Z tego artykułu dowiesz się:
Dzisiejszy artykuł jest kontynuacją artykułu Zestresowane rośliny cz. 1: stres i jego skutki.
Jeśli jeszcze się z nim nie zapoznałeś warto to zrobić. Znajdziesz w nim wiele podstawowych informacji, mianowicie: czym jest stres u roślin oraz czynniki, które mogą go wywoływać. A teraz zapraszam Cię na podróż przez strategie wykorzystywane przez rośliny żeby chronić się przed jego skutkami.
Poziomy odporności na stres
Aby zilustrować odporność rośliny na stres musimy poruszyć trzy płaszczyzny:
1. Budowa i funkcjonowanie rośliny, które jest determinowane przez jej genom. Funkcjonowanie to zmienia się oczywiście w czasie życia rośliny, przykładowo najbardziej narażone na stres suszy są młode części rośliny, które intensywnie rosną. W rzeczywistości wynika to z dużej zawartości wakuol, czyli organelli odpowiedzialnych za utrzymanie jędrności komórki. W wakuoli znajduje się znaczna część zapasu wody.
2. Umiejętność rośliny do naprawy powstałych uszkodzeń. Tutaj przykładem jest kalus, inaczej nazywany tkanką przyranną. Tkanka ta powstaje w miejscu zranienia rośliny i zasklepia uszkodzone tkanki.
3. Zdolność dostosowania się do życia w warunkach stresowych. Rośliny modyfikują funkcjonowanie metabolizmu, a nawet budowę niektórych struktur komórkowych, w konsekwencji w odmiennych warunkach nadal funkcjonują prawidłowo.
To dostosowanie może zachodzić w wyniku adaptacji lub aklimatyzacji.
Najbardziej narażone na stres suszy są młode części rośliny, które intensywnie rosną
Adaptacja
Adaptacja jest procesem długofalowym związanym z naturalną ewolucją, występowanie mutacji (czasami przypadkowych) ale także z manipulacjami hodowlanymi. Jej wynikiem jest powstawanie zmian dziedzicznych, co daje nowej roślinie większą szansę na przeżycie i udane rozmnażanie w danym środowisku. Adaptacja która zaszła raz wystąpi u wszystkich potomnych roślin. Przykładem adaptacji jest wytworzenie przez rośliny żyjące w skrajnym klimacie form przetrwalnych, w których mogą przeczekać niesprzyjający okres. Wówczas nie są narażone bezpośrednio na stres – owszem, osobnik obumrze, ale forma przetrwalna (np. bulwa) pozwoli przetrwać gatunkowi.
Aklimatyzacja
Aklimatyzacja w przeciwieństwie do adaptacji nie jest dziedziczona. Jest to zmiana budowy, czy funkcjonowania osobnika w odpowiedzi na stres, którego poziom jest na tyle niski, że nie wywołuje śmierci. Aklimatyzacja pozwala zmniejszyć konsekwencje działania stresora oraz dostosowanie się osobnika do aktualnych warunków. Aklimatyzacja to także sezonowe dostosowanie się do nadchodzących warunków. Inaczej proces ten nazywany jest hartowaniem organizmu. Każdy osobnik ma inne zdolności aklimatyzacji, co zależy od jego genomu.
Strategie roślin pozwalające na dostosowanie się
Niezależnie od tego czy roślina dostosowuje się poprzez adaptację czy aklimatyzację korzysta ona z dwóch strategii.
Pierwsza to nie dopuszczenie do działania stresora w obrębie komórki, lub jego opóźnienie.
Druga to tolerancja stresora.
Nie dopuszczenie do działania stresora może zachodzić poprzez dostosowanie cyklu życiowego odpowiednio do sezonowych zmian warunków środowiska. Dodatkowo roślina może też wytworzyć zabezpieczenia chroniące ją przed stresorem.
Tolerancja stresora nie dopuszcza do powstania nieodwracalnych skutków działania stresu lub pozwala na naprawienie uszkodzeń po ustaniu stresu.
Mikrobiolog, bioanalityk, młody naukowiec z zamiłowaniem do fizjologii roślin i ziołolecznictwa. Otwarta na wszelkie naukowe (i mniej naukowe) dyskusje.
Źródła
Gaspar Thomas, et al. „Concepts in plant stress physiology. Application to plant tissue cultures.” Plant growth regulation 37.3 (2002): 263-285.
Kopcewicz Jan, Lewak Stanisław „Fizjologia roślin [Plant physiology]” PWN Warszawa (2003).
Shulaev Vladimir, et al. „Metabolomics for plant stress response.” Physiologia plantarum 132.2 (2008): 199-208.