לכו רגע לברז המטבח ובדקו אם יש בו מים. הם הגיעו מהר, לא? קבלו דרך נוספת אך איטית להחריד להפקת מים מ...עלים! רק אל תשתו אותם בסוף הניסוי, טוב?
ציוד
● 4–5 עלים הצומחים על שיח או עץ (לא לקטוף צמחים מוגנים)
● שקית ניילון עם אפשרות סגירה, כגון שקית לכריכים
● נייר דבק לאיטום
● סבלנות
מהלך הניסוי
את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון:
הסבר
כאשר אנחנו עוטפים עלים חיים של צמח בשקית ניילון סגורה ואטומה, אנחנו רואים טיפות מים שמצטברות על דפנות השקית. בשעות הראשונות אלו טיפות קטנטנות, וכעבור שעות אחדות כבר מצטברת בתחתית השקית כמות מים נאה. איך המים האלה הגיעו אל העלים, ואיך הם יצאו מהם?
על פני העלה יש פתחים קטנים ורבים מאוד שנקראים פִּיוֹניות, שדרכם אוויר מהסביבה נכנס לרקמות העלה. החמצן שבאוויר משמש את התא לנשימה, והפחמן הדו-חמצני משמש לתהליך שנקרא פוטוסינתזה. בתהליך הפוטוסינתזה הצמח יוצר מזון משני חומרים: הפחמן הדו-חמצני שמקורו באוויר, ומים שהצמח שואב מהאדמה בעזרת השורשים. הצמח משתמש באנרגיית אור השמש כדי לפרק מולקולות של מים ופחמן דו-חמצני ולבנות מהן מולקולה חדשה שנקראת גלוקוז, שהיא סוג של סוכר. הגלוקוז משמש כמזון לצמח ולבעלי החיים שאוכלים אותו. למעשה, גלוקוז הוא הפחמימה הנפוצה והחשובה ביותר על כדור הארץ.
אך שוד ושבר! תנועת האוויר דרך הפיוניות אמנם מכניסה לצמח את הפחמן הדו-חמצני הדרוש לו, אבל גם גורמת לאידוי של מים הנמצאים בצמח אל האוויר המגיע מהסביבה, שהוא לרוב יבש יותר. מים יקרים שהגיעו מהשורשים לעלים, ואשר נחוצים לצמח לצורך תהליך הפוטוסינתזה, מתאדים ויוצאים ממנו דרך הפיוניות. התהליך של איבוד מים מהעלה דרך הפיוניות נקרא דִיוּת (transpiration), והוא תופעה לא רצויה לצמח. אם השמש חזקה מספיק, הצמח עלול אפילו להתייבש.
לפיכך, צמחים פיתחו שיטות לקלוט פחמן דו-חמצני מן האוויר שסביבם ולאבד תוך כדי כך כמות קטנה ככל האפשר של מים. בראש ובראשונה, הפיוניות עצמן, הפתחים הזעירים שבפני העלה, אינן פתוחות תמיד, אלא הן מסוגלות להיפתח ולהיסגר לפי הצורך. למשל, בשעות הלילה, בהיעדר אור השמש, הצמח אינו מבצע פוטוסינתזה. לכן הפיוניות יהיו סגורות, פחמן דו-חמצני לא ייכנס לעלה ואדי מים לא יצאו ממנו. נוסף על כך, הצמח יכול לסגור או לפתוח את הפיוניות בהתאם למצבו ולתנאי הסביבה. למשל, אם מזג האוויר חם והצמח סובל ממחסור במים, הצמח יכול לסגור את הפיוניות ולמנוע איבוד מים.
פיונית על עלה של צמח עגבניה כפי שצולמה במיקרוסקופ אלקטרונים. | צילום: Photohound wikipedia
גם מבנה הפיוניות ומיקומן עוזרים לצמח לחסוך במים. למשל, בצמחים מסוימים הפיוניות שקועות בתוך רקמת הצמח. כך הן אינן חשופות ישירות לקרינת השמש, ואיבוד המים דרכן מצומצם יותר. מאותה סיבה, לצמחים רבים יש פיוניות רבות יותר בצד התחתון של העלה מאשר בצד העליון.
איך הגיעו המים לשקית?
המים הצטברו בשקית בתהליך דומה לזה שקורה כשאנחנו נושפים על מראה. האוויר שאנו נושפים מכיל אדי מים. אם ננשוף על מראה כמו שראינו בסרטון, יופיעו עליה טיפות קטנטנות. אלה הם אדי מים שהתעבו במגע עם משטח המראה הקריר. בניסוי שלנו המים שבעלים מגיעים לפיוניות, יוצאים מהן בצורת אדי מים ואז מתעַבִּים, כלומר הופכים שוב לנוזל, כשהם מגיעים לדופן הקרירה של השקית. הטיפות הקטנות שעל דופן השקית מתלכדות זו עם זו ויוצרות טיפות גדולות יותר, שזולגות ומצטברות בתחתית השקית.
