- Το Φυτό ως Ηλιακή Αντλία Νερού -Η σημαντικότητα του νερού στα φυτά

 Τα φυτά της χέρσου για την επιβίωση και ανάπτυξή τους χρειάζονται μεγάλες ποσότητες νερού, το οποίο απορροφάται από το έδαφος με το ριζικό τους σύστημα. 

Το κύριο Υδραυλικό Σύστημα των φυτών (από Χ.Κ.Κιτσάκη, Γ.Π.Α., 2008)

Το νερό αυτό με διάφορες διαλυμένες ουσίες που περιέχει μεταφέρεται, με τη βοήθεια αγγείων-στοιχείων του ξύλου (ξύλημα ή ξύλωμα-xylem, τραχεϊδες), μέσα από τον κορμό και τους βλαστούς, στα φύλλα. Εκεί στα φύλλα, με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, παράγονται ουσίες όπως τα σάκχαρα (γλυκόζη). Αυτές οι ουσίες διαλύονται επίσης στο νερό των φύλλων και μεταφέρονται σε όλα τα μέρη του φυτού για την ανάπτυξή του, μέσα από ένα άλλο σύνολο αγγείων-στοιχείων ηθμού (φλοίωμα-phloem). Δηλαδή, το ξύλημα και το φλοίωμα αποτελούν το κυρίαρχο υδραυλικό σύστημα των φυτών της χέρσου. Όμως, στην προσαρμογή τους στο περιβάλλον, τα φυτά έχουν αναπτύξει μηχανισμούς και κατασκευές που τα βοηθούν, και το να φτάνει το νερό και στα ακραία τμήματά τους (μερικές φορές και σε ύψος 100 μέτρων σε μερικά δένδρα), αλλά και στην εξοικονόμηση νερού. Μεταξύ άλλων, τέτοιες κατασκευές είναι εκτός από τα αγγεία τους και τα στόματα, που είναι μικροσκοπικές οπές, πόροι συνήθως στο κάτω μέρος των φύλλων....(για τη συνέχεια)
Η λειτουργία τους έχει να κάνει με την ανταλλαγή αερίων (οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμοί) μεταξύ φυτού και ατμοσφαιρικού αέρα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαπνοή, ενώ το νερό που αποβάλλεται, μέσω της διαπνοής από το φυτό, αναπληρώνεται διαρκώς από το νερό του εδάφους το οποίο απορροφάται από τις ρίζες.  Δηλαδή με τη διαπνοή, αποβάλλεται από το εσωτερικό του φύλλου ενός φυτού προς την ατμόσφαιρα νερό ως υδρατμός, προσλαμβάνεται το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας για τη φωτοσύνθεση, αποβάλλεται το διοξείδιο του άνθρακα της αναπνοής τους, όπως και το οξυγόνο της φωτοσύνθεσης. Το φυτό είναι σε θέση να ρυθμίζει το μέγεθος του πόρου των στομάτων, από εντελώς ανοιχτό μέχρι τελείως κλειστό. Οι παράγοντες που θα καθορίσουν αν τα στόματα θα μείνουν κλειστά ή ανοιχτά είναι το φως, το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας και το νερό. Έτσι, τα περισσότερα φυτά έχουν ανοιχτά στόματα όταν υπάρχει επάρκεια νερού και φως (οι κάκτοι έχουν ανοιχτά στόματα τη νύχτα και κλειστά την ημέρα) και κλειστά στόματα στο σκοτάδι και στην έλλειψη νερού. Εξάλλου, τα χερσαία φυτά διαθέτουν και μια άλλη φυσιολογική λειτουργία, εκτός της φωτοσύνθεσης και της αναπνοή, τη διαπνοή. Η διαπνοή αποτελεί τον πιο σημαντικό παράγοντας που οδηγεί την κίνηση του νερού στα φυτά. Με αυτή, τα φυτά απελευθερώνουν στην ατμόσφαιρα με τη μορφή υδρατμών νερό, που έχουν απορροφήσει προηγουμένως από το έδαφος. Σημειώνεται ότι τα φυτά χρησιμοποιούν το μεγαλύτερο μέρος του νερού που απορροφούν από το έδαφος για την διαπνοή τους (95%) (το καλαμπόκι διαπνέει το 98% του νερού που με τις ρίζες του απορροφάει), ενώ ένα μικρό μέρος του (5%) χρησιμοποιείται κατά τη φωτοσύνθεση για την παραγωγή των υδατανθράκων που είναι αναγκαία για την ανάπτυξη των φυτών. Εξάλλου, και ο ρυθμός της διαπνοής τους εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα του νερού μέσα στο φυτό (και το έδαφος) και από επαρκή ενέργεια για να εξατμιστεί το νερό από τα στόματα των φύλλων. Η περισσότερη ενέργειας που στηρίζει τη διαπνοή προέρχεται άμεσα από τον ήλιο (ηλιακή ακτινοβολία). Η ηλιοφάνεια, η ζέστη αυξάνει το ρυθμό της διαπνοής και επομένως ο κίνδυνος μαρασμό είναι υπαρκτός, εφόσον δεν υπάρχει επάρκεια σε διαθέσιμο νερό.
Το νερό, μέσα στο έδαφος κινείται ως υγρό, διαλύει τα συστατικά του, εμπλουτίζεται με εδαφικά ορυκτά και οργανική ουσία και έτσι αυτά απορροφώνται από το ριζικό σύστημα του φυτού της χέρσου, μεταφέρονται στα κλαδιά και στα φύλλα μέσω των αγγείων του, τροφοδοτούνται τα κύτταρα του φύλλου και απελευθερώνεται το νερό ως υδρατμός, -αέριο, προς την ατμόσφαιρα μέσα από τα στόματα των φύλλων με τη φυσιολογική λειτουργία της διαπνοής. Η διαπνοή δεν είναι μόνο μια διαδικασία απώλειας νερού, γιατί μέσα από αυτή εκτελούνται δύο ζωτικής σημασίας λειτουργίες. Η μία από αυτές είναι η ψύξη των φύλλων, λόγω της εξάτμισης του νερού (μετατροπή του νερού από υγρό σε αέριο). Και η άλλη είναι η διατήρηση του ρεύματος της διαπνοής, με τη βοήθεια του οποίου είναι δυνατή η συνεχή ροή νερού μέσα από τα αγγεία του ξύλου και έτσι τροφοδοτούνται τα υπέργεια όργανα του φυτού με τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά που συμπαρασύρονται από το διακινούμενο έτσι νερό. Δηλαδή, η λειτουργία των στομάτων συνεισφέρει στον έλεγχο της θερμοκρασίας του φύλλου, στη διατήρηση του ρεύματος του νερού από τη διαπνοή και στη ρύθμιση της υδατικής κατάστασης του φυτού. Αυτό που θα πρέπει να επισημανθεί είναι ότι η  κίνηση του νερού με τα διαλυμένα συστατικά του, μέσα στο φυτό της χέρσου είναι συνεχής, αλλά όχι ομοιόμορφη.

