Biologie bovenbouw · Grades 10–12

28Het leven van de plant: gedijen met wortels

Een eik kan niet naar het water lopen, niet voor een rups wegrennen en niet op zoek gaan naar een partner. Hij staat drie eeuwen lang waar zijn eikel viel, en tilt in die tijd honderden tonnen water uit de bodem, weert duizenden soorten af die hem zouden opeten, draait zijn bladeren naar het licht en stuurt zijn stuifmeel en zijn eikels de streek door met de wind en met de gaai. Een leven met wortels is geen lijdzaam leven; het is een andere reeks oplossingen voor dezelfde problemen — eten, verdedigen, bewegen, voortplanten — en dit hoofdstuk zet ze op een rij.

28.1 Een lichaam gebouwd voor uitwisseling

Propositie 28.1 (Twee stelsels, twee oppervlakken)

Een bloeiende plant is in twee stelsels geordend: het wortelstelsel in de bodem, dat water en minerale ionen opneemt en de plant verankert, en het spruitstelsel in de lucht — stengels en bladeren — dat licht en koolstofdioxide opvangt. Elk is een uitgestrekt oppervlak van uitwisseling: de bladeren van een grote boom spreiden enkele honderden vierkante meters oppervlak naar het licht, en zijn wortels, verlengd door miljarden microscopische wortelharen, enkele honderden vierkante meters naar de bodem. Een plant is bovenal een manier om vanuit een vast punt in twee richtingen oppervlak uit te spreiden.

Bewijsmateriaal. Bij één roggeplant die vier maanden in een bak aarde was gekweekt, werden $1.4 \times 10^{10}$ wortelharen geteld met een gezamenlijke lengte van ruim $10\,000\,\mathrm{km}$ en een oppervlak van ongeveer $400\,\mathrm{m}^{2}$ , tien keer dat van haar bladeren. Een volwassen eik draagt zo’n 250 000 bladeren; een hectare bos biedt de hemel $5\text{ to }8\,\mathrm{ha}$ bladoppervlak. Een kiemplant de wortelharen afsnijden, of de bladeren bedekken, stopt haar groei binnen enkele dagen. ∎

Een blad in doorsnede. Het licht komt door de doorzichtige bovenhuid binnen in de palissadecellen, volgepakt met bladgroenkorrels; de koolstofdioxide komt binnen door de huidmondjes van de onderhuid en verspreidt zich door de luchtruimten van het sponsparenchym naar de cellen die haar gebruiken.

Definitie 28.2 (Huidmondjes)

Een huidmondje is een porie in de huid van een blad, begrensd door twee sluitcellen die het openen door op te zwellen en sluiten door te krimpen. Door de open huidmondjes komt koolstofdioxide binnen voor de fotosynthese en verlaat waterdamp het blad — de verdamping die een plant niet kan vermijden zolang zij eet. Een blad draagt honderd tot driehonderd huidmondjes per vierkante millimeter, vooral op de onderkant; zij gaan open in het licht en dicht in het donker en bij droogte.

Een huidmondje gezien met de rasterelektronenmicroscoop: de twee niervormige sluitcellen rond de porie, tussen de platte cellen van de huid van het blad. De porie is enkele micrometers breed.

Een zomerdag van een blad. De huidmondjes gaan open met het licht en sluiten ’s nachts; op een hete namiddag gaan zij deels dicht om het waterverlies te beperken, en de verdamping — die hun opening volgt — zakt met hen mee.

28.2 Water en voedsel verplaatsen zonder hart

Propositie 28.3 (Twee sappen)

Een plant heeft twee transportstelsels, allebei gemaakt van lange cellen die tot buizen aaneengesloten zijn in de nerven van elk orgaan.

Het xyleem voert ruw sap — water en minerale ionen die door de wortels zijn opgenomen — omhoog naar de bladeren. De drijvende kracht is de verdamping: water dat uit de bladcellen verdampt, trekt de aaneengesloten waterkolom in het xyleem omhoog vanaf de wortels, zoals een lont olie optrekt. Geen pomp, geen energie die de plant uitgeeft: de zon doet het tillen.
Het floëem voert bereid sap — water met de suikers die de bladeren hebben gemaakt — van de bladeren naar elk orgaan dat ze verbruikt of opslaat: groeiende toppen, wortels, vruchten, zaden, knollen. Het stroomt van bron naar put, in welke richting de putten ook liggen.

