Vad är abiotisk stress?

Abiotisk stress är ett benämning som används för att beskriva faktorer som inte lever som negativt påverkar levande organismer. Djur kan påverkas av abiotisk stress, men växter är mer sårbara eftersom de inte kan flytta till en mindre stressande miljö. Biotiska stressfaktorer skulle omfatta insektsskadegörare och sjukdomar, medan växtens abiotiska stress är resultatet av miljöfaktorer. Dessa kan vara relaterade till klimat - torka, extrema temperaturer och vind, till exempel - eller till kemiska faktorer i jorden eller atmosfären.

Växter visar en rad svar och anpassningar som hjälper till att åstadkomma abiotisk stresstolerans. Vissa av dessa innebär strukturella eller kemiska förändringar, medan andra innebär begränsning av odlingsperioden enligt förhållanden. I vissa fall har symbiotiska förhållanden utvecklats som ett svar på stress.

Torka är en av de vanligaste formerna av stress som växter möter, och de som lever i torra eller halvtorra områden har utvecklat olika strategier för att hantera den. En av dessa är saftighet. Tjocka, köttiga stjälkar och blad kan lagra stora mängder vatten och minska anläggningens yta och volymförhållande, vilket minimerar vattenförlust genom indunstning. En vaxartad beläggning på stjälkar och blad minskar också avdunstningen. Vissa icke-suckulenta växter kan ha långa rötter som sträcker sig ner till grundvattnet.

Växter kan ibland anpassa sig till säsongsbunden eller periodisk stress genom att helt enkelt ha en kort livscykel som är tidsinställd för att sammanfalla med de mest gynnsamma förhållandena. Till exempel kan en växt spira, mogna, blomma och producera frön under en kort regnperiod under ett annars torrt år, eller så kan den ligga vilande i en underjordisk knöl under långa perioder, som dyker upp efter regn för att snabbt slutföra sin livscykel. I tempererade områden kan skogsgolv under sommarmånaderna sakna ljus för fotosyntes, så lågt växande skogsplantor kan snabbt slutföra sina livscykler under våren, innan skogens tak har utvecklats tätt lövverk.

Abiotisk stress kan bero på jordfaktorer. Ett högt saltinnehåll kan vara dödligt för många växter, men vissa - kända som halofyter - har anpassat sig till salta förhållanden, som finns i både kustområden, som salt myrar, och inre torra områden där hög förångning tenderar att koncentrera salter med ursprung i mineralinnehållet i jorden. Dessa växter kan utsöndra salt från sina blad eller lagra det i sina celler i kroppar kända som vakuoler så att det hålls åtskilt från cellcytoplasma. Brister i näringsämnen eller närvaron av giftiga ämnen som tungmetaller i jorden kan också leda till abiotisk stress.

Atmosfärisk förorening kan vara en annan källa till stress. Svaveldioxid och kväveoxider från förbränning av fossilt bränsle kan resultera i surt regn, vilket kan skada lövverk från känsliga växter. Surt regn kan också sänka jordens pH, skada eller döda växter som inte är anpassade till sura förhållanden.

Klimatförändringar tros vara en viktig källa till abiotisk stress för grödor. Förändrade temperatur- och regnmönster påverkar odlingen av mat och andra grödor, med några tidigare produktiva områden som lider av torka, översvämningar eller temperaturer. För att lindra de ekonomiska effekterna av grödningsfel bedrivs forskning om utveckling, genom avel eller genteknik, av grödor som är mer resistenta mot dessa former av stress.