Ωστόσο, είναι γνωστό ότι το νερό αποτελεί το κύριο και αναντικατάστατο συστατικό και των φυτών και των ζώων, καθώς το μόριό του διαθέτει ιδιόμορφες φυσικο-χημικές ιδιότητες. Μεταξύ αυτών των ιδιοτήτων οι σημαντικότερες είναι ότι το νερό είναι άριστος διαλύτης (παντοδιαλύτης  για άλατα, σάκχαρα, απλές αλκοόλες και άλλες πολικές ενώσεις), λαμβάνει μέρος σε πολυάριθμες βιοχημικές αντιδράσεις (αποτελεί δότη ηλεκτρονίων κατά τις φωτεινές αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης, τελικό δέκτη ηλεκτρονίων της αναπνευσικής αλυσίδας, συμμετέχει στις αντιδράσεις υδρόλυσης κ.ά), διαθέτει υψηλή ειδική θερμότητα με την οποία αποτρέπονται οι γρήγορες αυξομειώσεις της θερμοκρασίας των οργανισμών, αλλά το νερό επίσης συμπεριφέρεται ως θερμομονωτικό υλικό και μέσο ρύθμισης της θερμοκρασίας των οργανισμών με τη μεταφορά θερμότητας. Εξάλλου, το νερό διαθέτει υψηλή λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης η οποία μέσα από τη διαπνοή των φυτών ψύχει τις υπερθερμαινόμενες επιφάνειες των φύλλων. Με την υψηλή συνοχή και συνάφειά του, εμφανίζονται τριχοειδή φαινόμενα με τα οποία ανυψώνεται το νερό σε σωλήνες μικρής διαμέτρου, όπως είναι οι ηθμοί και τα ξυλώδη αγγεία. Επομένως η θραύση της στήλης και η δημιουργία φυσαλίδων – εμβολή, δεν είναι εύκολη. Η δημιουργία φυσαλίδων στα αγγεία και θραύση της στήλης μπορεί να παρατηρηθεί στις ρίζες στο βλαστό και τα φύλλα κάτω από ορισμένες συνθήκες καταπόνησης του φυτού, όπως είναι η σοβαρή έλλειψη νερού στο έδαφος, τραυματισμοί του αγγειακού συστήματος, θερμοκρασίες παγετού και προσβολές από παθογόνους μικροοργανισμού. Σημειώνεται ότι φυτά που έχουν προσαρμοστεί σε ξηρά περιβάλλοντα, διαθέτουν στενότερα αγγεία από εκείνα τα φυτά που ευδοκιμούν σε υγρά περιβάλλοντα. Εξάλλου, υπάρχει η δυνατότητα διάλυσης των τυχόν φυσαλίδων κατά τη διάρκεια της νύχτας, λόγω του κλεισίματος των στομάτων, αλλά και της ενδεχόμενης ανάπτυξης ριζικής πίεσης. Ως ασυμπίεστο το νερό παρουσιάζει υψηλή αντοχή στην τάση και έτσι αποτρέπεται η θραύση της στήλης νερού στα αγγεία, αλλά και αυτή του την ιδιότητα οφείλεται και η μορφή των φυτικών κυττάρων, εξαιτίας της πίεσης σπαργής (πίεση που διατηρεί το σχήμα των φυτικών κυττάρων) που εξασκείται μέσα σε αυτά. Ως διαφανές υγρό το νερό αποτελεί την κινητήρια δύναμη για τη φωτοσύνθεση, δεν απορροφά την ορατή ακτινοβολία του ήλιου και κατά συνέπεια οι υψηλές του συγκεντρώσεις δεν αποτελούν εμπόδιο για τη διέλευση της ακτινοβολίας του φωτός στο εσωτερικό των φύλλων ή και τη διείσδυσή της σε μεγάλα βάθη υδάτινων μαζών. Από την άλλη, το νερό μέσα στα φυτά μπορεί να μετακινηθεί με το φαινόμενο της απλής διάχυσης ( κίνηση των μορίων κατά μήκος μιας διαβάθμισης συγκεντρώσεων), μέσα από τη μαζική ροή του που οφείλεται σε διαβάθμιση της πίεσης (η μαζική ροή με κινητήρια δύναμη την πίεση αποτελεί τον κυριότερο μηχανισμό μαζικής μετακίνησης νερού σε μεγάλες αποστάσεις, μέσα από μικροσκοπικές σωληνώσεις π.χ.τα αγγεία του ξύλου), και την όσμωση που αποτελεί ειδική περίπτωση διάχυσης των μορίων του νερού μέσα από την ύπαρξη μιας ημιπερατής μεμβράνης (το νερό κινείται από περιοχές χαμηλής συγκέντρωσης διαλυμένων διαλυμένων ουσιών προς περιοχές υψηλής συγκέντρωσης διαλυμένων ουσιών). Ειδικά σε αλατούχα εδάφη η διάχυση αποτελεί σημαντικό παράγοντα μετακίνησης του νερού, λόγω της αυξημένης οσμωτικής πίεσης του εδαφικού διαλύματος.