Bewijsmateriaal. Een afgesneden stengel in gekleurd water laat de kleurstof in het xyleem opstijgen, sneller in een verdampende scheut dan in een die in een zak is gesloten; een scheut zonder bladeren tilt niets op. Een ring bast (waarin het floëem zit) die uit een stam is gesneden, houdt de suiker tegen die naar de wortels moet, zodat die binnen enkele maanden verhongeren, terwijl de bladeren boven de ring van water voorzien blijven; boven de ring hoopt de suiker zich op en zwelt de bast. Bladluizen die met hun naaldvormige monddelen uit het floëem drinken, geven, als zij van de naald worden afgesneden, een druppel suikerhoudend sap onder druk. ∎

De twee stromen. Ruw sap stijgt in het xyleem van wortel naar blad, getrokken door het water dat door de huidmondjes verdampt; bereid sap reist in het floëem van de bladeren naar overal waar suiker wordt gebruikt of opgeslagen — omlaag naar de wortels, omhoog naar een vrucht.

Voorbeeld 28.4 (De getallen van een boom)

Een volwassen berk verdampt op een zomerdag $300\text{ to }400\,\mathrm{L}$ water, $20\,\mathrm{m}$ omhooggetild door xyleembuizen van een tiende millimeter breed, met $1\text{ to }5\,\mathrm{m}$ per uur. Minder dan 1% van dat water wordt voor de fotosynthese gehouden; de rest is de prijs van open huidmondjes. Daarvoor in de plaats leggen de bladeren zo’n $5\,\mathrm{kg}$ koolstofdioxide vast in $3.5\,\mathrm{kg}$ suiker, waarvan het floëem een deel aan elke worteltop en elk rijpend zaad aflevert.

28.3 Zijn plaats verdedigen

Propositie 28.5 (Verdediging van een organisme met wortels)

Omdat zij niet kunnen vluchten, verdedigen planten zich ter plaatse.

Bouwsels: een wasachtige cuticula en bast tegen uitdrogen en besmetting; doorns, stekels, brandharen en kiezelzuur tegen planteneters; een dikke wand van cellulose in elke cel.
Scheikunde: tannines die bladeren onverteerbaar maken, bittere alkaloïden (cafeïne, nicotine, morfine), giffen, harsen en melksap die wonden dichten en insecten vergiftigen; vele worden pas na een aanval gemaakt, en sommige komen vrij als vluchtige signalen die de bladeren ernaast waarschuwen en de rovers van het aanvallende insect aantrekken.
Verdragen en vernieuwen: groeipunten op elke knoop, zodat een afgegraasde scheut weer aangroeit; rust gedurende de winter of de droogte; zaden die jarenlang in de bodem wachten.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

Voorbeeld 28.6 (Het maal van een rups, beantwoord)

Binnen enkele uren na de eerste beten van een rups maakt een tomatenplant in al haar bladeren eiwitten die de verteringsenzymen van het insect blokkeren; binnen een dag heeft een stof die zij in de lucht afgeeft een sluipwesp naar de rups gelokt. Tomatenplanten ernaast, die datzelfde signaal door de lucht ontvangen, beginnen de verteringsblokkers te maken voordat er ook maar één rups bij hen is. De plant beweegt niet, maar zij is niet weerloos, en zij staat niet alleen.

28.4 Ergens naartoe groeien, ergens vandaan groeien

Propositie 28.7 (Groei als beweging)

Een plant beweegt door te groeien. Haar scheuten groeien naar het licht toe en tegen de zwaartekracht in, haar wortels naar de zwaartekracht en het water toe: tropismen, gerichte groeireacties. Zij worden geregeld door hormonen, waarvan het eerst herkende, het auxine, in de groeiende top van een scheut wordt gemaakt en langs de stengel omlaag wordt gevoerd; cellen die meer auxine krijgen, rekken meer. Licht dat op één kant van een scheut valt, verschuift het auxine naar de beschaduwde kant, die sneller groeit en de scheut naar het licht buigt.

