Что такое абиотический стресс?

Абиотический стресс - это термин, используемый для описания неживых факторов, которые негативно влияют на живые организмы. Животные могут пострадать от абиотического стресса, но растения более уязвимы, так как они не могут переехать в менее напряженную среду. К факторам биотического стресса относятся насекомые-вредители и болезни, тогда как абиотический стресс растений возникает в результате воздействия факторов окружающей среды Они могут быть связаны с климатом - например, с засухой, экстремальными температурами и ветром - или с химическими факторами в почве или атмосфере.

Растения демонстрируют широкий спектр реакций и адаптаций, которые помогают добиться устойчивости к абиотическому стрессу. Некоторые из них включают структурные или химические изменения, в то время как другие включают ограничение вегетационного периода в соответствии с условиями. В некоторых случаях симбиотические отношения развивались как реакция на стресс.

Засуха является одной из наиболее распространенных форм стресса, с которыми сталкиваются растения, и те, которые живут в засушливых или полузасушливых районах, разработали различные стратегии борьбы с ними. Одним из них является сочность. Толстые, мясистые стебли и листья могут хранить большое количество воды и уменьшать отношение площади поверхности к объему растения, сводя к минимуму потери воды при испарении. Воскообразное покрытие на стеблях и листьях также уменьшает испарение. Некоторые несуккулентные растения могут иметь длинные корни, которые простираются вниз до грунтовых вод.

Иногда растения могут адаптироваться к сезонным или периодическим стрессам, просто имея короткий жизненный цикл, который приурочен к наиболее благоприятным условиям. Например, растение может прорастать, созревать, цвести и давать семена в течение короткого сезона дождей в течение иного сухого года, или оно может бездействовать в подземном клубне в течение длительных периодов, появляясь после дождя, чтобы быстро завершить свой жизненный цикл. В умеренных районах лесные полы в летние месяцы могут не иметь достаточного освещения для фотосинтеза, поэтому низкорослые лесные растения могут быстро завершить свои жизненные циклы в течение весны до того, как у полога леса разовьется густая листва.

Абиотический стресс может быть результатом почвенных факторов. Высокое содержание соли может быть смертельным для многих растений, но некоторые - известные как галофиты - адаптировались к засоленным условиям, которые встречаются как в прибрежных районах, таких как солончаки, так и во внутренних засушливых районах, где высокое испарение приводит к концентрации солей, происходящих в минеральном содержании почвы. Эти растения могут выделять соль из своих листьев или хранить ее в своих клетках в органах, известных как вакуоли, так что она хранится отдельно от цитоплазмы клетки. Дефицит питательных веществ или присутствие токсичных веществ, таких как тяжелые металлы в почве, также может привести к абиотическому стрессу.

Загрязнение атмосферы может быть еще одним источником стресса. Диоксид серы и оксиды азота при сжигании ископаемого топлива могут привести к кислотным дождям, которые могут повредить листву чувствительных растений. Кислотный дождь также может снизить рН почвы, нанося вред или убивая растения, которые не приспособлены к кислотным условиям.

Считается, что изменение климата является основным источником абиотического стресса для сельскохозяйственных культур. Изменение температуры и количества осадков оказывают влияние на выращивание продовольствия и других культур, при этом некоторые ранее продуктивные районы страдали от засухи, наводнений или экстремальных температур. Чтобы смягчить экономическое воздействие неурожаев, проводятся исследования по разработке с помощью селекции или генной инженерии сельскохозяйственных культур, которые более устойчивы к этим формам стресса.