Todos sabemos que a água é o elemento principal para o metabolismo de todas as formas de vida. No caso dos vegetais a água representa de 80% a 90% do seu peso fresco. No solo a água penetra por infiltração, onde uma parte dela fica retida por adsorção, em torno das partículas, ou, por capilaridade, dentro dos poros. Sabemos também que a maioria das plantas terrestres retiram a água do solo através do seu sistema radicular (pelos absorventes), principalmente; embora existam casos em que outras partes da planta possam se adaptar a essa função.
Vamos agora compreender como se dá a absorção da água em nível celular. Para tanto teremos que dar uma noção de certos conceitos e ideias como a difusão, as propriedades coligativas das soluções, a osmose e etc.
Podemos começar idealizando um sistema físico representado por um tubo em U, como mostra a figura abaixo. Este tubo estará dividido ao meio por uma membrana semipermeável. Uma metade do tubo conterá uma solução concentrada de sacarose, enquanto a outra metade conterá apenas água. As duas metades deste sistema estão sujeitas à pressão atmosférica normal, e a mola M está em relaxamento. Na metade A a presença do soluto (sacarose) torna a solução mais concentrada que a da metade B, que contém apenas água; portanto a pressão de difusão da água através da membrana será maior no sentido da metade B para a metade A. Assim, ira se formar um fluxo de água no sentido B --> A. Com o tempo a água que penetra na solução de sacarose vai aumentar o volume da metade A do sistema, empurrando a mola M. Esta por sua vez vai exercer uma contrapressão equivalente, o que acarretará num estado de turgor da solução na metade A do tubo. Quando esta pressão for igual a diferença de pressão de difusão da água, existente entre a metade A e a metade B, o fluxo de água vai cessar e o sistema entrará em equilíbrio.
Assim a difusão das moléculas de água através de uma membrana semipermeável se dá no sentido da solução mais diluída (onde tem mais água) para a solução mais concentrada (onde tem menos água), fenômeno que conhecemos por osmose. Como no exemplo acima onde a água flui de B para A, empurrando a mola M, até que o sistema entre em equilíbrio. Na osmose o sentido da difusão das moléculas de água vai do lado em que a pressão de difusão for maior para o lado em que esta mesma pressão for menor; no exemplo acima, da água pura para a solução de sacarose. Generalizando, de uma solução diluída para uma solução concentrada.
No exemplo acima vimos uma solução (sacarose) separada do solvente (água) por uma membrana semipermeável. A pressão de difusão é maior na água pura do que na solução de sacarose, portanto a água flui neste sentido, empurrando a mola M. Vimos também que num dado momento a mola compensou a diferença de pressão de difusão da água através da membrana semipermeável, exercendo uma contrapressão à solução de sacarose, e equilibrando todo o sistema. A esta pressão da mola damos o nome de pressão de turgor (PT). A pressão que se deve exercer sobre uma solução (quando esta se encontra separada de seu solvente por uma membrana semipermeável) para impedir o fluxo de moléculas, do solvente puro para a solução é a chamada pressão osmótica (PO). Assim, quanto maior a concentração de uma solução maior será a sua pressão osmótica.
No sistema anterior o fluxo de água no sentido B-->A é controlado pela pressão osmótica mais a pressão de turgor (exercida pela mola).
Vamos agora tentar transpor todo este mecanismo para uma planta. A membrana plasmática, funcionaria como uma membrana semipermeável e a parede celular por ser rija e possuir certa elasticidade funcionaria como a mola do nosso sistema. O suco celular seria equivalente a solução de sacarose, e a água do solo poderia ser comparada com a água presente na metade B do sistema físico.
De acordo com nosso sistema, a solução do solo estaria mais diluída que a solução do suco celular, portanto a difusão vai se dar neste sentido (do solo para as células). A água começa então a penetrar na planta através dos pelos absorventes da sua raiz. Da mesma maneira que no nosso sistema, o fluxo de água da raiz para as células vegetais vai depender da pressão osmótica (PO) do seu suco celular e também da pressão exercida pela parede celular, a pressão de turgor (PT). A entrada de água será diretamente proporcional à diferença entre PO e PT, ou seja, à parcela da pressão osmótica do suco celular não compensada pela pressão da parede. Assim, a penetração de água nas células vegetais depende de seu déficit de pressão de difusão (DPD) que podemos identificar como:
DPD=PO-PT
Na célula murcha como não existe fluxo de água para o seu interior, a sua parede celular não exercerá nenhuma pressão contrária. Assim teremos:
PT= 0,
portanto:
DPD=PO
A esse estado damos o nome de plasmólise.
A medida em que a água flui para o interior da célula a parede celular começará a exercer pressão, ou seja, a pressão de turgor vai aumentando. Quando a célula estiver saturada de água, teremos:
PT=PO,
portanto:
DPD=0
Nesta situação o fluxo de água para a célula cessará. Esse estado é referido como deplasmólise.
Existem plantas, que mesmo saturadas continuam a absorver água, eliminando o excesso através de poros localizados nas extremidades das folhas (hidatódios) a este fenômeno dá-se o nome de gutação ou sudação. Existem dois tipos de hidatódios: o hidatódio epidermal, que é uma única célula epidérmica que excreta água por transporte ativo, provavelmente; e o hidatódio epitemal, chamado também de estômato aquífero. Tal estrutura é formada por duas células estomáticas, que delimitam um poro permanentemente aberto. Este último tipo de hidatódio é o mais frequente. Nele existe uma câmara subestomática, que está preenchida por um parênquima aquífero (epítema) onde desembocam vasos do xilema.
A sudação ou gutação cessa ou se torna lenta, quando as raizes estão mergulhadas em água destilada com ou sem aeração. Se a raiz for mergulhada numa solução aquosa de sais sem aeração, a sudação também se torna lenta. Todavia, se a raiz for mergulhada numa solução aquosa de sais com aeração e a atmosfera estiver saturada de vapor d’água, a sudação é ativa e prolongada.
Outro fenômeno relacionado a absorção de água pela planta é a exsudação. Assim se cortarmos o caule de uma planta, esta começa a eliminar a seiva bruta na região do corte. Tal fenômeno ocorre porque a absorção contínua de sais, eleva a pressão osmótica no interior do xilema, fazendo entrar mais água. Isto cria no interior da raiz, uma pressão denominada de pressão da raiz, responsável pela exsudação quando cortamos o caule da planta.