Το νερό συμμετέχει συνήθως στο 80 - 95% της μάζας των καλλιεργούμενων φυτών, στους ώριμους ξυλώδεις ιστούς φτάνει τα 45-50%, ενώ στα ποώδη φυτά το περιεχόμενο τους σε νερό κυμαίνεται από 70-95%. Το φυτικό κύτταρο χαρακτηρίζεται από την παρουσία μιας δομής, του χυμοτοπίου, το οποίο προσλαμβάνει νερό με τη βοήθεια της όσμωσης (ώσμωση είναι μια φυσιολογική διαδικασία κατά την οποία ο διαλύτης κινείται, αυθόρμητα, μέσω μεμβράνης που είναι διαπερατή για τα μόριά του όχι όμως και για τα μόρια της διαλυμένης ουσίας και διαχωρίζει δύο διαλύματα διαφορετικών συγκεντρώσεων ή χωρίζει ένα διαλύτη από ένα διάλυμα. Χωρίς την ύπαρξη της μεμβράνης θα συνέβαινε απλή ανάμιξη των δύο διαλυμάτων ή του διαλύτη και του διαλύματος. Αν από την ημιπερατή μεμβράνη περνά και διαλυμένη ουσία, τότε η διαδικασία παύει να είναι ώσμωση και γίνεται διάχυση μεταξύ των δύο διαλυμάτων. Η ώσμωση πραγματοποιείται με σκοπό να εξισωθούν οι συγκεντρώσεις των διαλυμάτων από τις δύο πλευρές της ημιπερατής μεμβράνης. Το φαινόμενο της ώσμωσης είναι πολύ σημαντικό στα διάφορα βιολογικά συστήματα, καθώς πολλές βιολογικές μεμβράνες είναι ημιπερατές). Έτσι, το γεμάτο νερό χυμοτόπιο, εξασκεί πίεση στο κυτταρόπλασμα και αυτό με τη σειρά του πιέζει το τοίχωμα του κυττάρου. Η πίεση αυτή επιτρέπει στο φυτικό κύτταρο να διατηρεί το σχήμα του, κατάσταση που αναφέρεται ως σπαργή. Αυτή η πίεση συμβάλλει στην ακαμψία και στη μηχανική σταθερότητα των μη ξυλωδών φυτικών ιστών και είναι απαραίτητη για πολλές φυσιολογικές διεργασίες περιλαμβανομένης της διεύρυνσης των κυττάρων (ανάπτυξη των φυτών), ανταλλαγή αερίων στα φύλλα, τη μεταφορά του νερού και των σακχάρων, και πολλές άλλες διεργασίες. Όταν υπάρχει ανεπάρκεια σε νερό, η πίεση σπαργής μειώνεται και αναγκάζει το φυτό να μαραίνεται.