Bewijsmateriaal. Graskiemplanten die van één kant worden belicht, buigen naar het licht toe; met de top bedekt buigen zij niet, hoewel het buigende deel lager zit; alleen aan de voet bedekt buigen zij gewoon: de top neemt waar, de voet reageert, en er reist iets tussen hen. Een afgesneden top die op een blokje gel wordt gelegd, en dan de gel op één kant van een onthoofde kiemplant, laat die in het donker van het blokje af buigen — de stof in de gel, het auxine, is genoeg. Rechtstreeks gemeten bevat de beschaduwde kant van een belichte kiemplant ongeveer twee keer zoveel auxine als de belichte kant. ∎

De klassieke proeven over het buigen van kiemplanten naar het licht. De top voelt het licht; het gebied eronder doet het buigen; een signaal — het auxine — gaat van het ene naar het andere.

28.5 Voortplanten zonder te bewegen

Propositie 28.8 (Bloemen en hun bezoekers)

De bloem is het voortplantingsorgaan van de meeste landplanten: meeldraden die stuifmeel maken, de mannelijke geslachtscellen van de plant, en een stamper met zaadknoppen die de vrouwelijke geslachtscellen bevatten. Omdat geen van beide ouders beweegt, moet het stuifmeel van de ene bloem naar de andere worden gedragen — door de wind, bij de grassen en vele bomen, waarvan de kleine, doffe bloemen stuifmeel bij de miljoen laten vallen, of door dieren, bij de meeste bloeiende planten, waarvan de bloembladen, geuren en nectar de betaling zijn aan de insecten, vogels en vleermuizen die onder het eten stuifmeel meedragen. Bloem en bestuiver zijn vaak samen geëvolueerd, elk aangepast aan de vorm en de gewoonten van de ander.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

Voorbeeld 28.9 (Vormen die passen)

Een bloem met een nectarbuis van $30\,\mathrm{cm}$ wordt bezocht door een nachtvlinder met een tong van $30\,\mathrm{cm}$ , en door niets anders; een rode, geurloze, buisvormige bloem die overdag open is, is een vogelbloem; een bleke bloem die ’s nachts opengaat met een zware geur is er een van een nachtvlinder; een kom van gele bloembladen met een landingsplaats is er een van een bij. De plant betaalt in suiker voor een dienst die zij niet zelf kan verrichten, en de gespecialiseerdheid van de bestuiver waarborgt dat het stuifmeel bij een andere bloem van dezelfde soort komt.

Propositie 28.10 (Vruchten en verspreiding)

Na de bevruchting wordt de zaadknop een zaad — een kiem met een voedselvoorraad, in rust, in een beschermende schil — en de stamper een vrucht die de zaden bij de ouder vandaan draagt: op de wind met vleugels en pluimen; op het water; op de vacht van dieren met haakjes; en in dieren, wanneer een vlezige vrucht wordt opgegeten en haar zaden elders, ongeschonden, met een dosis mest worden achtergelaten. Het zaad is het enige beweeglijke stadium van de plant en haar enige manier om te wachten: het kan kilometers reizen en jaren slapen.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

Methode 28.11 (Een aanpassing aan het leven met wortels lezen)

Vraag je bij elk kenmerk van een plant af:

Welke behoefte van een vastzittend organisme dient het — licht of koolstofdioxide opvangen, water opnemen, vervoeren, verdedigen, zich richten, stuifmeel of zaden verspreiden?
Welk oppervlak, welk bouwsel of welke stof gebruikt het, en tegen welke prijs (water verloren door de huidmondjes, energie besteed aan nectar of giffen)?
Is er een ander organisme bij betrokken (bestuiver, verspreider, wortelschimmel, planteneter), en wat wint elke partner erbij?
Is het één keer gebouwd (bast, doorns) of op afroep gemaakt (een gif na een aanval, een buiging naar het licht)?

Opmerking 28.12 (De helft van het leven, stilstaand)

Planten vormen het grootste deel van de levende massa van de aarde en voeden bijna al de rest. De hoofdstukken over de fotosynthese en de ademhaling die hierop volgen beschrijven hun scheikunde; dit hoofdstuk heeft het lichaam beschreven dat haar laat draaien: een vast punt van waaruit oppervlakken zich in bodem en lucht uitspreiden, sappen zonder pomp stromen, scheikunde de vlucht vervangt, groei de beweging vervangt, en dieren worden ingehuurd om het reizen te doen.

