• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Odporność roślin na suszę

    Przeczytaj także...
    Kutykula (łac. cuticula) – w botanice zwana też nabłonkiem, jest to cienka warstwa pokrywająca zewnętrzną ścianę komórek epidermy, okrywającej wszystkie organy nadziemne roślin, z wyjątkiem pędów drewniejących. Tworzy cienką, ciągłą warstwę na powierzchni całej rośliny z przerwami jedynie w miejscu porów między komórkami szparkowymi. Podstawową funkcją kutykuli jest zabezpieczenie rośliny przed utratą wody i wpływem środowiska zewnętrznego. Skład chemiczny kutykuli jest złożony, a związkami budującymi są substancje lipidowe, głównie kutyna lub kutan. Warstwa kutyny powstaje w wyniku procesu kutykularyzacji.Aklimatyzacja – rodzaj adaptacji; spowodowane zmianą miejsca pobytu, zachodzące w naturalnych warunkach, przystosowanie się do nowych dla danego organizmu warunków klimatycznych. W zakres aklimatyzacji wchodzą przystosowania do klimatu, czasu i wysokości. Przystosowanie zachodzące w warunkach laboratoryjnych, do sztucznie wytwarzanych warunków, nazywamy aklimacją.
    Miękisz wodny, miękisz wodonośny, tkanka wodna – tkanka wyspecjalizowana w gromadzeniu i przechowywaniu wody, zbudowana z cienkościennych komórek zawierających duże wakuole z zawartymi wewnątrz substancjami śluzowymi i pektynami, które pęczniejąc pod wpływem wody zatrzymują dużą jej ilość i zmniejszają szybkość jej oddawania. Występuje najczęściej u sukulentów, może znajdować się w różnych częściach rośliny: łodygach (kaktusy i niektóre wilczomlecze), liściach (Aloes, Agawa, Grubosz), rzadziej w korzeniach.
    Graptopetalum paraguayense magazynuje wodę w liściach oraz przeprowadza fotosyntezę CAM umożliwiającą przetrwanie w warunkach suszy

    Odporność roślin na suszę, odporność roślin na deficyt wody – zdolność roślin do przetrwania w środowisku, które nie zapewnia odpowiedniej ilości wody dla organizmu. Mechanizmy zapewniające przetrwanie mogą mieć charakter morfologiczny, fizjologiczny i biochemiczny. Część mechanizmów odpornościowych ma charakter adaptacji, cechy dziedziczone, a część charakter aklimatyzacji, cech pojawiających się w warunkach stresu nie przekazywanych na kolejne pokolenia. Wyróżniane są dwie strategie odporności na suszę. Pierwsza z nich polega na przeciwdziałaniu odwodnieniu, rośliny stosujące taką strategię nazywane są roślinami homeohydrycznymi. Druga strategia polega na tolerowaniu odwodnienia, rośliny stosujące taką strategię nazywane są roślinami poikilohydrycznymi. Susza może mieć charakter suszy atmosferycznej, czyli niskiej względnej wilgotności powietrza, suszy glebowej, czyli niskiej zawartości wody w glebie albo suszy fizjologicznej, związanej z zasoleniem gleby lub zamarznięciem wody w glebie.

    Stres oksydacyjny – stan braku równowagi pomiędzy działaniem reaktywnych form tlenu a biologiczną zdolnością do szybkiej detoksykacji reaktywnych produktów pośrednich lub naprawy wyrządzonych szkód. Wszystkie formy życia utrzymują w komórkach środowisko redukujące, które jest zachowywane przez aktywność enzymów podtrzymujących stan redukcji poprzez ciągły dopływ energii metabolicznej. Zaburzenia w prawidłowym stanie redukcji mogą wywołać toksyczne działanie poprzez produkcję nadtlenków i wolnych rodników, powodujących oksydacyjne uszkodzenia wszystkich składników komórki, a szczególnie dotkliwe dla komórki są uszkodzenia białek, lipidów i DNA.Rośliny homeohydryczne – rośliny, których protoplazma znajduje się w stanie ciągłej aktywności pomimo zmian wilgotności otoczenia. W centrum komórek roślin homeohydrycznych znajduje się duża wakuola. Zawartość wakuoli umożliwia utrzymanie stałego poziomu uwodnienia. Komórki homeohydryczne wywodzą się z komórek zielenic takich jak Characeae. W efekcie ewolucji rośliny wytworzyły kutykulę, aparaty szparkowe oraz rozwinęły system korzeniowy umożliwiający stałe pobieranie wody z podłoża. Dzięki sprawnej regulacji gospodarki wodnej rośliny homeohydryczne zwiększyły zdolność do wytwarzania biomasy i stały się dominującymi roślinami na kontynentach.