Τα φυτά, με την πάροδο του χρόνου, έχουν προσαρμοστεί να ανέχονται ακραίες συνθήκες στη διαθεσιμότητα του νερού. Η διαθεσιμότητα του νερού στα φυτά επηρεάζεται από την υγρασία του εδάφους, ενώ η υφή και η δομή του εδάφους και των υποστρωμάτων του επηρεάζει τις δυνατότητές τους να συγκρατούν το νερό. Η πρόσληψη του νερού στα φυτά δεν συμβαδίζει πάντοτε με τα ποσοστά της διαπνοϊκής απώλειας του νερού, ακόμη και αν η υγρασία του εδάφους είναι επαρκής. Κατά τη διάρκεια ζεστών και ηλιόλουστων ημερών μπορεί να παρατηρηθεί προσωρινός μαρασμός, αλλά τα φυτά μπορούν να ενυδατωθούν μέσα στη νύχτα, όταν οι θερμοκρασίες είναι χαμηλότερες με αποτέλεσμα να υπάρχει μειωμένη διαπνοϊκή απώλειες νερού. Μόνιμος μαρασμός και νέκρωση των φυτών μπορεί να συμβεί, εάν το έδαφος στεγνώσει τελείως από νερό και υγρασία. Η διαθεσιμότητα σε νερό ρυθμίζει το άνοιγμα και το κλείσιμο των στομάτων, η οποία με τη σειρά της ρυθμίζει τη διαπνοή και τη φωτοσύνθεση. Εάν, στο ριζικό σύστημα είναι διαθέσιμο πολύ λίγο νερό, το φυτό θα μειώσει την ποσότητα του νερού που χάνει μέσω της διαπνοής του, κλείνοντας τα στόματα των φύλλων. Αυτό θα προκαλέσει μειωμένη φωτοσύνθεση, επειδή το απαραίτητο διοξείδιο του άνθρακα που εισέρχεται στο φυτό μέσω των στομάτων θα ελαχιστοποιηθεί, καθώς τα στόματα είναι κλειστά. Έτσι, κάθε μειωμένη απόδοση της φωτοσύνθεσης θα έχει ανάλογο αντίκτυπο στην απόδοση των καλλιεργειών.

