牛顿可能比植物学家早200多年就提出解释“蒸腾作用”如何驱动植物吸收水分的原理

发布时间:2019-10-16 02:48:05来源:世界之最点击:[手机版]

牛顿笔记本中关于“蔬菜”的选节(1661年-1665年),第102页,左上方的图示意了水正从芽中蒸发出来。

牛顿笔记本中关于“蔬菜”的选节(1661年-1665年),第102页,左上方的图示意了水正从芽中蒸发出来。

据腾讯科学(清风/编译):著名的物理学家、数学家牛顿可能要比植物学家早200多年就想出了解释“蒸腾作用”如何驱动植物吸收水分的原理。该论文在线发表在了英国谢菲尔德大学《自然-植物》上。

1895年,植物学家首次提出了名为“内聚力—张力”(cohesion-tension)的学说,解释植物如何抵抗重力从下往上运输水分。根据这个理论,叶子表面的水通过蒸发将植物体内的水以连续不断的水柱向上运输。然而,早在17世纪60年代早期的某个时候,牛顿在本科笔记本中记载了自己关于树木汁液向上运动的想法,与“内聚力—张力”理论相符。

科学家认为:“以牛顿的天赋,在植物学家想出如何解释树中的汁液向上运行之前两个世纪,就萌芽出解释方法其实并不令人惊讶!

延伸阅读:内聚力-张力学理论(cohesion-tension theory)

人们所接受的解释水分在植物体(特别是高大的乔木)中上升的学说。水在一株植物中,从叶片的蒸发表面到根吸水表面,形成一个通过被水饱和的细胞壁和木质部成分的连续系统,即存在着连续水柱。当叶片细胞通过蒸腾丢失水分,细胞水势下降,于是就从其邻近细胞吸取水分,并依次传递到叶脉导管,向其牵引水分。蒸腾越强,丢失水分越多,水势就越低,从导管拉水的力量也越大。由于蒸腾失水,所以水柱上端总受到拉力,与此同时水柱内的内聚力又使水柱下降,这样上拉下拽使水柱产生张力。张力通过连续水柱传导到根系细胞,并通过它们向外界吸水。这样由于蒸腾作用产生蒸腾拉力,可使一连续紧张的水柱不断的被拉上来。要保持水分不断上升,水柱就必须是连续的。由于水的内聚力远远大于张力,并且水与细胞壁之间的附着力也较大,故可防止水柱断裂。

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