הצמחים בניגוד לבעלי חיים מבצעים שני תהליכים שונים: נשימה ופוטוסינתזה (הטמעה).

בתהליך הנשימה הצמח קולט חמצן ומשתמש בו כדי לפרק (חימצון) סוכרים בתא ויוצר אנרגיה לה הוא זקוק לפעילותו; תוצר לוואי לפעילות זו הוא הפחמן הדו חמצני (CO2) הנפלט לסביבה החיצונית. תהליך הנשימה מתבצע כל הזמן.

בתהליך ההטמעה הצמח משתמש באנרגיית השמש, מים ופחמן דו חמצני (חומרים שאינם אורגאניים) כדי ליצור סוכרים (חומר אורגאני); תוצר הלוואי לפעילות זו הוא החמצן הנפלט לסביבה החיצונית. תהליך ההטמעה מתרחש רק כשיש אור שמש או מקור אור בעל אורכי גל ועוצמה דומים.

מכיוון שבצמחי מים (שושנת מים לדוגמא) העלים מונחים על פני המים הרי שהפיוניות יהיו בצד הפונה כלפי האוויר (כלפי מעלה). בצמחים אלו אין בעייה של אספקת מים ולכן לצמח "לא אכפת" לאבד מים דרך הפיוניות (דיות- טרנספירציה). כפועל יוצא מכך לרוב יש לצמח הרבה יותר פיוניות מצמח יבשה. הפיוניות גם פחות רגישות למזג האוויר והן פתוחות כמעט תמיד- תאי השמירה האחראים על סגירת פתח הפיונית כמעט לא מתפקדים. גם הקוטיקולה השומרת מפני איבוד מים דרך העלה דקה הרבה יותר אך קיימת ותפקידה לדחות מים ושלמור את העלה והפיונות חופשיות.

בצמחים תת-מימיים (שקועים באופן מלא במים) יש מספר התאמות מיוחדות:
(1). הצמח לא זקוק לחוזק מכאני מכיוון שהוא "נתמך" ע"י המים. למעשה חוזק מכאני הוא תכונה שלילית במים כי החוזק  והקשיחות מונעים גמישות. צמח מים שיוצא לאוויר לא יוכל לעמוד זקוף.
(2). אין בעיית איבוד מים ולחילופין אין מגע עם האוויר לכן שוכבת הקוטיקולה המבודדת כמעט חסרה לחלוטין, אין פיוניות ותאי העלים סופגים מים, חומרי מזון וגזים מומסים היישר מהמים.
(3). כדי להגדיל שטח פנים של העלים לשם ספיגה מוגברת וכן להגדיל את הגמישות ולהקטין התנגדות למים- העלים מנוצים ומחולקים מספר רב של פעמים.

(4). מכיוון שהמים וחומרי המזון נספגים ישירות לתאים מהסביבה החיצונית, מערכת ההובלה בצמח (מערכת העצה והשיפה) פחות מפותחת מצמחי יבשה.
(5). מהסיבות שנזכרו למעלה גם מערכת השורשים לא מפותחת או חסרה. השורשים, במידה והם קיימים, משמשים בעיקר לעיגון.
(6). בצמחים רבים קיימים חללי אוויר לאורך הצמח ובהם חמצן ופחמן-דו-חמצני לשימוש הצמח.
יש חרקים שעברו אדפטציה והם מסוגלים בזמן שהם צוללים להשתמש באיבר יעודי דמוי מחט ולשאוב אוויר לנשימה.

לצמחי מדבר יש דרכים אחרות להתמודד עם תנאי הסביבה הקשים:
(1). חלק מהצמחים נמנעים מהיובש פשוט ע"י קיום מחזור חיים בו הם צומחים ופורחים דווקא בעונה הגשומה, בעונת היובש הם במצב זרע (חד-שנתיים), בצל או פקעת (גיאופיטים), במצב של נשירה (ללא עלים).
(2). לחלק מהצמחים יש מנגנון יעיל מאוד לקליטת מים מהסביבה- למשל טל לפנות בוקר או שורשים עמוקים ומסועפים.
(3). התאמת העלה להקטנת איבוד המים- עלים קטנים, עלים מסולסלים, הקטנת שטח הפנים, עלים שעירים.
(4). התאמת הפיוניות להקטנת איבוד מים- הפיוניות מועטות יותר ושקועות בתוך העלה- בצורה זו הן אינן חשופות לקרינת שמש ישירה והאידוי קטן, הפיוניות מצויות בעיקר בצד התחתון של העלה ואינן חשופות לקרינת שמש ישירה, הפיוניות פתוחות דווקא בלילה וסגורות ביום (לרוב קיים בצמחים בעלי עלים בשרניים).

התמונות נלקחו מויקיפדיה

 מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

7 תגובות

  • חסוי

    שאלה

    אז היכן נמצאות הפיוניות? אמנם יש הרבה מידע מעניין אבל בנושא העיקרי לא הבחנתי

  • חסוי

    מרתק

    זהו באמת מידע מעניין מאוד אך מה שאותי באמת מעניין זה כיצד הצמח (יבשתי) "יודע" לפתוח את הפיוניות בשעות היום בערבים ולסגור בשעות היום החמות. כמובן שהוא עושה זאת בשביל לאבד כמה שפחות מים בתהליך הדיות אבל כיצד הוא יודע? האם זה קשור בתגובת הצמח לטמפרטורה או האם מדובר במשהו אחר ?

  • חסוי

    תשובה

    כאשר העלה נחשף לגירוי של עור תרחש מעבר אקטיבי של יוני k+ אל תוך תאי הסגירה של הפיונית, ובעקבות הפרש הריכוזים מים עוברים באוסמוזה מתאי האפידרמיס לתאי הסגירה של הפיוניות, כתוצאה מכך גדל לחץ הטורגור בתאי הסגירה, והפיונית נפתחת

  • רמי

    מאוד מעניין

    במיוחד מעניין לדעת שזה גם הכיוון בגידול הידרופוני.

  • דרור

    לא ידעתי את זה - תודה על הסבר

    חידשתים לי תודהאהבתי את הרעיון, ושמח לדעת שיש עוד אלמנטים הקשורים לטבע ויכולים לעניין אותי מאוד

  • מאיר

  • גידי

    תגובה

    אכן מאמר מאוד מעניין וממצה,
    זה בוודאי יעזור לנו להבין יותר לעומק