Και το ερώτημα μετά από όλα τα πιο πάνω είναι πώς μπορεί ένα δέντρο να ανεβάζει διαρκώς μεγάλες ποσότητες νερού σε ύψος πολλών δεκάδων μέτρων (πηγή: σταχυολόγηση από Discover και Στ.Ξενικουδάκης); Τα θαυμαστά ‘’υδραυλικά’’ σε ένα δένδρο αρχίζουν από το ριζικό σύστημά του, διατρέχοντας τον κορμό και τα κλαδιά και στενεύοντας μέχρι τα τριχοειδή αγγεία στα ακραία φύλλα. Είναι μια σειρά από αδρανείς σωλήνες-νεκρά κύτταρα, που ονομάζονται συνολικά ξύλημα (xylem) μεταφέρει το νερό από αρκετά μέτρα μέσα στη γη, έως την κορφή των δέντρων, με ταχύτητα που σε ορισμένες περιπτώσεις φτάνει τα 50 μέτρα την ώρα. Τα νεκρά και αδρανή κύτταρα του ξυλήματος μπορούν να ανεβάσουν εκατοντάδες λίτρα νερού τη μέρα σε μεγάλο ύψος, αψηφώντας τη δύναμη της βαρύτητας. Τα δέντρα και γενικότερα τα φυτά χρειάζονται πολύ περισσότερο νερό, για να επιβιώσουν σε σχέση με τα ζώα. Η δίψα τους πηγάζει από τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, με την οποία τα πράσινα μέρη του φυτού χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια, για να μετατρέψουν το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα σε οξυγόνο και υδατάνθρακες. Η διαδικασία αυτή απαιτεί υγρές επιφάνειες εκτεθειμένες στον αέρα. Ωστόσο, η ίδια η φωτοσύνθεση καταναλώνει μόνο ένα μικρό μέρος του νερού που απορροφούν τα φυτά. Περισσότερο από το 90% αυτού του νερού «διαρρέει» στον αέρα μέσα από τους ίδιους πόρους των φύλλων που χρησιμοποιούνται και για τις ανταλλαγές αερίων (εισροή διοξειδίου του άνθρακα, εκροή οξυγόνου). Οι ποσότητες νερού που χρησιμοποιούν τα φυτά είναι εκπληκτικές. Για παράδειγμα, ένας ηλίανθος καταναλώνει κάθε μέρα 17 φορές περισσότερο νερό κατά γραμμάριο της μάζας του σε σχέση με έναν άνθρωπο. Δηλαδή, για να φτιάξει ένα κιλό οργανικής μάζας ένα φυτό καταναλώνει τουλάχιστον 500 κιλά νερό. Υπάρχουν δύο τρόποι να προωθηθεί τόσο πολύ νερό προς τα φύλλα: είτε κάτι να το τραβά από πάνω, είτε κάτι να το πιέζει από κάτω. Ο μηχανισμός της έλξης είναι εκείνος που υποστηρίζουν οι περισσότεροι από τους φυσικούς και τους βιολόγους. Προτάθηκε για πρώτη φορά στα τέλη του 19ου αιώνα και βασίζεται σε μια ιδιότητα του νερού που δεν αναφέρεται συνήθως για τα υγρά: την αντοχή τάνυσης. Τα μόρια του νερού έχουν την τάση να μένουν κοντά το ένα στο άλλο, γιατί είναι πολωμένα και σχηματίζουν τους λεγόμενους δεσμούς υδρογόνου, όπου οι αρνητικοί πόλοι έλκονται από τους θετικούς πόλους των γύρω μορίων και οι θετικοί πόλοι από τους αρνητικούς. Οι δεσμοί υδρογόνου είναι που κάνουν το νερό να παραμένει υγρό όταν χαμηλές πιέσεις ή υψηλές θερμοκρασίες κάνουν άλλα λιγότερο πολικά υγρά να περάσουν στην αέρια φάση. Οι δεσμοί αυτοί μπορούν μάλιστα να τεντωθούν πριν το υγρό νερό εξατμιστεί.

