6 דקות
מה שהולך לקרות בפרק הזה נשמע כמעט בלתי אפשרי: עץ אלון בשל מאבד ביום חם יותר מ-200 ליטר מים, ומים אלה עולים מהשורש עד לצמרת — בלי לב שדוחף אותם, בלי משאבה, בלי שום שריר. בסוף הפרק נדע בדיוק איך זה קורה, מה מניע את כל התהליך, ולמה בצחת שמש גם צמח שהושקה בבוקר עשוי לכמוש בערב.
נתחיל עם מבנה הבסיס. לצמח שלושה איברי יסוד: שורש, גבעול ועלה. השורש מעגן את הצמח באדמה, קולט מים ומינרלים, ולפעמים אוגר מזון. כאן חשוב לעצור ולתקן טעות שחוזרת על עצמה בבחינות — השורש אינו קולט מזון מוכן מהאדמה. הוא קולט מים ומינרלים כמו חנקן וזרחן, אבל המזון — הסוכר — נוצר אך ורק בעלים, בתהליך הפוטוסינתזה. האדמה מספקת חומרי גלם, לא ארוחה מוכנה.
הגבעול מחזיק את העלים בגובה המתאים לאור, ומשמש כמסלול תחבורה מרכזי. בתוכו עוברות שתי מערכות צינורות נפרדות לחלוטין. הגבעול מציב את העלה מול השמש, ושם — בתאים שמכילים כלורופלסטים — נספג האור ונוצר הסוכר. מהעלה גם יוצאים אדי מים, והבנת התהליך הזה היא לב הפרק.
עכשיו נדבר על מערכת ההובלה. כאמור, בגבעול שתי מערכות צינורות שפועלות בכיוונים שונים.
צינורות העצה מובילים מים ומינרלים מהשורש כלפי מעלה בלבד — אל הגבעול ואל העלים. מה שמיוחד בהם: הם בנויים מתאים מתים. הדפנות של תאים אלה התחברו ויצרו צינור חלול, ממש כמו קש שתייה. אין בהם תוכן חי — רק מעבר פתוח למים.
צינורות השיפה עובדים בכיוון הפוך: הם מובילים סוכר שנוצר בעלים אל כל חלקי הצמח — גם כלפי מטה, אל השורש. הם בנויים מתאים חיים. ניסוי פשוט שעוזר להמחיש: אם מכניסים גבעול סלרי לכוס מים צבועים, ולמחרת רואים את הצבע בעורקי העלים — הצבע עלה בצינורות העצה, כי הם אחראים להובלת מים וחומרים ממוסים כלפי מעלה.
אחרי שהבנו מה מוביל את המים, נשאלת השאלה שממנה התחלנו: מה מניע את המים לעלות? כאן נכנסים שני כוחות שפועלים יחד.
הכוח הראשון הוא הדיות — בעברית: טרנספירציה. מים מתאדים מהעלה דרך פתחים זעירים שנקראים פיוניות. כשמולקולות מים יוצאות, הן מושכות אחריהן את המולקולות שמתחתיהן — כמו שתייה בקשית. היציאה מלמעלה יוצרת מעין שאיבה שמגיעה עד לשורש.
הכוח השני הוא נימיות. מים נוטים לעלות מעצמם בצינור צר, בזכות היצמדותם לדפנות. ככל שהצינור צר יותר — כך הכוח חזק יותר. צינורות העצה דקים מאוד, ולכן הנימיות מסייעת למים לטפס.
שני הכוחות יחד — הדיות מלמעלה והנימיות מלמטה — מאפשרים למים להגיע לצמרת של עץ גבוה.
נכנס יותר לעומק לתפקיד הפיוניות. מדובר בפתחים זעירים שרובם נמצאים בצד התחתון של העלה. כל פיונית מוקפת בשני תאי סוגר שיכולים לפתוח או לסגור אותה. לפיונית שני תפקידים שפועלים באותו פתח: פחמן דו-חמצני נכנס לצורך הפוטוסינתזה, ואדי מים יוצאים בהדיות.
כאן ניתן להבין מדוע הצמח נמצא במתח תמידי: פיוניות פתוחות מאפשרות פוטוסינתזה, אבל גם מובילות לאיבוד מים. פיוניות סגורות חוסכות מים, אבל עוצרות את הפוטוסינתזה. זהו איזון עדין שהצמח מנהל כל הזמן.
ולמה רוב הפיוניות בצד התחתון של העלה? כי הצד התחתון פחות חשוף לשמש הישירה, חם פחות שם, ולכן האיבוד איטי יותר. מיקום כזה מאפשר לצמח לאזן בין קלט של פחמן דו-חמצני לבין פחות איבוד מים.
חשוב לזכור גם שהדיות אינה רק בזבוז — היא גם מקררת את העלה, כי אידוי לוקח חום.
נניח שנאטום את כל הפיוניות בציפוי אטים — מה יקרה? הפוטוסינתזה תיעצר כי פחמן דו-חמצני לא יוכל להיכנס, ובמקביל המים לא יתאדו, הדיות תיפסק, והמים לא יעלו מהשורש. הצמח יאבד שתי פונקציות חיוניות בבת אחת.
נעבור למאזן המים. מאזן המים הוא היחס בין מים הנקלטים בשורש לבין מים האבודים בדיות. כשהאיבוד גדול מהקליטה — החלוליות בתאים מתרוקנות, הלחץ הפנימי יורד, והעלים והגבעולים הרכים נכמשים. השקיה בזמן ממלאת את החלוליות מחדש, הלחץ חוזר, והצמח מזדקף.
כך אפשר להבין מה קורה כשצמח שהושקה בבוקר נכמש בערב של יום קיץ חם: לאורך היום החם הדיות היתה מהירה יותר מקליטת המים, החלוליות התרוקנו והלחץ הפנימי ירד. זה לא אומר שלא השקינו — זה אומר שהאיבוד עלה על הקליטה.
שיקול סביבתי חשוב: כשצמח נמצא במקום שרוי ברוח, הוא יאבד יותר מים מאשר צמח זהה שנמצא במקום מוגן. הרוח מסלקת את שכבת האוויר הלח שנוצרת סביב העלה ומאיצה את האיבוד. זה למה יום רוחות מייבש יותר.
לסיום — דוגמה שמקשרת ביולוגיה לטכנולוגיה. צמחי מדבר פיתחו התאמות שמצמצמות איבוד מים: שורשים ארוכים מאוד שמגיעים למים עמוקים, ושורשים רחבים ורדודים שקולטים כל טל וגשם קצר. שני הפתרונות מוצאים מים בסביבה יבשה. מכאן נולדה גם השקיה בטפטפת — טכנולוגיה שנולדה מהבנה ביולוגית: מים מגיעים ישירות לאזור השורשים ומצמצמים אידוי מהקרקע.
ולסיים עם שאלת בחינה קלאסית: מה יקרה לצמח שמשקים אותו במים מלוחים מאוד לאורך זמן? ריכוז גבוה של מלח מונע מהשורש לקלוט מים, ואף שואב מים מהתאים החוצה. הצמח יכמש וימות — לא בגלל צמא אלא בגלל שהמים שלידו פשוט לא נגישים לו.
זה הכל לפרק הזה. שני כוחות שקטים, שתי מערכות צינורות, פתחים זעירים שמנהלים איזון עדין — וכל זה מאחורי עץ שעומד בשמש בלי לעשות כלום. נפגש בפרק הבא.