수액 상승

식물의 xylem 조직에서 수액의 상승은 식물의 뿌리로부터 상부로 물과 미네랄의 상승 운동이다. Xylem은 살아있는 세포와 비살아있는 세포로 구성된 복잡한 조직이다. xylem의 전도 세포는 전형적으로 무생물이며 다양한 식물군, 혈관부재 및 기관지군에 포함된다. 이 두 종류의 세포는 모두 두껍고, 부조화된 이차 세포벽을 가지고 있으며 성숙기에 죽는다. 현상을 설명하기 위해 여러 메커니즘이 제안되었지만 응집력-긴장 메커니즘은^[1] 가장 많은 증거와 지지를 가지고 있다. 응집력은 예를 들어 일부 살아있는 식물에 큰 부정적 압력이 존재하기 때문에 비판을 받아왔지만, 실험 데이터와 관찰 데이터는 이 메커니즘을 선호한다.^{[2] [3]}

보다 최근에 제안된 보상 압력(CP) 이론은 Jagdish Chandra Bose가 제안한 활력 이론의 버전을 선호한다. 그러나 실험 증거는 이를 뒷받침하지 못하고 있다.

프랑스 유체역학 교수인 앙리 구인에 의해 박막의 행동에 기초한 대안 이론이 개발되었다.^[5] 이 이론은 물이 어떻게 가장 높은 나무의 가장 윗부분에 도달할 수 있는지 설명하는데, 응집력 이론의 적용 가능성은 논쟁의 여지가 있다.^[6]

그 이론은 가장 높은 나무의 가장 윗부분에서, xylem의 그릇들이 얇은 수액막으로 코팅되어 있다고 가정한다. 수액은 혈관벽과 물리적으로 상호작용한다: 판데르 발스 힘으로 인해, 필름의 밀도는 혈관벽으로부터의 거리에 따라 달라진다. 이러한 밀도의 변화는 결국 "분리 압력"을 생성하는데, 그 값은 벽으로부터의 거리에 따라 달라진다. (분리 압력은 액체의 다량에서 우세하는 압력의 차이다. 액체의 표면과의 상호작용에 기인한다. 그 상호작용은 표면의 압력이 나머지 액체에 존재하는 압력보다 크거나 작을 수 있다.) 나무의 잎이 경사를 이루면서, 자일름의 혈관에서 물이 추출된다. 따라서 수액막의 두께는 혈관의 높이에 따라 다양하다. 분리 압력은 필름의 두께에 따라 다르기 때문에 이행 중에 분리 압력의 구배가 발생한다. 즉 분리 압력은 용기 바닥(필름이 가장 두꺼운 위치)에서 더 크고 용기 상단(필름이 더 얇은 위치)에서는 더 작다. 영화 내 압력의 이 공간적 차이는 수액을 잎을 향해 위로 밀어 올리는 그물 힘을 낳는다.

참조