    Mechanizmy na poziomie organizmu[]

    Strategia przeciwdziałania na poziomie organizmu polega na wykształceniu przystosowań w budowie zapewniających sprawne pobieranie wody nawet z dużych głębokości, magazynowaniu wody w organizmie w tkance wodnej, ograniczenie transpiracji. Pobieranie wody z głębszych warstw gleby umożliwia palowy system korzeniowy. Ograniczenie strat wody możliwe jest wykształceniu liści w formie szpilek, grubej warstwie kutykuli lub gęstemu kutnerowi. Wzrost organów nadziemnych, głównie powierzchni liści w warunkach suszy zostaje zahamowany. Rozrasta się system korzeniowy. Znaczny deficyt wody prowadzi do przedwczesnego zrzucania liści co dodatkowo ogranicza straty w wyniku transpiracji. Zwiększona synteza substancji lipidowych, wchodzących w skład kutykuli chroni organy nadziemne przed parowaniem. Ważną rolę w indukcji mechanizmów obronnych w czasie suszy pełni kwas abscysynowy. Przedłużająca się susza prowadzi do więdnięcia rośliny lub organów, które po pewnym czasie jest procesem nieodwracalnym (więdnięcie trwałe).

    Poikilohydryczne rośliny – rośliny cechujące się zmiennym uwodnieniem organizmów, które zależy i niewiele różni się od nawodnienia otoczenia.Glicyna (skróty: G, Gly; łac. Acidum aminoaceticum) – organiczny związek chemiczny, najprostszy spośród 20 standardowych aminokwasów biogennych, jedyny niebędący czynny optycznie. Za jej pojawienie się w łańcuchu polipeptydowym odpowiada obecność kodonów GGU, GGC, GGA lub GGG w łańcuchu mRNA.

    Szczególnym sposobem unikania suszy jest bardzo krótki cykl rozwojowy, umożliwiający efemerydom wydanie owoców i nasion, w krótkim okresie sprzyjających warunków środowiska.

    Mechanizmy na poziomie komórki[]

    Unikanie odwodnienia na poziomie komórki polega na zwiększeniu zdolności cytoplazmy do zatrzymywania wody, czyli właściwej osmoregulacji. W komórkach gromadzona jest większa ilość jonów, głównie K oraz wytwarzane są substancje drobnocząsteczkowe takie jak prolina, glicyna, betaina, trehaloza, pinitol. Dzięki obniżeniu potencjału wody, zostaje ona zatrzymana w komórce.

    Potencjał wody, potencjał wodny, Ψw – molarna entalpia swobodna cząsteczek wody w układzie. Pojęcie stosowane w fizjologii roślin dla wyrażenia zdolności komórki do pochłaniania wody na zasadzie osmozy. Wartość wyraża się w J m 3 {displaystyle {frac {J}{m^{3}}}} lub Pa.Palowy (osiowy) system korzeniowy - typ, forma wzrostu korzeni rozpowszechniona wśród nagozalążkowych i dwuliściennych. Składa się z jednego korzenia głównego, rosnącego pionowo w dół oraz z korzeni bocznych, zwykle krótszych i cieńszych, rosnących ukośnie lub poziomo, których dalsze odgałęzienia rozrastają się w różnych kierunkach. Korzeń główny rozwija się tu z korzenia zarodkowego i nazywany jest w związku z tym korzeniem pierwotnym. System palowy może osiągnąć znaczną długość i dotrzeć do głęboko położonych warstw podłoża, zawierających większe ilości wody, a nawet do poziomu wody gruntowej.

    Tolerowanie deficytu wody wiąże się z syntezą proliny, betainy, dehydryny i osmotyny. Wszystkie te związki chronią struktury komórkowe zapewniając integralność błon oraz zapobiegają denaturacji białek. Dodatkowo w błonach komórki część fosfolipidów zastępowana jest sterolami, wzrasta także udział nasyconych kwasów tłuszczowych. Ze względu na zaburzenie metabolizmu konieczna jest również synteza związków zapewniających ochronę przez stresem oksydacyjnych. Wytwarzane są dodatkowe karotenoidy, glutation, kwas askorbinowy. Wzrasta aktywność peroksydaz, katalaz i dysmutazy ponadtlenkowej.