28.6 Oefeningen

Oefening 28.1 ★

Noem de twee stelsels van een bloeiende plant en het uitwisselingsoppervlak van elk.

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.1.

Het wortelstelsel, waarvan de wortelharen een uitgestrekt oppervlak aan de bodem bieden, en het spruitstelsel, waarvan de bladeren een uitgestrekt oppervlak aan licht en lucht bieden.

Oefening 28.2 ★

Wat is een huidmondje, wat gaat er in elke richting doorheen, en wanneer staat het open?

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.2.

Een porie in de huid van het blad, begrensd door twee sluitcellen. Koolstofdioxide komt binnen, waterdamp (en zuurstof) gaat naar buiten. Open in het licht, dicht ’s nachts en bij droogte.

Oefening 28.3 ★

Onderscheid ruw sap van bereid sap: inhoud, buizen, richting, drijvende kracht.

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.3.

Ruw sap: water en minerale ionen, in het xyleem, van de wortels naar de bladeren, getrokken door de verdamping. Bereid sap: water en suikers, in het floëem, van de bladeren naar de organen die suiker gebruiken of opslaan, in beide richtingen, geduwd door de druk van de met suiker geladen cellen.

Oefening 28.4 ★

Geef twee bouwkundige en twee scheikundige verdedigingen van planten.

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.4.

Bouwkundig: cuticula en bast, doorns (ook brandharen, kiezelzuur, celwanden). Scheikundig: tannines, alkaloïden (ook giffen, harsen, melksap).

Oefening 28.5 ★

Wat is een tropisme? Welk hormoon regelt het buigen van een scheut naar het licht, en waar wordt het gemaakt?

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.5.

Een gerichte groeireactie op een prikkel (licht, zwaartekracht, water). Het auxine, gemaakt in de groeiende top van de scheut.

Oefening 28.6 ★★

Een blad van $40\,\mathrm{cm}^{2}$ draagt op zijn onderkant 200 huidmondjes per vierkante millimeter. Hoeveel huidmondjes heeft het? En hoeveel een boom met 200 000 bladeren?

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.6.

$40\,\mathrm{cm}^{2} = 4000\,\mathrm{mm}^{2}$ : $4000 \times 200 = 8 \times 10^{5}$ huidmondjes per blad; $1.6 \times 10^{11}$ op de boom.

Oefening 28.7 ★★

Op welk uur is de verdamping volgens de figuur van de zomerdag het grootst, en waarom zakt zij midden in de namiddag terwijl het licht dat niet doet?

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.7.

Rond het middaguur tot de vroege namiddag. In de hitte van de namiddag sluiten de sluitcellen de huidmondjes deels om het waterverlies te beperken, en de verdamping volgt de opening, niet het licht.

Oefening 28.8 ★★

In het voorjaar wordt er rond een stam een ring bast weggenomen. Voorspel wat er in de maanden daarna gebeurt met de bladeren, met de wortels en met de bast vlak boven de ring.

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.8.

De bladeren blijven groen en van water voorzien (het xyleem, binnen in het hout, is heel gebleven). De wortels, afgesneden van de suiker van de bladeren, putten hun voorraden in enkele maanden uit en sterven, en de boom met hen. Vlak boven de ring zwelt de bast op met de suiker die er niet langer voorbij kan.

Oefening 28.9 ★★

Leg in de figuur van de kiemplanten uit wat elk van de vier proeven uitsluit of aantoont, en waarom alle vier nodig zijn.

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.9.

Ongeschonden: de reactie bestaat. Top bedekt: de top is waar het licht wordt waargenomen. Voet bedekt: de voet hoeft niet belicht te zijn om te buigen — hij reageert op een signaal, niet op licht. Top verwijderd: de top is nodig; het signaal komt daarvandaan. Samen scheiden zij het waarnemen (top) van het reageren (voet) en laten zij zien dat er iets tussen hen reist.

Oefening 28.10 ★★

Een plant tilt $300\,\mathrm{L}$ water per dag naar haar bladeren zonder er energie aan te besteden. Leg uit waar de energie vandaan komt.

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.10.

