Život rostlin (i ostatních organismů) je neoddělitelně spjat s vodou stálou a nenahraditelnou složkou rostlinného těla. první rostliny vznikly ve vodním prostředí, kde velmi dlouho probíhala jejich evoluce; teprve před téměř 500 miliony let došlo k přechodu rostlin na souš Obsah vody v rostlinách Atraktivní Obsah vody v těle t rostliny představuje značně proměnlivou veličinu; je ovlivňován vnějším prostředím rostliny (dostupností vody), mění se během jejího života (se stářím rostliny se snižuje), stejně jako i v průběhu roku (nejvyšších hodnot dosahuje ve vegetačním období). průměrný obsah vody v rostlinných pletivech se pohybuje kolem 70 80% hmotnosti čerstvé biomasy, ve šťavnatých plodech a u vodních rostlin může tato hodnota přesáhnout i 95% naopak, zdřevnatělé části rostlin obsahují nejvýše 50 % vody, nejnižší množství vody mívají zralá semena (5 15%) 2

převážná většina rostlin nemá schopnost tolerovat větší ztráty vody, a tak musí udržovat relativně vysoký obsah vody ve svých pletivech zabezpečení dostatečně rychlého příjmu a vedení vody, stejně jako i přísná regulace výdeje vody patří mezi prioritní úkoly v životě rostlin Vlastnosti vody Atraktivní Voda má jednoduché chemické složení (H 2 O), unikátní chování jejích molekul však zajišťuje vhodné podmínky pro život na Zemi. H δ + δ - δ - O H δ + atom kyslíku je spojen se dvěma atomy vodíku jednoduchou kovalentní vazbou protože kyslík je elektronegativnější v porovnání s vodíkem, vyskytují se elektrony podílející se na vazbě ( ) častěji v blízkosti atomu kyslíku proto mají tyto kovalentní vazby polárn rní charakter oblast molekuly vody má v blízkosti kyslíku částečný (parciální) záporný nábojn boj, zatímco atomy vodíku získávají částečný náboj n kladný 3

díky polárnímu charakteru se mohou sousední molekuly vody svými opačnými konci (póly) vzájemně přitahovat prostřednictvím slabých vodíkových vazeb δ - δ + δ - δ + δ - δ+ δ - δ + vodíková vazba (vodíkový můstek) polární kovalentní vazba vodíkové vazby neustále vznikají a zanikají (s poločasem rozpadu méně než 10-9 s) propojením několika molekul vody vodíkovými vazbami vznikají shluky s časově velmi omezenou dobou existence tato složitá organizace polárních molekul vody je základem jejích mnoha pozoruhodných vlastností 4

Nezastupitelná úloha vody v životě rostlin (i jiných organismů) se projevuje v řadě funkcí: voda je nejdůležitějším rozpouštědlem a prostředím pro průběh životních procesů, hraje významnou roli při transportu látek v rostlinném organismu díky polaritě molekul může voda rozpouštět velké množství látek s polárními i méně polárními molekulami* (nejvíce ze všech známých rozpouštědel) to vodu předurčuje pro roli transportního média mnoha látek na úrovni buněk, orgánů i celé rostliny Na + Cl - Cl - Na + + Na + Cl - NaCl voda Cl - + Na+ např. voda zajišťuje transport rozpuštěných minerálních látek z půdy dřevní částí cévních svazků, stejně jako i produktů fotosyntézy, cukrů, z listů na místa spotřeby prostřednictvím floému cévních svazků 5

voda je v neustálém pohybu, protéká všemi buňkami a zajišťuje potřebnou hydrataci pletiv, která je nezbytná pro normální průběh biochemických a fyziologických procesů respirace, fotosyntéza, růst aj.; tvoří prostředí pro metabolismus rostliny, sama se přímo účastní mnoha reakcí* (fotosyntéza aj.), je potřebná pro činnost řady sloučenin, např. bílkovin plní důležitou termoregulační funkci, kdy díky vysokým hodnotám skupenského výparného tepla (voda má ze všech kapalin nejvyšší měrné výparné teplo asi 2,44 MJ kg -1 ) a vysoké tepelné vodivosti chrání rostlinná pletiva před důsledky prudkých teplotních změn (např. vypařování vody z listu pomáhá udržovat optimální teplotu pro průběh metabolických dějů a zabraňuje přehřátí listu) voda díky vysoké měrné tepelné kapacitě*** ***dokáže efektivně stabilizovat teplotní výkyvy v těle organismů i v jejich prostředí voda funguje jako účinný tepelný akumulátor, který dokáže přijmout nebo uvolnit velké množství tepla pouze s relativně malou změnou její vlastní teploty (např. přijímá teplo z různých chemických reakcí v buňce) Atraktivní 6

příjem tepla vede k rozbíjení vodíkových vazeb, při uvolňování tepla se naopak tyto vodíkové vazby tvoří voda hraje klíčovou roli i při přenosu tepla (na úrovni biotopu, krajiny i celé planety Země) mořsk ské proudy způsobují přenos 40 % tepla od rovníku k pólům; přenos zbývajících 60 % tepla zajišťuje atmosférické proudění voda má vysoké povrchové napětí*, což usnadňuje její vzlínavost (kapilaritu) v půdě i v tělech rostlin díky polaritě svých molekul dokáže voda přilnout k různým materiálům (má schopnost adheze neboli přilnavosti) a díky vzájemné soudržnosti molekul (= koheze** **) může v rostlinách voda v podobě souvislého sloupce stoupat vzhůru a překonávat zemskou přitažlivost obecně platí, že čím m je trubice (např. céva či cévice, jejichž vnitřní stěny jsou dokonale smáčivé pro vodu***) užší,, tím t m výše e vystoupá voda; voda přitom vystoupí (je nasávána ) jen do takové výše, až se gravitační síla vyrovná kapilárnímu vztlaku v cévici o poloměru 14,9 µm umožní kapilární síly zdvih vody do výšky jen asi 1 metru, v cévách (o průměru 50 až 100 µm) voda nevystoupá výš než 60 cm to je málo i pro vyšší byliny, natož pro vysoké stromy! Atraktivní 7

cévy adheze koheze transpirace dřevní část cévního svazku cévy jsou však zakončeny v mezofylu listu, přičemž voda z xylému přechází do malých prostorů mezi celulózovými vlákny v buněčných stěnách (tyto mikrokapiláry ry mají průměr 10-7 až 10-8 m), odkud se molekuly vody dostávají do intercelulárních prostorů mezofylu a průduchy ven z listu z výpočtů vyplývá, že mikrokapiláry ry stěn n mezofylových buněk k jsou schopny udržet i vodní sloupce výrazně vyšší než jsou nejvyšší stromy světa ta; v takové mikrokapiláře může vodní sloupec* vydržet bez přetržení tlak až 30 MPa 8

voda není stlačitelná a její nahromadění v buňce obklopené pevnou buněčnou stěnou vyvolá vznik tzv. turgoru (= tlakový potenciál, forma hydraulického tlaku); výrazně ovlivňuje růst rostlin, zejména v prodlužovací fázi růstu buněk, uplatňuje se při otvírání a zavírání průduchů, při transportu látek ve floému i v rámci buňky atd. voda se významně uplatňuje i v procesu oplození výtrusných rostlin (řas, mechorostů a kapraďorostů), vlastností vody využívají rostliny též k rozšiřování plodů, k různým pohybům apod. 9