Σύμφωνα με τη θεωρία της έλξης ακριβώς αυτό συμβαίνει στο νερό μέσα στα δέντρα. Το νερό που εξατμίζεται από τα φύλλα τραβά τα γειτονικά του μόρια που βρίσκονται ακόμα λίγο πριν το στόμιο των πόρων των φύλλων. Αυτή η έλξη μεταφέρεται μέσω των δεσμών υδρογόνου σε όλη τη διαδρομή μέσα από τον κορμό έως τις ρίζες. Το ίδιο το δέντρο δε χρειάζεται ούτε να τραβήξει, ούτε να σπρώξει. Όλη η ενέργεια που χρειάζεται για το ανέβασμα του νερού παρέχεται από τον ήλιο και τον άνεμο, που κι αυτός βοηθά στην εξάτμιση του νερού. Σε τελευταία ανάλυση, και η αιολική ενέργεια προέρχεται επίσης από τον ήλιο. Κατά τη θεωρία της έλξης, η πίεση στο ξύλημα των ψηλότερων δέντρων φτάνει τις -20 ατμόσφαιρες. Αυτή η θεωρία χρησιμοποιείται για να ερμηνευτεί το γεγονός ότι κανένα από τα δέντρα που υπάρχουν σήμερα δεν ξεπερνά σε ύψος τα 115 μέτρα. Τόσο η υδροστατική πίεση, όσο και η δύναμη που ασκείται στο νερό λόγω της τριβής αυξάνονται όσο μακραίνει το ξύλημα. Έτσι, η πίεση στις κορυφές των ψηλότερων δέντρων του ίδιου είδους πρέπει να είναι μικρότερη. Αλλά όσο μικρότερη είναι η πίεση, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα σπηλαίωσης (δημιουργίας φυσαλίδων) μέσα στη στήλη νερού. Η σπηλαίωση είναι καταστροφική για τη μεταφορά νερού, γιατί σπάει τους δεσμούς υδρογόνου. Για να την αποφύγουν τα ψηλά δέντρα κλείνουν τους πόρους των φύλλων το απομεσήμερο, όταν ο ρυθμός εξάτμισης είναι στο μέγιστο. Χωρίς αυτές τις επιπλέον ώρες φωτοσύνθεσης ένα δέντρο δεν μπορεί να συνεχίσει να αναπτύσσεται. Έχει βέβαια διαπιστωθεί και σχέση ανάμεσα στο ρυθμό φωτοσύνθεσης και την ηλικία των δέντρων (μείωση του ρυθμού με την αύξηση της ηλικίας). Άλλοι υποστηρικτές της θεωρίας της έλξης μιλούν τόσο για άνω, όσο και για κάτω όριο ύψους των φυτών που επιβάλλονται από τους υδραυλικούς περιορισμούς και έχουν να κάνουν με τη διάμετρο των σωλήνων του ξυλήματος, που αν είναι πολύ φαρδιοί θα γίνονταν αιτία σπηλαίωσης*, ενώ αν ήταν πολύ λεπτοί δε θα επέτρεπαν τη ροή του υγρού.

Σε άλλα πειράματα φάνηκε ότι ίσως να υπάρχει και ένα ενεργό στοιχείο στη λειτουργία του ξυλήματος. Διαπιστώθηκε ότι οι μεμβράνες των ζωντανών κυττάρων που συνδέουν τους σωλήνες του ξυλήματος διογκώνονται ή συρρικνώνονται ανάλογα με τη συγκέντρωση ιόντων στο νερό. Σε ένα πείραμα η ροή υπερδιπλασιάστηκε λόγω των αλλαγών στη συγκέντρωση ιόντων. Τα ζωντανά κύτταρα του φυτού, με αυτή την αυτόματη αντίδραση, ίσως να εμποδίζουν τη σπηλαίωση, ώστε το νερό να φτάσει μέχρι τα πιο διψασμένα μέρη του.

__________

* (Σπηλαίωση (http://www.oremscience.gr/node/689) είναι η δημιουργία φυσαλίδων σε ένα σώμα στο σημείο όπου η πίεσή του πέφτει χαμηλότερα από μία συγκεκριμένη τιμή. Πώς επηρεάζουν την καθημερινή μας ζωή αυτές οι φυσαλίδες; Αρνητικά ως ένας κύριος παράγοντας φθοράς στα βιομηχανικά συστήματα, αλλά και θετικά λόγω της θεραπευτικής τους δύναμης. Οι φυσαλίδες δημιουργούνται λόγω μεταβολής της πίεσης και χωρίζονται σε δύο κατηγορίες ανάλογα με την κίνηση τους. Αν ασκήσουμε αρνητική πίεση σε μία φυσαλίδα, σαν μια τεράστια ηλεκτρική σκούπα δηλαδή να την ρουφάει προς όλες τις μεριές, αυτή θα μεγαλώσει, και μόλις ασκήσουμε θετική πίεση θα καταρρεύσει ακαριαία προς το κέντρο της ασκώντας δυνάμεις στα γειτονικά σημεία και παράγοντας ήχο. Αυτή είναι η αδρανειακή σπηλαίωση, ενώ η σταθερή φυσαλίδα, πραγματοποιεί ταλάντωση ως προς τη διάμετρό της.