Van de zon: de verdamping van water aan het bladoppervlak, aangedreven door zonnewarmte en droge lucht, trekt de aaneengesloten waterkolom het xyleem op. De plant levert de buizen en de open huidmondjes, niet de energie.

Oefening 28.11 ★★

Vergelijk een windbloem en een insectenbloem op vier punten, en verklaar elk verschil vanuit de drager.

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.11.

Windbloem: klein, dof, geurloos, zonder nectar, enorme hoeveelheden licht stuifmeel, vederachtige stempels — de wind is blind en gratis, dus zet de plant op hoeveelheid in. Insectenbloem: groot, gekleurd, geurend, met nectar, kleverig stuifmeel in bescheiden hoeveelheden — de drager moet worden aangetrokken en betaald, en levert het stuifmeel nauwkeurig af.

Oefening 28.12 ★★★

Een plant sluit bij droogte haar huidmondjes. Leg uit wat zij daarbij wint, wat zij verliest, en waarom een lange droogte haar toch doodt hoewel zij geen water meer verliest.

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.12.

Zij wint water, waardoor haar cellen gespannen en in leven blijven; zij verliest de toevoer van koolstofdioxide, en daarmee de fotosynthese, en de koeling door de verdamping. Gesloten huidmondjes betekenen geen suiker: de plant leeft van haar voorraden, en een lange droogte laat haar verhongeren voordat zij haar uitdroogt.

Oefening 28.13 ★★★

Cafeïne is voor insecten giftig in de doses die in een koffieblad zitten, maar zit in een tiende van die dosis in de nectar, waar zij het geheugen van bijen voor de bloem verbetert. Lees dit met Methode 28.11: wat doet dezelfde molecule op de twee plaatsen?

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.13.

In het blad een verdediging: een gif tegen planteneters, in het weefsel ingebouwd. In de nectar een inhuring: een lage dosis die de bestuiver laat onthouden en terugkomen, naast de suiker betaald. Eén stof, twee behoeften, per plaats gedoseerd.

Oefening 28.14 ★★★

Een nachtvlinder met een tong van $30\,\mathrm{cm}$ is de enige bestuiver van een bloem met een nectarbuis van $30\,\mathrm{cm}$ . Leg uit hoe zo’n overeenkomst stap voor stap kan ontstaan, en wat elke partner riskeert als de ander verdwijnt.

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.14.

Bloemen met iets langere buizen worden alleen bestoven door nachtvlinders die de bodem bereiken, dus komt hun stuifmeel bij bloemen van hun eigen soort; nachtvlinders met iets langere tongen krijgen nectar die anderen niet krijgen; elk klein voordeel wordt geselecteerd, en buis en tong worden over vele generaties samen langer. Verdwijnt de nachtvlinder, dan zet de bloem geen zaad; verdwijnt de bloem, dan verliest de nachtvlinder haar enige voedsel.

Oefening 28.15 ★★★

"Een plant is een lijdzaam organisme." Herschrijf die zin in een alinea zoals het hoort, met telkens één voorbeeld van waarnemen, reageren, verdedigen en inhuren.

Oplossing

Oplossing van Oefening 28.15.

Een plant neemt licht waar met de top van haar scheuten en de zwaartekracht met haar wortels; zij reageert door naar het ene toe en langs het andere te groeien; zij verdedigt zich met bast en doorns, en maakt binnen enkele uren na een aanval giffen en verteringsblokkers; en zij huurt insecten in om haar stuifmeel te dragen, vogels om haar zaden te dragen en wespen om haar rupsen te doden, en betaalt in nectar, vrucht en geur. Zij handelt zonder te bewegen.

28.7 Probleem: Een zomerdag van een eik

Probleem 28.1

Weekendprobleem — de uitwisselingen van een boom uitgerekend: bladeren en huidmondjes geteld, water getild en suiker gemaakt, de leveringen van het floëem, en de zaden op weg gestuurd

Een volwassen eik draagt 250 000 bladeren van elk $25\,\mathrm{cm}^{2}$ . Zijn onderste bladoppervlakken dragen 250 huidmondjes per vierkante millimeter. Op een zomerdag verdampt elke vierkante meter blad $0.6\,\mathrm{L}$ water en legt $8\,\mathrm{g}$ koolstofdioxide vast in suiker. Bladeren bestaan voor 90% uit water; de fotosynthese gebruikt $1\,\mathrm{g}$ water per $1.6\,\mathrm{g}$ gemaakte suiker.

