sol. Perișorii absorbanți ai rădăcinii — milioane de prelungiri fine, strecurate printre firicelele de pământ — absorb apa cu sărurile minerale dizolvate în ea. Împreună, acestea formează seva brută.

Detalii care se cer și se punctează:

• perișorii absorbanți măresc enorm suprafața de absorbție: adunată, suprafața tuturor perișorilor unei singure plante de secară ar acoperi un teren de sport;
• planta poate absorbi sărurile minerale numai dizolvate în apă — de aceea îngrășămintele se împrăștie înainte de ploaie sau se udă după administrare; o pulbere uscată la suprafața solului nu ajută la nimic;
• absorbția merge bine în sol afânat, umed și aerisit: rădăcina respiră și ea, iar în sol bătătorit sau îmbibat prea mult timp cu apă perișorii mor.

Ce sunt sărurile minerale pentru plantă? Un fel de „vitamine”: cantități mici, dar absolut necesare pentru creșterea frunzelor, a rădăcinilor și a fructelor. Când solul sărăcește, plantele rămân firave și gălbui — semn cerut adesea ca exemplu de legătură dintre sol și sănătatea plantei. De aceea agricultorii îngrașă pământul cu gunoi de grajd sau compost, care îi înapoiază sărurile minerale consumate de culturi.

Urcarea sevei brute și fotosinteza

Din rădăcină, seva brută urcă prin vasele lemnoase ale tulpinii până la ultima frunză din vârful plantei — la copacii înalți, un drum de zeci de metri împotriva gravitației! Două forțe fac posibilă această performanță: apa este împinsă de jos de rădăcină și, mai ales, trasă de sus de transpirația frunzelor — pe măsură ce frunzele pierd vapori de apă, ele sorb apă nouă prin vase, ca printr-un pai.

Ajunsă în frunze, apa intră în marea „bucătărie” a plantei: fotosinteza. În celulele cu cloroplaste, la lumină, din apă și săruri minerale plus dioxidul de carbon intrat prin stomate, planta produce substanțe hrănitoare (zaharuri precum glucoza, depozitate adesea ca amidon) și eliberează oxigen.

Experimentele clasice care dovedesc fotosinteza — bune de povestit la evaluare:

• o plantă de apă ținută la soare degajă bule de gaz (oxigen); la umbră, bulele aproape dispar;
• o frunză acoperită parțial cu hârtie neagră, testată apoi cu iod, se albăstrește (semn de amidon) doar în zonele care au primit lumină — dovadă că fără lumină nu se produce hrană;
• frunzele pestrițe produc amidon doar în porțiunile verzi — dovadă că fără clorofilă nu există fotosinteză.

Transportul sevei elaborate

Hrana produsă în frunze nu rămâne acolo. Dizolvată în apă, ea formează seva elaborată, care circulă prin vasele liberiene spre toate organele plantei: spre mugurii care cresc, spre flori și fructe, spre rădăcina care nu-și poate produce singură hrana pentru că stă în întuneric.

Deosebirile dintre cele două seve — tabelul de aur al capitolului:

• seva brută: apă + săruri minerale; produsă prin absorbție în rădăcină; circulă prin vasele lemnoase; sens ascendent (în sus);
• seva elaborată: apă + substanțe hrănitoare; produsă prin fotosinteză în frunze; circulă prin vasele liberiene; sens în principal descendent (spre organele care consumă sau depozitează).

Unde ajunge hrana în plus? În cămările plantei: amidon în tuberculii cartofului și în boabele de cereale, zahăr în rădăcina sfeclei, ulei în semințele de floarea-soarelui. Toate aceste depozite s-au umplut prin vasele liberiene.

O dovadă istorică simplă: dacă unui copac i se scoate de jur împrejurul trunchiului un inel de scoarță (în care se află vasele liberiene), frunzele rămân verzi și continuă fotosinteza, dar rădăcina, lipsită de hrană, moare încet — și odată cu ea tot copacul. Așa s-a demonstrat că hrana coboară prin scoarță, nu prin lemn.

Respirația – eliberarea energiei din hrană

Hrana produsă prin fotosinteză este ca lemnul din magazie: degeaba îl ai dacă nu-l „arzi” ca să obții căldură. Respirația este procesul prin care celulele plantei desfac substanțele hrănitoare cu ajutorul oxigenului și eliberează energia din ele, energie folosită pentru creștere, absorbție, înflorire — pentru tot ce face planta. În urma respirației se elimină dioxid de carbon și vapori de apă.

Respirația se petrece în mitocondriile tuturor celulelor vii — din frunze, tulpină, rădăcină, flori, semințe — și nu se oprește niciodată, nici ziua, nici noaptea, nici iarna (doar încetinește la frig).

Bilanțul zilei și al nopții, întrebare frecventă:

• ziua: fotosinteza (intensă) + respirația (discretă) → per total planta produce mai mult oxigen decât consumă;
• noaptea: doar respirația → planta consumă oxigen și elimină dioxid de carbon.

Legătura dintre cele două procese închide cercul nutriției: fotosinteza construiește hrana și înmagazinează energia luminii; respirația desface hrana și eliberează energia — sunt procese opuse și complementare, ca încărcarea și descărcarea unei baterii. Semințele puse la încolțit respiră intens — de aceea depozitele de cereale trebuie aerisite, altfel boabele se încing și se strică.

Test — 6 întrebări ca la examen