Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν το δυναμικό του νερού στα ζωντανά κύτταρα;
1. Συγκέντρωση διαλελυμένης ουσίας (ψ.):
* Διαλυμένο χαμηλότερο δυναμικό νερού: Η παρουσία διαλυμένων ουσιών (όπως τα άλατα, τα σάκχαρα, οι πρωτεΐνες) μειώνει το δυναμικό νερού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι διαλυμένες ουσίες δεσμεύουν τα μόρια νερού, μειώνοντας το ελεύθερο νερό που διατίθεται για να μετακινηθεί.
* Υψηλότερη συγκέντρωση διαλυτής ουσίας =χαμηλότερο δυναμικό νερού: Όσο περισσότερες διαλυμένες ουσίες έχετε, τόσο λιγότερο ελεύθερο νερό είναι διαθέσιμο και όσο χαμηλότερο είναι το δυναμικό του νερού.
* Παράδειγμα: Εάν ένα κύτταρο έχει υψηλή συγκέντρωση σακχάρων, το δυναμικό του νερού θα είναι χαμηλότερο από ένα κύτταρο με χαμηλή συγκέντρωση σακχάρων.
2. Δυναμικό πίεσης (ψp):
* πίεση μέσα στο κελί: Η πίεση που ασκείται από το κυτταρικό τοίχωμα στα περιεχόμενα του κυττάρου (κυτταρόπλασμα και κενοτόπια) επηρεάζει το δυναμικό του νερού. Αυτή η πίεση ονομάζεται πίεση turgor.
* Η θετική πίεση αυξάνει το δυναμικό νερού: Ένα θετικό δυναμικό πίεσης (όπως σε ένα στροβιλισμένο κύτταρο) σημαίνει ότι το κύτταρο σπρώχνει πίσω στο νερό και καθιστώντας πιο πιθανό να μετακινηθεί έξω.
* Η αρνητική πίεση μειώνει το δυναμικό νερού: Ένα δυναμικό αρνητικής πίεσης (όπως σε ένα χαλαρό κύτταρο) σημαίνει ότι το κύτταρο είναι υπό τάση και καθιστώντας πιο πιθανό να αντλήσει νερό μέσα.
3. Βαρύτητα (ψg):
* ελάχιστη επίδραση στα περισσότερα κύτταρα: Ενώ η βαρύτητα επηρεάζει το δυναμικό του νερού, η επίδρασή του είναι γενικά αμελητέα στα περισσότερα ζωντανά κύτταρα λόγω του μικρού μεγέθους τους.
* μπορεί να είναι σημαντικό σε ψηλά φυτά: Σε πολύ ψηλά φυτά, η βαρυτική έλξη στις στήλες νερού στο Xylem μπορεί να έχει αξιοσημείωτη επίδραση στο δυναμικό του νερού.
4. Δυναμικό μήτρας (ψm):
* έλξη νερού προς κυτταρικά συστατικά: Το νερό μπορεί να δεσμεύεται με επιφάνειες εντός του κυττάρου (π.χ. κυτταρικά τοιχώματα, πρωτεΐνες). Αυτό το αξιοθέατο μειώνει το δυναμικό του νερού, καθώς κάποιο νερό διατηρείται στη θέση του και δεν είναι ελεύθερα διαθέσιμο.
* συνήθως μικρό αλλά σχετικό: Ο αντίκτυπος του δυναμικού της μήτρας είναι γενικά μικρός σε σύγκριση με το δυναμικό διαλυμένης ουσίας και πίεσης, αλλά μπορεί να είναι σχετική σε ορισμένες περιπτώσεις.
Συνολικά:
* Το νερό μετακινείται από υψηλό σε χαμηλό δυναμικό νερού: Το νερό φυσικά θα μετακινηθεί από περιοχές υψηλότερου δυναμικού νερού (περισσότερο ελεύθερο νερό) σε περιοχές χαμηλότερου δυναμικού νερού (λιγότερο ελεύθερο νερό).
* Οι παράγοντες αλληλεπιδρούν: Οι παράγοντες που αναφέρθηκαν παραπάνω είναι διασυνδεδεμένοι. Οι αλλαγές σε έναν παράγοντα μπορούν να επηρεάσουν τους άλλους. Για παράδειγμα, εάν ένα κύτταρο καταλαμβάνει νερό, το δυναμικό πίεσης θα αυξηθεί, το οποίο με τη σειρά του μπορεί να επηρεάσει την κίνηση περισσότερο νερού στο κύτταρο.
Σημαντική σημείωση: Οι συγκεκριμένοι παράγοντες που επηρεάζουν το δυναμικό νερού μπορεί να ποικίλουν ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου και του περιβάλλοντος του. Η κατανόηση αυτών των παραγόντων είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση των διαδικασιών όπως η όσμωση, η μεταφορά νερού σε φυτά και η ρύθμιση του όγκου των κυττάρων.
