Ruch to podstawowa czynność życiowa wszystkich organizmów zamieszkujących naszą planetę. Dzięki niej możliwe było rozprzestrzenienie się wielu gatunków po różnych zakątkach świata. W przyrodzie łatwo nam zaobserwować ruch związany ze zmianą położenia danego obiektu. Ten typ ruchu jest charakterystyczny dla zwierząt i niektórych organizmów jednokomórkowych, które na przestrzeni lat wykształciły różnorodne struktury lokomocyjne (płetwy, skrzydła, odnóża, wici, rzęski) i poruszają się na wiele sposobów (pływanie, skakanie, latanie, pełzanie, taksja). W świecie roślin ruch związany jest z wieloma procesami biologicznymi np. oddychaniem, transpiracją (wyparowywaniem wody), fotosyntezą (odżywianiem), wzrostem, rozmnażaniem. Elementy przyrody nieożywionej jak woda, powietrze, gleba, skały ciągle są w ruchu, ponieważ materia, z której są zbudowane krąży w przyrodzie w tzw. cyklach biogeochemicznych.
Ruch wody można również zaobserwować na poziomie molekularnym, czego dowodem są takie procesy biologiczne u roślin jak:
- transport wody przez korzenie,
- transport wody przez łodygę,
- fotosynteza,
- oddychanie,
- transpiracja,
- rozmnażanie się niektórych roślin.
Transport wody przez korzenie
Czy zastanawialiście się nad tym, jak rośliny pobierają wodę z gleby? Na pewno wiecie, że do tego celu używają korzeni, a mechanizm poboru wody jest niezwykle wydajny, bo pozwala na transport na dalekie odległości jak np. u sekwoji – najwyższego drzewa na świecie, sięgającego ok.100 m wysokości. Ten wysoce sprawny mechanizm to osmoza. Polega ona na tym, że woda przenika z roztworu o większym potencjale (większej ilości wody) do roztworu o mniejszym potencjale (mniejszej ilości wody) dążąc do stanu równowagi w środowisku. Dlatego woda na drodze osmozy przenika z gleby (roztwór o większym potencjale) do korzeni (roztwór o mniejszym potencjale). W korzeniach i na całej długości łodygi wytwarzane jest ciśnienie, pozwalające na „dźwignięcie” słupa wody na wysokość koron drzew.
Transport wody przez łodygę
Aby woda z systemu korzeniowego rośliny mogła być doprowadzona do pozostałych organów oprócz ciśnienia osmotycznego konieczne jest działanie dwóch sił: kohezji i adhezji. Siła kohezji-jest to siła, dzięki której cząsteczki wody przyciągają się i skupiają ze sobą. W wyniku tego skupiania się, między cząsteczkami wody tworzą się wiązania wodorowe. Siła adhezji- jest to siła powodująca przyleganie cząsteczek wody do powierzchni, z którą się styka. Dopiero współdziałanie tych sił pozwala na transport słupa wody w roślinie, nawet wbrew sile przyciągania ziemskiego.
Fotosynteza, oddychanie, transpiracja
Wszystkie czynności życiowe roślin zachodzą przy udziale wody. Fotosynteza, oddychanie i transpiracja to procesy w trakcie których roślina wymienia z otoczeniem różne substancje, np. tlen, dwutlenek węgla, parę wodną. Ta wymiana zachodzi poprzez specjalne struktury na liściach i łodydze tzw. aparaty szparkowe. Mają one prostą budowę, ponieważ składają się tylko z dwóch komórek o fasolowatym kształcie i nierównomiernie zgrubiałych ścianach. Komórki szparkowe cały czas pracują otwierając się i zamykając regulują transport substancji. Są one bardzo wrażliwe na bodźce ze środowiska i reagują na zmiany temperatury, nasłonecznienia, pH, uwodnienia i zawartości soli mineralnych. Otwieranie się aparatu szparkowego następuje w momencie, kiedy woda osmotycznie wnika do komórek szparkowych. Przy wypływaniu wody z komórek aparat szparkowy się zamyka. Dzięki temu roślina „wie” kiedy ma pobrać tlen, lub usunąć dwutlenek węgla. W okresie suszy kserofity prowadzą oszczędną gospodarkę wodną zamykając aparaty szparkowe i chroniąc roślinę przed nadmierną transpiracją. Z kolei nadmierna ilość wody zmusza roślinę do wzrostu intensywności transpiracji.
Rozmnażanie glonów, mszaków i paprotników
Istnieje na Ziemi pewna grupa roślin, które rozmnażają się tylko w obecności wody, są to glony, mszaki i paprotniki. W pewnym momencie cyklu rozwojowego tych roślin główną rolę odgrywa woda. Gameta męska w kropelce wody jak w kapsule zostaje bezpiecznie przetransportowana do gamety żeńskiej, tak by mógł nastąpić akt zapłodnienia zapoczątkowujący rozwój młodej rośliny. Pozostałe rośliny zwane nasiennymi bardzo dobrze zadomowiły się na lądzie i do rozmnażania nie potrzebują wody.
