Che cos'è lo stress abiotico?
Lo stress abiotico è un termine usato per descrivere i fattori non viventi che influenzano negativamente gli organismi viventi. Gli animali possono essere colpiti da stress abiotico, ma le piante sono più vulnerabili in quanto non sono in grado di spostarsi in un ambiente meno stressante. I fattori di stress biotici includono parassiti e malattie degli insetti, mentre lo stress abiotico delle piante deriva da fattori ambientali. Questi possono essere correlati al clima - siccità, temperature estreme e vento, ad esempio - o a fattori chimici nel suolo o nell'atmosfera.
Le piante mostrano una serie di risposte e adattamenti che aiutano a determinare la tolleranza allo stress abiotico. Alcuni di questi comportano cambiamenti strutturali o chimici, mentre altri comportano una limitazione del periodo di crescita in base alle condizioni. In alcuni casi, le relazioni simbiotiche si sono sviluppate come risposta agli stress.
La siccità è una delle forme più comuni di stress incontrate dalle piante e quelle che vivono in aree aride o semi-aride hanno sviluppato varie strategie per affrontarla. Uno di questi è la succulenza. Gli steli e le foglie spessi e carnosi possono immagazzinare grandi quantità di acqua e ridurre la superficie al rapporto volume della pianta, minimizzando la perdita d'acqua per evaporazione. Un rivestimento ceroso sugli steli e sulle foglie riduce anche l'evaporazione. Alcune piante non succulente possono avere radici lunghe che si estendono verso il basso fino alle falde acquifere.
Le piante a volte possono adattarsi allo stress stagionale o periodico semplicemente avendo un breve ciclo di vita che è programmato per coincidere con le condizioni più favorevoli. Ad esempio, una pianta può germogliare, maturare, fiorire e produrre semi durante una breve stagione delle piogge in un anno altrimenti secco, oppure può rimanere dormiente in un tubero sotterraneo per lunghi periodi, emergendo dopo la pioggia per completare rapidamente il suo ciclo di vita. Nelle aree temperate, i pavimenti delle foreste durante i mesi estivi potrebbero non essere sufficientemente illuminati per la fotosintesi, quindi le piante forestali a bassa crescita possono completare rapidamente i loro cicli di vita durante la primavera, prima che la chioma della foresta abbia sviluppato una fitta chioma.
Lo stress abiotico può derivare da fattori del suolo. Un elevato contenuto di sale può essere letale per molte piante, ma alcune - note come alofite - si sono adattate alle condizioni salate, che si trovano in entrambe le aree costiere, come le saline e le aree interne aride in cui l'elevata evaporazione tende a concentrare i sali originari nel contenuto minerale del suolo. Queste piante possono espellere il sale dalle loro foglie o immagazzinarlo nelle loro cellule in corpi noti come vacuoli in modo che sia tenuto separato dal citoplasma cellulare. Anche le carenze di nutrienti o la presenza di sostanze tossiche come i metalli pesanti nel suolo possono causare stress abiotico.
L'inquinamento atmosferico può essere un'altra fonte di stress. L'anidride solforosa e gli ossidi di azoto derivanti dalla combustione di combustibili fossili possono provocare piogge acide, che possono danneggiare il fogliame delle piante sensibili. La pioggia acida può anche ridurre il pH del suolo, danneggiando o uccidendo le piante che non sono adattate alle condizioni acide.
Si pensa che il cambiamento climatico sia una delle principali fonti di stress abiotico per le colture. I mutevoli andamenti della temperatura e delle precipitazioni stanno avendo un impatto sulla coltivazione di cibo e altre colture, con alcune aree precedentemente produttive che soffrono di siccità, inondazioni o temperature estreme. Al fine di alleviare l'impatto economico dei fallimenti delle colture, si stanno conducendo ricerche sullo sviluppo, attraverso l'allevamento o l'ingegneria genetica, di piante coltivate che sono più resistenti a queste forme di stress.