木の水揚げ(2009.10)

コップに水を入れてストローで吸う。

物理的に１０ｍまでしか吸えません。

どれだけ大きいポンプを持ってきても大気圧(１０ｍ)までしか

吸えないってことです。木々は３０ｍ以上の高さの木もあります。

木にはポンプは勿論ありません、

水を吸い上げるのは物理的に無理です。

どのようにして根の水を葉っぱに運んでいるんでしょうか。

●葉の役目

植物の細胞は、細胞液という液体で満たされています。

この細胞を包む膜は半透膜といって、水は通しても、

水に溶けた他の物質は通さない性質をもっています。

葉の水分が失われると、

葉の細胞液の濃度は枝や幹よりも高くなります。

そのため、濃度を下げようと浸透圧が働いて

枝や幹から水を引っ張りあげます。

●根の役目

落葉樹は葉が無い（上から水を引っ張りあげられない）

状態のとき、根は土壌中の水分を吸収するために、

細胞内に糖分やナトリウム（Na＋）・カリウム（K＋）などの物質を

多く取り込みます。

こうして細胞液の濃度を高く保ち、

浸透圧の力で土壌中の水分を引き寄せるのです。

根の付け根や幹、枝、葉へと向かうにつれて細胞液は

どんどん濃くなっていきます。

このように細胞液の濃さを調節することで、

根の先っぽで吸収された水を

上に運び上げることができるのです。

●幹～枝（道管）の役目

根から吸い上げられた水は、

道管と呼ばれる管を通って幹を上ります。

道管は死んだ細胞が縦長につながって空洞になった

細い管(太さ100μm程度)で、

地中の根から葉まで何十ｍもつながっています。

道管の中は水で満たされて、細い水柱になっています。

このような状態ではとても強い凝集力が働くので、

葉の蒸散で上の方の水を引っ張れば、

何十ｍもの水柱を上に引っ張りあげることが出来るわけです。

ただ、この水柱に一度空気が入って途切れてしまうと、

凝集力が働かなくなって水を上に運ぶことができなくなります。

浸透圧と凝集力という二つの力を利用して水は上がります。