Co to jest stres abiotyczny?
Stres abiotyczny to termin używany do opisania nieożywionych czynników, które niekorzystnie wpływają na organizmy żywe. Na stres abiotyczny mogą wpływać zwierzęta, ale rośliny są bardziej wrażliwe, ponieważ nie są w stanie przenieść się do mniej stresującego środowiska. Czynniki stresu biotycznego obejmują szkodniki i choroby owadów, natomiast stres abiotyczny roślin wynika z czynników środowiskowych. Mogą być one związane na przykład z klimatem - suszą, ekstremalnymi temperaturami i wiatrem - lub czynnikami chemicznymi w glebie lub atmosferze.
Rośliny wykazują szereg reakcji i adaptacji, które pomagają uzyskać tolerancję na stres abiotyczny. Niektóre z nich wiążą się ze zmianami strukturalnymi lub chemicznymi, podczas gdy inne wymagają ograniczenia okresu wzrostu zgodnie z warunkami. W niektórych przypadkach relacje symbiotyczne rozwinęły się w odpowiedzi na stres.
Susza jest jedną z najczęstszych form stresu spotykanego przez rośliny, a te, które żyją na obszarach suchych lub półsuchych, opracowały różne strategie radzenia sobie z nią. Jednym z nich jest soczystość. Grube, mięsiste łodygi i liście mogą przechowywać duże ilości wody i zmniejszać stosunek powierzchni do objętości rośliny, minimalizując utratę wody przez parowanie. Woskowa powłoka na łodygach i liściach również zmniejsza parowanie. Niektóre niedojrzałe rośliny mogą mieć długie korzenie sięgające w dół do wód gruntowych.
Rośliny mogą czasem przystosować się do stresu sezonowego lub okresowego, po prostu przez krótki cykl życia, który jest zgodny z najbardziej korzystnymi warunkami. Na przykład roślina może kiełkować, dojrzewać, kwitnąć i produkować nasiona podczas krótkiej pory deszczowej w innym suchym roku lub może pozostawać w uśpieniu w podziemnej bulwie przez długi czas, pojawiając się po deszczu, aby szybko zakończyć swój cykl życia. Na obszarach o umiarkowanym klimacie podłogi leśne w miesiącach letnich mogą być pozbawione światła do fotosyntezy, więc nisko rosnące rośliny leśne mogą szybko ukończyć swoje cykle życiowe wiosną, zanim korona lasu rozwinie gęste liście.
Stres abiotyczny może wynikać z czynników glebowych. Wysoka zawartość soli może być śmiertelna dla wielu roślin, ale niektóre - znane jako halofity - przystosowały się do warunków słonych, które występują zarówno na obszarach przybrzeżnych, takich jak mokradła solne, jak i na obszarach suchych w głębi lądu, gdzie wysokie parowanie powoduje koncentrację soli pochodzących w zawartości minerałów w glebie. Rośliny te mogą wydalać sól z liści lub przechowywać ją w komórkach w ciałach zwanych wakuolami, tak aby była oddzielona od cytoplazmy komórkowej. Niedobory składników odżywczych lub obecność toksycznych substancji, takich jak metale ciężkie w glebie, mogą również powodować stres abiotyczny.
Zanieczyszczenie atmosfery może być kolejnym źródłem stresu. Dwutlenek siarki i tlenki azotu ze spalania paliw kopalnych mogą powodować kwaśne deszcze, które mogą uszkodzić liście wrażliwych roślin. Kwaśne deszcze mogą również obniżyć pH gleby, uszkadzając lub zabijając rośliny, które nie są przystosowane do kwaśnych warunków.
Uważa się, że zmiany klimatu są głównym źródłem stresu abiotycznego dla upraw. Zmieniające się wzorce temperatury i opadów deszczu mają wpływ na uprawę żywności i innych upraw, a niektóre dawniej produktywne obszary cierpią z powodu suszy, powodzi lub ekstremalnych temperatur. W celu złagodzenia skutków ekonomicznych awarii zbiorów prowadzone są badania nad rozwojem roślin uprawnych, które są bardziej odporne na te formy stresu, poprzez hodowlę lub inżynierię genetyczną.