Γύρω στο 1900 κατασκευάστηκε στην Αγγλία το πλοίο Turbinia και είχε ταχύτητα μόλις 17 κόμβους γιατί η προπέλα του πλοίου γυρνούσε τόσο γρήγορα με αποτέλεσμα η πίεση του νερού να μειώνεται δραματικά και να σχηματίζονται φυσαλίδες πάνω σε αυτήν. ∆ιπλό το κακό, αφού η ισχύς μοιραζόταν στα δύο, στο να γυρνάει η προπέλα και στο σχηματισμό φυσαλίδων, οπότε είχαμε χαμηλή απόδοση, ενώ η προπέλα καταστρεφόταν από την κατάρρευση των αδρανειακών φυσαλίδων η οποία προκαλεί ένα σοκ: φανταστείτε το σαν ένα σφυράκι να χτυπάει την προπέλα πάνω από 20000 φορές το λεπτό με δύναμη. Τελικά, κρατώντας την ισχύ σταθερή, προστέθηκαν και άλλες προπέλες οι οποίες γυρνούσαν με μικρότερη ταχύτητα και έτσι δεν αναπτύσσονταν οι απαραίτητες μεταβολές της πίεσης για το σχηματισμό σπηλαίωσης, με αποτέλεσμα το πλοίο να κινείται με 34.5 κόμβους.

Σε άλλες εφαρμογές όμως η παρουσία φυσαλίδων είναι τόσο επιθυμητή που τις εισάγουμε επίτηδες, όπως για τη θεραπεία θρόμβων ή το σπάσιμο της πέτρας στα νεφρά αναίμακτα. Εφαρμόζοντας μεταβαλλόμενη πίεση στο επιθυμητό σημείο του σώματος, αναγκάζουμε αρχικά κάποιες φυσαλίδες να δημιουργηθούν και στη συνέχεια να καταρρεύσουν στο εστιασμένο αυτό σημείο και μόνο, διαλύοντας έτσι το συγκεντρωμένο αίμα ή τις πέτρες αντίστοιχα. Αναλογιστείτε δηλαδή τη λειτουργία ενός λατομείου, όπου γίνονται συνεχείς εκρήξεις για το σπάσιμο του βράχου, βέβαια οι εκρήξεις στο σώμα είναι χιλιάδες το δευτερόλεπτο. Οι φυσαλίδες χρησιμοποιούνται και ως μεταφορείς φαρμάκων, κάτι σαν couriers δηλαδή! Κατασκευάζουμε στο εργαστήριο τις φυσαλίδες τοποθετώντας το φάρμακο στο εσωτερικό τους, τις εισάγουμε στον οργανισμό και τις αναγκάζουμε να καταρρεύσουν, παραδίδοντας έτσι το φάρμακο στον παραλήπτη. Έπειτα, η σταθερή σπηλαίωση, λόγω της ταλάντωσης που κάνει θέτει τα γειτονικά υγρά σε ροή με αποτέλεσμα την καλύτερη διάδοση του φαρμάκου).

(Πηγές:http://gbt.aua.gr/el/sites/default/files/COLOURED%20FINAL%20PLANT%20PHYSIOLOGY%20NOTES.pdf , http://www.ehow.com/about_5240957_importance-water-plants.html&prev=/search%3Fq%3Dwater%2Bin%2Bplants%2Bgrowth%26start%3D10%26sa%3DN%26hl%3Del%26biw%3D768%26bih%3D928 , http://www.clemson.edu/extension/horticulture/nursery/irrigation/why_plants_need_water.html&prev=/search%3Fq%3Dwater%2Bin%2Bplants%2Bgrowth%26hl%3Del%26biw%3D768%26bih%3D928 , http://www.rizospastis.gr/page.do?publDate=29/9/2002&id=2748&pageNo=7&direction=1 , Στ. Ξενικουδάκης από Discover , http://dspace.aua.gr/xmlui/bitstream/handle/10329/37/bresta-security.pdf?sequence=1).