Frunza. Alcătuirea frunzei. Funcțiile frunzei
Alcătuirea externă a frunzei
În general, o frunză are trei părți:
– o parte lată, numită limb;
– o codiță lungă și subțire, numită pețiol;
– o parte puțin mai lățită numită teacă, prin care frunza se fixează pe tulpină, câte una la fiecare nod.
Există și plante la care frunzele nu au cele trei părți.
Forma limbului nu este aceeași la toate plantele. Aceasta se poate constata ușor comparând între ele frunze de stejar, grâu, mușcată etc. Limbul frunzei poate fi întreg sau divizat (dințat, lobat etc.). Privind în zare limbul unei frunze, vedem o mulțime de vinișoare, nervurile. Ele se pot observa mai ușor pe partea inferioară a limbului unde ies în relief ca niște dungi. Nervurile sunt prelungiri ale vaselor lemnoase și liberiene din tulpină. Ele servesc la conducerea sevei brupte și sevei elaborate și țin limbul întins dând rezistență frunzelor. Pețiolul se prelungește în limb cu o nervură principală, ramificată în nervuri secundare.
Alcătuirea internă a frunzei
La suprafața limbului, atât pe fața superioară cât și pe cea inferioară, se găsește câte un strat de celule – epiderma. Printre celulele epidermei superioare, dar îndeosebi printre cele ale epidermei inferioare, se observă, din loc în loc, câte o pereche de celule de forma unor boabe de fasole, așezate cu scobitura față în față, lăsând între ele câte o mică deschizătură, prin care intră și iese aerul, formând o stomată.
Între cele două epiderme se găsește un țesut, alcătuit din mai multe straturi de celule cu grăuncioare verzi, ce conțin o substanță numită clorofilă.
Clorofila se formează numai în acele părți ale plantelor care cresc la lumină.
Cea mai importantă însușire a clorofilei este aceea de a absorbi o parte din razele soarelui.
În general, o frunză are trei părți principale: limb, pețiol și teacă. Frunza conține clorofilă, singura substanță capabilă să absoarbă energia solară.
Funcțiile frunzei
Frunza îndeplinește trei funcții însemnate în viața plantei: fotosinteza, respirația și transpirația.
1. Fotosinteza frunzei
Fotosinteza este singurul proces din natură prin care plantele verzi, în prezența energiei solare, transformă substanțele minerale în substanțe organice și pun în libertate oxigenul.
Formarea substanțelor organice. Apa cu săruri minerale, aobsorbită din pământ, se ridică prin vasele lemnoase ale rădăcinii, tulpinii, pețiolului și ale nervurilor până la frunze. Aici întâlnești dioxidul de carbon absorbit din aer, prin stomate. Din apă, săruri minerale și dioxid de carbon se formează substanțe organice (amidon, grăsimi și substanțe proteice) cu ajutorul energiei solare absorbită de clorofilă. Ămpreună cu apa, aceasta formează seva elaborată și prezintă hrana plantei.
Producerea substanțelor organice în frunzele verzi, din substanțe minerale, cu ajutorul energiei solare se numește fotosinteză.
Principala substanță hrănitoare preparată în frunze prin fotosinteză este amidonul.
Explicația este următoarea: numai părțile din frunză care nu au fost acoperite de staniol au venit în contact cu lumina și numai acolo s-a format amidonul care s-a colorat în albastru cu iodul. În frunzele verzi se mai sintetizează și alte substanțe organice, planta fiind o adevărată uzină chimică.
Cel mai important proces din viața plantei este fotosinteza, iar pentru îndeplinirea ei sunt necesari mai mulți factori: clorofila, energia solară, temperatura și medicul – locul unde trăiește planta – aceasta trebuie să conțină dioxid de carbon, apă și săruri minerale.
Lumina este foarte necesară pentru viața plantei. Planta ținută la întuneric se ofilește și moare. Lumina este factorul principal al fotosintezei. Aceasta începe la lumina foarte slabă și crește o dată cu creșterea intensității luminii, dar o lumină prea puternică face să scadă și apoi să înceteze fotosinteza.
În ce privește temperatura, se constată că fotosinteza începe la 0°C, crește până la 25-35°C, după care scade repede și încetează la 45-52°C. Influența temperaturii se poate urmări prin numărarea bulelor de gaz, emise la temperaturi diferite.
Apa influențează direct fotosinteza, fiind absolut necesară în prepararea substanțelor organice hrănitoare. Dacă scade cantitatea de apă din sol, scade și intensitatea fotosintezei. La plantele de cultură, prin irigații se poate asigura cantitatea de apă necesară fotosintezei, obținându-se recolte sporite.
Cunoscând necesitățile plantelor în săruri minerale, omul intervine prin aplicarea unor îngrășăminte chimice și naturale (bălegarul). Sărurile minerale măresc intensitatea fotosintezei.
Azi, în agricultură, alături de alte metode, se folosesc îngrășăminte organice și chimice pentru a obține producții ridicate la hectar.
