miniatura|Visió general de la transpiració:
miniatura|Transpiració d'aigua a Xilema
miniatura|Estoma en una fulla de tomàquet mostrada mitjançant un microscopi electrònic de rastreig coloritzat
miniatura|Els núvols d'aquesta imatge de la selva amazònica són el resultat de l’ evapotranspiració. La transpiració és el procés de moviment de l'aigua a través d'una planta i la seva evaporació a partir de parts aèries, com fulles, tiges i flors. L'aigua és necessària per a les plantes, però només s'utilitza una petita quantitat d'aigua captada per les arrels per al creixement i el metabolisme. Entre el 97-99,5% restant es perd per transpiració i gutació. Les superfícies de les fulles estan farcides de porus anomenats estomes ("estoma" singular), i en la majoria de les plantes són més nombroses a la part inferior del fullatge. Els estomes estan vorejats per cèl·lules de protecció i les seves cèl·lules accessòries estomals (conegudes juntes com a complex estomàtic) que obren i tanquen el porus. La transpiració es produeix a través de les obertures estomatals i es pot considerar com un "cost" necessari associat a l'obertura dels estomes per permetre la difusió del diòxid de carboni de l'aire per a la fotosíntesi. La transpiració també refreda les plantes, canvia la pressió osmòtica de les cèl·lules i permet el flux massiu de nutrients minerals i aigua de les arrels als brots. Hi ha dos factors principals que influeixen en la velocitat del flux d'aigua des del sòl fins a les arrels: la conductivitat hidràulica del sòl i la magnitud del gradient de pressió a través del sòl. Aquests dos factors influeixen en la velocitat del flux massiu d'aigua que es mou des de les arrels fins als porus estomàtics de les fulles a través del xilema.
El flux massiu d'aigua líquida des de les arrels fins a les fulles es condueix en part per acció capil·lar, però principalment per diferències de potencial hídric. Si el potencial hídric de l'aire ambiental és inferior al potencial hídric de l'espai aeri foliar del porus estomàtic, el vapor d'aigua viatjarà pel gradient i es mourà de l'espai aeri foliar a l'atmosfera. Aquest moviment redueix el potencial hídric de l'espai aeri de les fulles i provoca l'evaporació de l'aigua líquida de les parets cel·lulars del mesòfil. Aquesta evaporació augmenta la tensió sobre els meniscos de l'aigua a les parets cel·lulars i disminueix el seu radi i, per tant, la tensió que s'exerceix sobre l'aigua de les cèl·lules. A causa de les propietats cohesives de l'aigua, la tensió viatja a través de les cèl·lules de la fulla fins al xilema de la fulla i de la tija, on es crea una pressió negativa momentània a mesura que l'aigua treu el xilema de les arrels. A mesura que l'evaporació es produeix a la superfície de la fulla, les propietats d'adhesió i cohesió funcionen de forma conjunta per extreure molècules d'aigua de les arrels, a través del teixit del xilema i de la planta a través dels estomes.Simon, E.J., Dickey, J.L, & Reece, J.B. (2019). Campbell essential biology. 7th New York: Pearson En plantes i arbres més alts, la força de la gravetat només es pot superar amb la disminució de la pressió hidroestàtica (aigua) a les parts superiors de les plantes a causa de la difusió de l'aigua dels estomes a l’ atmosfera. L'osmosi absorbeix l'aigua a les arrels i els nutrients minerals dissolts viatgen amb ella a través del xilema.
La teoria de la tensió de cohesió explica com les fulles treuen aigua pel xilema. Les molècules d'aigua s'uneixen o presenten cohesió. Quan una molècula d'aigua s'evapora de la superfície de la fulla, tira de la molècula d'aigua adjacent, creant un flux continu d'aigua a través de la planta.
Etimologia Podem veure la història de la paraula transpiració quan la desglossem en trans, un substantiu llatí que significa "a través" i espiració, que prové del verb llatí spīrāre, que significa "respirar". El sufix de ció afegeix el significat "l'acte de", de manera que podem veure que la transpiració és, literalment, "l'acte de respirar a través", que identifica clarament l'emissió de vapor de les fulles de les plantes. La transpiració és vital per a l'ecologia terrestre i s'està reduint per la nostra delmació dels boscos.
Acció capil·lar L'acció capil·lar és el procés d'un líquid que flueix en espais estrets sense l'ajut de les forces externes com la gravetat o fins i tot en oposició a aquestes. L'efecte es pot observar en la preparació de líquids entre els pèls d'un pinzell, en un tub prim, en materials porosos com el paper i el guix, en alguns materials no porosos com la sorra i la fibra de carboni liquada, o en una cèl·lula biològica. Es produeix a causa de les forces intermoleculars entre el líquid i les superfícies sòlides circumdants. Si el diàmetre del tub és prou petit, la combinació de la tensió superficial (que és causada per la cohesió dins del líquid) i les forces adhesives entre el líquid i la paret del contenidor actuen per propulsar el líquid.
