На долю воды приходится более 80%массы большинства растений. Это важно для фотосинтеза, обмена веществ, и транспорта питательных веществ и других молекул. Неорганические питательные вещества тоже имеют решающее значение для роста растений и размножения.

Например, азот является строительным блоком для ключевых биомолекул, таких как аминокислот, в то время как калий очень важен для открытия и закрытия стоматы. Каким образом растения гарантированно поглощают питательные вещества и большое количество воды? Большинство растений получают воду и минералы из почвы, в которой они укоренились.

Корни растений выпускают ионы водорода ионы и углекислый газ. Углекислый газ реагирует с водой, образовывая бикарбонат анион, и дополнительные ионы водорода. Ионы водорода связываются с отрицательно заряженными частицами почвы, которые выпускают положительно заряженные ионы, такие как калий, в раствор почвы.

Этот процесс называется катионным обменом и делает питательные вещества доступными для растения. Корневая архитектура и паттерны ветвления необходимы для эффективного поглощения воды и питательных веществ. Например, внешний слой клеток, который касается почвы, образует крохотные корневые волоски.

Эти специализированные клетки имеют большую площадь поверхности, которая поглощает воду в обоих, активном и пассивном процессах. Например, вода и растворенные питательные вещества могут быть пассивно рассеяны в апопласт, который состоит из всех стенок клеток и пробелов между клетками. Пространство внутри мембраны клетки называется симпласт.

Вода попадает в симпласт через осмос, сквозь клеточную мембрану, в то время как питательные вещества поднимаются с помощью активного транспорта. Как только вода и минералы входят в симпласт, они свободно перемещаются в направлении центра корня через межклеточные соединения. Вода и питательные вещества в апопласте, однако, заблокированы от входа в стелу Каспарскими лентами.

Каспарские ленты являются слоями водонепроницаемого суберина в клетках эндодермиса, которые окружают стелу. Эти структуры блокируют прохождение потенциально нежелательных токсичных элементов. Чтобы войти в центр корня, все растворённые вещества должны пересечь плазменную мембрану.

После входа в симпласт, вода и питательные вещества входят в стелу, которая распространяет их по всему растению для выполнения их основных функций.