    Efemerydy – rośliny jednoroczne o bardzo krótkim cyklu życiowym. Od skiełkowania do wydania nasion mija w ich przypadku kilka tygodni. Skrócenie okresu wegetacji wiąże się ze specyficznymi warunkami siedliskowymi, w jakich te rośliny występują. Efemerydy mają największy udział we florach terenów pustynnych i półpustynnych oraz w strefie klimatu arktycznego. W warunkach skrajnie nieprzyjaznych dla życia organicznego, spędzają większość czasu w postaci nasion. Dzięki skróceniu cyklu rozwojowego mogą skutecznie wykorzystać krótkie okresy sprzyjające rozwojowi (pojawienie się opadów na pustyni i krótkie, arktyczne lato). W Polsce do efemerydów należą drobne rośliny wczesnowiosenne korzystające z dostępu do światła w okresie poprzedzającym rozwinięcie się innych gatunków lub zajmujące skrajne siedliska (np. piaski). Przykładami efemerydów w naszej florze są wiosnówka pospolita, rogownica pięciopręcikowa.Potas (K, łac. kalium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali alkalicznych w układzie okresowym i liczbie atomowej 19.

    Przypisy

    1. red. Kozłowska Monika: Fizjologia roślin. Od teorii do nauk stosowanych. Poznań: Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, 2007, s. 482-485. ISBN 978-83-09-01023-4.
    2. Kacperska Alina: Reakcje roślin na abiotyczne czynniki stresowe. W: Fizjologia roślin (red. Kopcewicz Jan, Lewak Stanisław). Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 613-678. ISBN 8301137533.
    3. red. Zurzycki Jan, Michniewicz Marian: Fizjologia roślin. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, 1985, s. 673-678. ISBN 83-09-00661-6.
    4. Szweykowska Alicja: Fizjologia Roślin. Poznań: Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, 1997, s. 234-235. ISBN 8323208158.
    Adaptacja (łac. adaptatio – przystosowanie) – przystosowanie się organizmu poprzez zmianę struktury lub funkcji do życia w nowych dla niego, trwale zmienionych warunkach bytowych lub zewnętrznego stresu. Efektywność adaptacji określa dostosowanie.Kwas abscysynowy (ABA; ang. abscisic acid) – organiczny związek chemiczny, będący fitohormonem zaliczanym do seskwiterpenów. Jest jedynym przedstawicielem tej klasy hormonów roślinnych, chociaż jego bezpośredni prekursor (ksantoksyna) także wykazuje niewielką aktywność biologiczną.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Trehaloza – disacharyd złożony z dwóch cząsteczek glukozy połączonych wiązaniem O-glikozydowym (α,D-glukopiranozylo-(1→1)-α,D-glukopiranozyd). Jest głównym cukrem hemolimfy owadów, znajduje się także w grzybach i drożdżach.
    Kutner (ang. tomentose, łac. tomentosus) – gęste, poplątane włoski okrywające liście, łodygę i owoce u niektórych roślin. Kutner może pokrywać całą roślinę lub tylko niektóre jej części.
    Wilgotność względna – stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej zawartej w powietrzu do ciśnienia nasycenia, określającego maksymalne ciśnienie cząstkowe pary wodnej w danej temperaturze.
    Białka – wielkocząsteczkowe (masa cząsteczkowa od ok. 10 000 do kilku mln Daltonów) biopolimery, a właściwie biologiczne polikondensaty, zbudowane z reszt aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi -CONH-. Występują we wszystkich żywych organizmach oraz wirusach. Synteza białek odbywa się przy udziale specjalnych organelli komórkowych zwanych rybosomami.
    Susza fizjologiczna – okres, w którym roślina nie może pobierać wody z otoczenia, mimo iż woda tam występuje. Bezpośrednią przyczyną jest zbyt wysoki potencjał osmotyczny roztworu glebowego. Ilość pobieranej przez roślinę wody zależny od powierzchni absorbującej i różnicy potencjału wody. Gdy różnica potencjału jest zbyt mała roślina nie pobiera wystarczającej ilości wody.
    N,N,N-Trimetyloglicyna, TMG, betaina – organiczny związek chemiczny o wzorze (CH3)3NCH2CO2, pochodna aminokwasu glicyny.
    Fotosynteza CAM – szczególny typ fotosyntezy zachodzącej u organizmów określanych jako rośliny CAM (ang. crassulacean acid metabolism). Do grupy tej należą rośliny, które ze względu na klimat muszą prowadzić szczególnie oszczędną gospodarkę wodną, m.in. gruboszowate.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.021 sek.