Regulació Les plantes regulen la velocitat de transpiració controlant la mida de les obertures estomals. La taxa de transpiració també està influenciada per la demanda evaporativa de l'atmosfera que envolta la fulla, com ara la conductància de la capa límit, la humitat, la temperatura, el vent i la llum solar incident. Juntament amb factors sobre el terreny, la temperatura i la humitat del sòl poden influir en l'obertura estomàtica i, per tant, en la velocitat de transpiració. La quantitat d'aigua perduda per una planta també depèn de la seva mida i de la quantitat d'aigua absorbida a les arrels. La transpiració explica la major part de la pèrdua d'aigua d'una planta per les fulles i les tiges joves. També serveix per refredar evaporativament les plantes, ja que l'aigua que s'evapora emporta energia calorífica a causa de la seva gran calor latent de vaporització de 2260 kJ per litre. Funció Efecte sobre la transpiració Nombre de fulles Més fulles (o espines o altres òrgans fotosintetitzadors) significa una superfície més gran i més estomes per a l'intercanvi gasós. Això provocarà una major pèrdua d'aigua. Nombre d'estomes Més estomes proporcionaran més porus per a la transpiració. Mida de la fulla Una fulla amb una superfície més gran transpirarà més ràpidament que una fulla amb una superfície més petita. Presència de cutícula vegetal Una cutícula cerosa és relativament impermeable a l'aigua i al vapor d'aigua i redueix l'evaporació de la superfície de la planta excepte a través dels estomes. Una cutícula reflectant reduirà l'escalfament solar i l'augment de temperatura de la fulla, ajudant a reduir la velocitat d'evaporació. Les petites estructures semblants als cabells anomenades tricomes a la superfície de les fulles també poden inhibir la pèrdua d'aigua creant un entorn d'alta humitat a la superfície de les fulles. Aquests són alguns exemples de les adaptacions de plantes per a la conservació de l'aigua que es poden trobar en molts xeròfits. Subministrament de llum La taxa de transpiració està controlada per l'obertura estomàtica i aquests petits porus s'obren especialment per a la fotosíntesi. Tot i que hi ha excepcions (com la fotosíntesi nocturna o CAM), en general, un subministrament de llum afavorirà els estomes oberts. Temperatura La temperatura afecta la velocitat de dues maneres: 1) Un augment de l'evaporació a causa d'un augment de la temperatura accelerarà la pèrdua d'aigua. 2) La disminució de la humitat relativa fora de la fulla augmentarà el gradient de potencial hídric. Humitat relativa L'entorn més sec proporciona un gradient de potencial d'aigua més fort i, per tant, augmenta la velocitat de transpiració. Vent En aire quiet, l'aigua perduda a causa de la transpiració es pot acumular en forma de vapor a prop de la superfície de la fulla. Això reduirà la taxa de pèrdua d'aigua, ja que el gradient de potencial hídric de l'interior a l'exterior de la fulla és lleugerament inferior. El vent bufa bona part d'aquest vapor d'aigua a prop de la superfície de la fulla, fent que el gradient de potencial sigui més pronunciat i acceleri la difusió de les molècules d'aigua a l'aire circumdant. Fins i tot en el vent, pot haver-hi una certa acumulació de vapor d'aigua en una fina capa límit d'aire en moviment més lent al costat de la superfície de la fulla. Com més fort sigui el vent, més fina tendrà a ser aquesta capa i més inclinat serà el gradient de potencial hídric. Subministrament d'aigua L'estrès hidric causat pel subministrament restringit d'aigua del sòl pot provocar un tancament estomàtic i reduir les taxes de transpiració.
miniatura|Alguns xeròfits redueixen la superfície de les fulles durant la sequera (esquerra). Si la temperatura és prou fresca i hi ha més humitat, les fulles es tornen a expandir (dreta). Durant una temporada de creixement, una fulla transpirarà moltes vegades més aigua que el seu propi pes. Un acre de blat de moro (4.047 m².) desprèn uns 3.000-4.000 galons (11.400-15.100 litres) d'aigua cada dia i un gran roure pot transpirar 40.000 galons (151.000 litres) a l'any. La relació de transpiració és la proporció de la massa d'aigua transpirada a la massa de matèria seca produïda; la proporció de transpiració dels conreus tendeix a caure entre 200 i 1000 (és a dir, les plantes de conreus transcendeixen entre 200 i 1000 kg d'aigua per cada kg de matèria seca produïda).
Les taxes de transpiració de les plantes es poden mesurar mitjançant diverses tècniques, inclosos potòmetres, lisímetres, poròmetres, sistemes de fotosíntesi i sensors de flux de saba termomètrics. Les mesures dels isòtops indiquen que la transpiració és el component més gran de l’ evapotranspiració. L'evidència recent d'un estudi global d'isòtops estables d'aigua mostra que l'aigua transpirada és isotòpicament diferent de les aigües subterrànies i els rierols. Això suggereix que l'aigua del sòl no està tan ben barrejada com s'assumeix àmpliament.
Les plantes del desert tenen estructures especialment adaptades, com ara cutícules gruixudes, zones de fulles reduïdes, estomes enfonsats i pèls per reduir la transpiració i conservar l'aigua. Molts cactus fan la fotosíntesi en tiges suculentes, en lloc de fulles, de manera que la superfície del brot és molt baixa. Moltes plantes del desert tenen un tipus especial de fotosíntesi, anomenada metabolisme àcid de les crassulàcies o fotosíntesi CAM, en què els estomes es tanquen durant el dia i s'obren a la nit quan la transpiració serà menor.
Cavitació