The necessity to protect the xylem

The necessity to protect the xylem transport system against the

effects of cavitation and airlocks may explain why tracheids have

persisted in the flowering plants alongside vessels. The vessels, with

no barriers to water flow between cell and cell, offer much less

resistance to water flow than tracheids, where water must pass

from tracheid to tracheid through the cell wall, mainly through

pits. Moreover some vessel elements are extremely narrow, there

being normally a range of widths of vessel elements in the same

plant organ. Volume flow through a tube is proportional to the fourth

power of the radius of the tube. Hence a two-fold increase in the radius

of a vessel from say, 5 mm to 10 mm would increase volume flow (for

the same tension) 16-fold (24 = 16). Since wide vessels are so much

more efficient for a bulk flow of water, why should a vascular bundle

contain, in addition to wide vessels, narrow vessels and tracheids?

The most probable answer is that this gives the plant the flexibility to

react efficiently to varying environmental water status. When the

soil C is high the plant does not require very high tensions in the

xylem to extract the water; in such a situation, most of the transpir-
ation stream would pass through the widest vessels, which offer the least resistance. But when water stress sets in and xylem tension

increases, it will be the widest vessels that are the most vulnerable

to cavitation. The narrower vessels and the tracheids then can take

over the function of water conduction; the same high tensions which

cause vessels to cavitate also overcome the resistance in the narrower

conducting cells. In tracheids, any cavitation event is confined to one

single cell, and tracheids are also relatively narrow, so they are the

least vulnerable to water stress.

The movement of cohesive water columns in the xylem under

transpiration pull may thus be buffered against serious disruption

from cavitation by excess capacity; by the regular annual replace-
ment of old xylem by new in perennials; by refilling of air-filled

vessels by root pressures, by capillarity and by pressure from adjacent

living cells; by the bypassing of airlocks in cell walls; and by the

presence in xylem of tracheids and narrow vessels, which are less

susceptible to cavitation. There is not enough evidence for accepting

alternative theories for the ascent of sap which deny the existence of

high tensions in the xylem. Nevertheless, data from the pressure-
probe measurements, and other apparently anomalous observations,

are drawing attention to the possible functions of the living cells of

the xylem, and of the neighbouring phloem, in water movement.

Kết quả (Việt) 2:

Sự cần thiết phải bảo vệ các hệ thống giao thông xylem chống lại ảnh hưởng của sự tạo bọt và airlocks có thể giải thích lý do tại sao tracheids đã tồn tại trong thực vật có hoa mạn tàu thuyền. Các tàu, không có rào cản đối với dòng chảy giữa các tế bào và tế bào, cung cấp ít nhiều kháng dòng chảy nước hơn tracheids, nơi nước phải vượt qua từ tracheid để tracheid qua vách tế bào, chủ yếu thông qua các hố. Hơn nữa một số yếu tố tàu rất hẹp, có thường là một loạt các độ rộng của các yếu tố tàu trong cùng một cơ quan nhà máy. Lưu lượng dòng chảy qua một ống dẫn tỉ lệ với tư điện của bán kính của ống. Do đó một sự gia tăng gấp hai lần bán kính của một tàu từ nói, 5 mm đến 10 mm sẽ làm tăng lưu lượng thể tích (cho sự căng thẳng cùng) gấp 16 lần (24 = 16). Kể từ khi tàu rộng rất nhiều hiệu quả hơn cho một dòng chảy lớn của nước, tại sao nên một bó mạch chứa, ngoài tàu rộng, mạch hẹp và tracheids? Câu trả lời có thể xảy ra nhất là điều này cung cấp cho nhà máy linh hoạt để phản ứng một cách hiệu quả để thay đổi tình trạng môi trường nước. Khi đất C là cao cây không đòi hỏi sự căng thẳng rất cao trong mạch gỗ để trích xuất các nước; trong một tình huống như vậy, hầu hết các transpir- dòng ation sẽ đi qua các tàu lớn nhất, trong đó cung cấp các kháng ít nhất. Nhưng khi căng thẳng về nước đặt trong và xylem căng thẳng tăng lên, nó sẽ là những tàu lớn nhất mà dễ bị tổn thương nhất để tạo bọt. Các tàu hẹp và tracheids sau đó có thể mất hơn chức năng dẫn nước; những căng thẳng cao cùng mà gây ra các mạch để cavitate cũng vượt qua mức kháng cự trong hẹp tế bào tiến hành. Trong tracheids, bất kỳ sự kiện cavitation được giới hạn trong một tế bào duy nhất, và tracheids cũng tương đối hẹp, vì vậy họ là dễ bị tổn thương nhất để căng thẳng về nước. Sự chuyển động của cột nước gắn kết trong xylem dưới hơi kéo do đó có thể được bảo vệ trước những sự gián đoạn nghiêm trọng từ cavitation bởi công suất dư thừa; bởi replace- hàng năm thường xuyên phát của xylem cũ bằng mới trong cây lâu năm; bằng bơm khí đầy tàu bởi áp lực gốc, bởi mao dẫn và bởi áp lực từ giáp tế bào sống; bởi bỏ qua của airlocks trong thành tế bào; và bởi sự hiện diện trong mạch gỗ của tracheids và mạch hẹp, được ít dễ bị xâm thực. Không có đủ bằng chứng cho việc chấp nhận các lý thuyết thay thế cho sự đi lên của nhựa mà phủ nhận sự tồn tại của những căng thẳng cao trong mạch gỗ. Tuy nhiên, dữ liệu từ các pressure- đo thăm dò, và quan sát rõ ràng bất thường khác, đang thu hút sự chú ý đến các chức năng của các tế bào sống của các mạch gỗ, và của libe láng giềng, trong chuyển động của nước.