Deel I — Oppervlakken.

Bereken het totale bladoppervlak van de eik, in vierkante meter.
Bereken het aantal huidmondjes op de boom.
De kroon van de boom bedekt $150\,\mathrm{m}^{2}$ grond. Hoeveel vierkante meter blad ligt er boven elke vierkante meter grond gestapeld?
De wortelharen van zo’n boom bieden de bodem ongeveer $1000\,\mathrm{m}^{2}$ . Vergelijk dat met de bladeren en leg uit waarom de twee oppervlakken van dezelfde orde zijn.
Waarom moet het bladoppervlak dun worden uitgespreid en gestapeld, en niet in één dik orgaan worden samengebald?

Deel II — Water.

Bereken het volume water dat de eik op die dag verdampt.
Bereken de massa gemaakte suiker en de massa water die daarbij is gebruikt. Welk deel van het verdampte water is dat?
Leg uit waarom de boom de rest niet kan houden: wat zou er gebeuren als hij zijn huidmondjes sloot om haar te sparen?
Het water stijgt $20\,\mathrm{m}$ door het xyleem. Wat levert de energie, en wat zou een eigen pomp de boom hebben gekost?
Op een hete, droge namiddag zakt de verdamping tot een derde terwijl het licht op zijn sterkst is. Wat heeft de boom gedaan, en wat kost dat aan suiker?

Deel III — Suiker. De wortels, de stam en de groeiende scheuten van de eik verbruiken $2\,\mathrm{kg}$ suiker per dag aan ademhaling en groei; de eikels nemen er in hun seizoen nog eens $0.5\,\mathrm{kg}$ bij.

Bereken de op die dag gemaakte suiker en het deel dat naar de wortels, de stam en de scheuten gaat, en dat naar de eikels.
Welk weefsel voert de suiker, en van wat naar wat?
Wat gebeurt er met de overtollige suiker, en waar is die het volgende voorjaar terug te vinden?
In juni wordt er een ring bast ingesneden. Welke van de getallen van vraag 11 veranderen, en hoe?
Leg uit waarom een boom die in mei de helft van zijn bladeren aan rupsen verliest, toch eikels kan voortbrengen als het seizoen goed is.

Deel IV — De volgende generatie op weg sturen. De eik wordt door de wind bestoven en brengt in een goed jaar 10 000 eikels voort; gaaien slepen er zo’n 3000 weg en begraven die, waarvan zij er later de meeste opeten; eekhoorns en muizen eten bijna al de rest.

Noem drie kenmerken die je van de bloemen van de eik verwacht, vanuit zijn bestuiving door de wind.
Waarom "betaalt" de boom de gaaien met eikels die hij kwijtraakt, in plaats van de eikels onder zichzelf te laten vallen?
Als een gaai 5% van de eikels die hij begraaft vergeet en één begraven eikel op de 50 een jonge boom wordt, hoeveel jonge bomen levert de oogst van dat jaar dan op?
De eik leeft 300 jaar en hoeft door één volwassen boom te worden vervangen. Vergelijk dat met je vorige antwoord en leg uit waarom de getallen kloppen.
Geef het resultaat: het bladoppervlak en het aantal huidmondjes van de eik, de liters die hij op een dag tilt voor de kilo’s suiker die hij maakt, en de twee die het reizen voor hem doen.

Oplossing

Oplossing van Probleem 28.1.

1. $250\,000 \times 25\,\mathrm{cm}^{2} = 6.25 \times 10^{6}\, \mathrm{cm}^{2} = 625\,\mathrm{m}^{2}$ .

2. $625\,\mathrm{m}^{2} = 6.25 \times 10^{8}\,\mathrm{mm}^{2}$ ; $\times 250 \approx 1.6 \times 10^{11}$ huidmondjes.

3. $625/150 \approx 4$ vierkante meter blad per vierkante meter grond.

4. Ongeveer $1000\,\mathrm{m}^{2}$ wortelharen tegen $625\,\mathrm{m}^{2}$ blad: vergelijkbaar. Beide zijn uitwisselingsoppervlakken die op dezelfde stromen zijn afgestemd — het water dat de bladeren verliezen, moet door de wortels worden opgenomen.

