探索生命《生物學》172
The TATC Theory Relies
on Cohesion Between Water Molecules and Adhesion of Water to the Xylem Cell
Walls
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1.
蒸散作用將水往上拉的觀念，奠基於幾個因素。首先，水分子間的內聚力cohesion建構了運輸體系，水分子從木質部移往葉片，產生拉力tension，將這個水分子背後的其他水分子拉上來。
2.
水分子一個帶一個往上拉的時候，彼此之間不必打斷，也不須分開，極性分子因為氫鍵的關係，內聚力很強。
3.
每個水分子能與4個水分子形成氫鍵，理論上，從根到葉的蒸散表面，水的內聚力可形成高達15,000atm的水柱，但實驗顯示內聚力能形成的水柱高度低很多，大約只能達到300atm，顯然比先前提到的，將樹液拉到100公尺高所需的30atm，還高出許多。
4.
其次，水分子與管胞和導管細胞的親水性細胞壁之間的吸引力—黏著力adhesion，能提供樹液水柱額外支撐。黏著力是樹液上升的第二重要來源。
5.
木質部樹液的蒸散理論，奠基於水分子的內聚力，與水分子和木質部細胞壁間的黏著力，通常稱為蒸散—黏著力—拉力—內聚力理論
transpiration—adhesion—tension—cohesion（TATC） theory，或蒸散理論transpiration theory。
6.
雖然我們無法用與高大樹木相同的條件，測試蒸散理論，但有些有趣的實驗模擬了植物蒸散作用的情況。
7.
舉例來說，植物學家將水煮沸，除去溶解在水中的空氣，然後將處理過的水放進薄玻璃管，水分子會黏著於玻璃管壁上，然後，在玻璃管的底部放置水銀；當水從頂端蒸發時，它會將水銀柱拉到超過真空管的高度（76cm）；
8.
如果我們切斷一根樹枝，僅僅綁在玻璃管的頂端，讓水從這根樹枝的葉片蒸散出去，這樣拉起的水銀柱高度，與上述裝置差不多一樣。
9.
水分子彼此的內聚力，與水分子和玻璃管壁之間的黏著力，能將水銀柱拉高到，超越氣壓所成擠壓的高度。
10. 有許多證據顯示，一天的不同時刻，樹幹周長不同。在白天，因為蒸散速率最快，木質部對樹液的拉力最大，樹幹的周長比較小，就像橡皮管的內容物在負壓下周長變小。
11. 如果木質部的水處於拉力之下，要解釋水如何從根往木質部移動，就簡單多了。
12. 在正壓下的水柱，將會有一股往下的重力，抵擋更多的水跑進中柱；但如果木質部的水在拉力下（負壓），就不會有往下的力量壓制水。相反地，會施加一股拉力，將水從土壤，拉到根組織，進入到木質部。
13. 陽光是木質部樹液往上拉的最終能量來源。陽光造成水從葉片蒸發，蒸發作用產生的拉力，將木質部的水往上拉，植物本身並未花任何新陳代謝的能量去將樹液往上拉。
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