Fotosinteza contribuie la menținerea constantă a compoziției aerului atmosferic. Dioxidul de carbon produs prin arderi și respirația viețuitoarelor s-ar acumula în cantitatea mare și ar deveni otrăvitor pentru organisme iar oxigenul ar scădea.
Recoltele sunt în legătură cu fotosinteza: în condiții optime de umiditate, temperatură și luminozitate, plantele dau recolte maxime.
2. Respirația frunzei
Plantele ca și animalele, respiră, adică iau din aer oxigenul și elimină dioxidul de carbon. Respirația nu se reduce numai la acest schimb de gaze. Ea este un fenomen mai complicat. Ajuns în celulele plantei, oxigenul arde unele susbtanțe organice, producând dioxid de carbon, apă și căldură (energie) necesară vieții plantei.
În semințe, ca și în celulele plantelor, are loc un consum de substanțe organice.
Toate organele plantei respiră: rădăcina, tulpina, florile, dar mai ales frunzele. Respirația se face fără încetare, ziua și noaptea, în tot timpul vieții. Când respirația încetează, planta moare, așa cum mor și animalele când nu mai pot respira.
Prin respirație, plantele produc energia necesară desfășurării proceselor care au loc în plante, cum ar fi: sinteza de substanțe organice, absorbția și conducerea substanțelor.
Factorii care influențează respirația sunt: temperatura, cantitatea de dioxid de carbon și de oxigen din aer, cantitatea de substanțe organice.
Temperatura. La cele mai multe plante, respirația începe la 0°C și crește cu temperatura până la 30-35°C când începe să scadă.
Oxigenul este foarte necesar în respirație. În aer el se găsește într-o concentrație de 21%. Dacă aceasta crește, crește și respirația până ajunge la 50%. Dacă concentrația este mai mare, respirația scade brusc. De asemenea, respirația scade brusc și atunci când în aer concentrația oxigenului scade sub 5%. Rădăcinile plantelor suferă deseori de lipsa de oxigen sau de concentrația prea mare de dioxid de carbon. Aceste condiții se întâlnesc în terenurile mlăștinoase sau bătătorite. Pentru a se asigura condiții bune pentru respirația rădăcinilor plantelor este necesară afânarea solurilor prin lucrări, cum sunt: aratul, grăpatul, lucrări cu cultivator etc.
Substanțele organice oxidate în respirație sunt zaharurile (glucoza rezultată din amidon).
3. Transpirația frunzei
Eliminarea apei sub formă de vapori se numește transpirație. Planta transpiră la nivelul epidermei ce acoperă toate organele plantei. Mai accentuată este transpirația prin stomatele frunzelor. Prin transpirație frunzele pierd apă, ceea ce determină venirea unei noi cantități de apă dinspre rădăcini. Transpirația ușurează drumul sevei brute de la rădăcină spre frunze. Datorită transpirației, seva brută din frunze se împrospătează mereu cu apă și săruri minerale necesare fotosintezei. Un rol deosebit de important în reglarea transpirației îl au stomatele. Ziua stomatele sunt larg deschise iar noaptea se închid. Se deschid, de asemenea, când planta este bine aprovizionată cu apă și se închid pe timp de secetă.
Condițiile de mediu care influențează transpirația sunt: umiditatea, temperatura, lumina etc.
Plantele care cresc în soluri umede au frunze mari, cu numeroase stomate. Ele pot transpira oricât de mult, găsind din belșug apă în pământ, care înlocuiește pe cea eliminată prin transpirație. Cu totul alte însușiri au frunzele plantelor care trăiesc în locuri uscate.
Frunzele acestor plante sunt mărunte și uneori se răsucesc în formă de cornet: ele au stomate puține. La unele plante frunzele sunt acoperite cu ceară (la varză) sau sunt păroase (la floarea-de-colț). Dacă solul este prea uscat, numărul frunzelor se reduce sau se transformă în țepi (la cactuși). Toate aceste modificări în alcătuirea frunzelor reduc pierderea de apă din plantă, împiedicând transpirația.
Oricât de numeroase ar fi mijloacele prin care se reduce transpirația plantelor, totuși seceta poate aduce pagube culturilor. Atunci când planta pierde prin transpirație o mare cantitate de apă, pe care nu o mai poate înlocui din lipsă de umezeală în sol, se veștejește, se usucă și moare.
Prin irigarea culturilor pe suprafețe cât mai întinse și prin selecționarea plantelor rezistente la uscăciune, omul poate învinge seceta.
Intensitatea transpirației crește cu temperatura numai până la 42-48°C, după care transpirația încetează.
La lumină transpirația este mult mai mare ca la întuneric, din cauză ca la lumină plantele absorb mai multă energie solară pe care, în bună parte, o transformă în căldură și aceasta mărește transpirația.
Sursă: Botanică, manual clasa a V-a – Prof. Alexandru Dabija, Prof. Aglala Ionel
