Dòng Mạch Gỗ, hay còn gọi là dòng đi lên, đóng vai trò thiết yếu trong việc vận chuyển nước và các ion khoáng từ đất, thông qua hệ thống mạch gỗ của rễ, lên thân và đến mọi bộ phận của cây, đặc biệt là lá.
1. Cấu Tạo Chi Tiết của Mạch Gỗ
Mạch gỗ, thành phần không thể thiếu trong thân thực vật có mạch, được cấu tạo từ các tế bào đã chết, bao gồm hai loại chính: quản bào và mạch ống.
-
Hình thái cấu tạo:
-
Quản bào: Là các tế bào có hình dạng dài, được sắp xếp thành hàng thẳng đứng và gối đầu lên nhau, tạo thành một hệ thống dẫn truyền liên tục.
-
Mạch ống: Các tế bào mạch ống ngắn hơn quản bào, có vách ngăn ở hai đầu bị đục lỗ, tạo điều kiện cho dòng chảy dễ dàng hơn.
-
-
Đặc điểm cấu tạo:
-
Vách sơ cấp mỏng và có nhiều lỗ nhỏ: Tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển các chất qua lại giữa các tế bào.
-
Vách thứ cấp được lignin hóa: Lớp lignin giúp tăng cường độ bền chắc và khả năng chịu nước của mạch gỗ, đảm bảo cấu trúc không bị sụp đổ dưới áp lực lớn.
-
-
Cách sắp xếp của quản bào và mạch ống:
-
Các tế bào cùng loại nối tiếp nhau: Đầu của tế bào này khớp với đầu của tế bào kia, tạo thành những ống dẫn dài liên tục từ rễ lên đến lá, đảm bảo dòng chảy không bị gián đoạn.
-
Các tế bào khác loại liên kết ngang: Các lỗ bên của tế bào này khớp với lỗ bên của tế bào khác, tạo thành lối đi ngang cho dòng vận chuyển, giúp phân phối nước và khoáng chất đến các mô xung quanh.
-
2. Thành Phần Của Dịch Mạch Gỗ
Dịch mạch gỗ là một hỗn hợp phức tạp bao gồm nhiều thành phần quan trọng cho sự sống của cây:
-
Nước: Thành phần chủ yếu, chiếm phần lớn thể tích, đóng vai trò là dung môi và phương tiện vận chuyển chính.
-
Ion khoáng: Các ion khoáng thiết yếu như nitrat, photphat, kali, v.v., được hấp thụ từ đất và vận chuyển đến các bộ phận khác của cây để tham gia vào quá trình sinh trưởng và phát triển.
-
Các chất hữu cơ: Một lượng nhỏ các chất hữu cơ như axit amin, amit, vitamin, và các hoocmon thực vật (ví dụ: xitokinin, ancaloit) được tổng hợp ở rễ, đóng vai trò điều hòa và hỗ trợ các quá trình sinh lý của cây.
3. Động Lực Đẩy Dòng Mạch Gỗ Vượt Qua Trọng Lực
Câu hỏi đặt ra là, làm thế nào dòng mạch gỗ có thể di chuyển ngược chiều trọng lực từ rễ lên đến đỉnh của những cây gỗ cao chót vót? Câu trả lời nằm ở sự phối hợp của ba lực chính:
a. Lực đẩy (áp suất rễ):
Sự trao đổi chất tích cực trong tế bào rễ tạo ra các chất làm tăng nồng độ chất tan, dẫn đến tăng áp suất thẩm thấu và hút nước từ đất vào. Áp suất này tạo ra một lực đẩy từ dưới lên, hỗ trợ việc vận chuyển nước lên trên. Hiện tượng ứ giọt và rỉ nhựa là những minh chứng rõ ràng cho tác động của áp suất rễ.
b. Lực hút do thoát hơi nước ở lá:
Quá trình thoát hơi nước ở lá tạo ra một “áp suất âm” trong các tế bào lá, kéo nước từ mạch gỗ lên trên để bù đắp lượng nước bị mất. Đây là động lực chính và mạnh mẽ nhất thúc đẩy dòng mạch gỗ di chuyển.
c. Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ:
Các phân tử nước có khả năng liên kết với nhau thông qua liên kết hydro, tạo thành một chuỗi liên tục. Đồng thời, các phân tử nước cũng liên kết với thành mạch gỗ, giúp cột nước không bị đứt quãng và duy trì dòng chảy liên tục trong cây.