5. Licht wordt binnen een fractie van een millimeter weefsel opgenomen, en koolstofdioxide verspreidt zich alleen over korte afstanden: een dik orgaan zou de meeste van zijn cellen in het donker en zonder voedsel laten. Dunne, gestapelde bladeren brengen elke cel dicht bij licht en lucht.

6. $625 \times 0.6 = 375\,\mathrm{L}$ .

7. $625 \times 8 = 5\,\mathrm{kg}$ koolstofdioxide, wat ongeveer $5/1.47 \approx 3.4\,\mathrm{kg}$ suiker geeft (of eenvoudiger: de suiker gemaakt uit $5\,\mathrm{kg}$ $\mathrm{CO_2}$ is ongeveer $3.4\,\mathrm{kg}$ ); gebruikt water $3.4/1.6 \approx 2.1\,\mathrm{kg}$ : ongeveer 0.6% van de verdampte $375\,\mathrm{L}$ .

8. Koolstofdioxide komt binnen door dezelfde open huidmondjes die het water naar buiten laten; die sluiten stopt de fotosynthese. Het water is de prijs van de suiker.

9. De zon, die water aan de bladeren verdampt. $375\,\mathrm{kg}$ $20\,\mathrm{m}$ omhoogtillen is ongeveer $75\,\mathrm{kJ}$ arbeid — op zichzelf weinig, maar een biologische pomp zou weefsels, ATP en onderhoud vergen die de boom nu niet hoeft te bouwen.

10. Hij heeft zijn huidmondjes deels gesloten tegen de droge hitte; de toevoer van koolstofdioxide en de suikerproductie zakken met een vergelijkbaar deel — zo’n $2\,\mathrm{kg}$ suiker verloren over de namiddag.

11. Ongeveer $3.4\,\mathrm{kg}$ gemaakt; $2\,\mathrm{kg}$ (60%) naar de wortels, de stam en de scheuten, $0.5\,\mathrm{kg}$ (15%) naar de eikels.

12. Het floëem, van de bladeren (bron) naar de wortels, de stam, de scheuten en de eikels (putten).

13. Opgeslagen als zetmeel in de stam en de wortels; het volgende voorjaar wordt het weer in suiker omgezet om de nieuwe bladeren te bouwen voordat die zichzelf kunnen voeden.

14. De suiker bereikt nog altijd de scheuten en de eikels boven de ring; de wortels en de onderste stam krijgen niets: hun deel van $2\,\mathrm{kg}$ zakt tot wat er was opgeslagen, en zij verhongeren in de loop van het seizoen.

15. De overgebleven bladeren blijven suiker maken, het opgeslagen zetmeel van de stam en de wortels dekt het tekort, en de boom kan vanuit zijn vele groeipunten nieuwe bladeren uitlopen; de eikels zijn een put die de boom nog kan vullen als de suiker van de zomer volstaat.

16. Kleine, groenige bloemen zonder bloembladen, geur of nectar, hangend in katjes die wolken licht stuifmeel laten vallen; grote vederachtige stempels om het op te vangen.

17. Eikels die onder de ouder vallen, groeien, als zij al groeien, in haar schaduw en beconcurreren haar; een gaai draagt ze honderden meters ver en begraaft ze op de juiste diepte. De meeste kwijtraken is de prijs voor er een paar goed te plaatsen.

18. $3000 \times 0.05 = 150$ vergeten eikels; $150/50 = 3$ jonge bomen.

19. Drie jonge bomen per jaar over enkele tientallen jaren met goede oogsten geven misschien honderd jonge bomen in het leven van de boom, waarvan er één volwassen moet worden. De getallen zijn groot omdat vrijwel elk zaad en elke jonge boom verloren gaat.

20. $625\,\mathrm{m}^{2}$ blad en zo’n $1.6 \times 10^{11}$ huidmondjes; ongeveer $375\,\mathrm{L}$ getild op een dag voor $3.4\,\mathrm{kg}$ suiker; de wind voor zijn stuifmeel en de gaai voor zijn eikels.

Begrippen gedefinieerd in dit hoofdstuk

Huidmondjes

Bekijk alle 479 begrippen in de begrippenlijst