Kas yra abiotinis stresas?

Abiotinis stresas yra terminas, naudojamas apibūdinti negyvus veiksnius, kurie neigiamai veikia gyvus organizmus. Gyvūnus gali paveikti abiotinis stresas, tačiau augalai yra labiau pažeidžiami, nes negali persikelti į mažiau įtemptą aplinką. Biotinio streso veiksniai apimtų vabzdžių kenkėjus ir ligas, o augalų abiotinį stresą sukelia aplinkos veiksniai. Tai gali būti susiję su klimatu – pavyzdžiui, sausra, ekstremaliomis temperatūromis ir vėju – arba su cheminiais dirvožemio ar atmosferos veiksniais.

Augalai pasižymi įvairiomis reakcijomis ir prisitaikymais, kurie padeda sukurti abiotinio streso toleranciją. Kai kurie iš jų susiję su struktūriniais arba cheminiais pokyčiais, o kiti susiję su auginimo laikotarpio apribojimu atsižvelgiant į sąlygas. Kai kuriais atvejais simbioziniai santykiai išsivystė kaip atsakas į stresą.

Sausra yra viena iš labiausiai paplitusių streso formų, su kuria susiduria augalai, o tie, kurie gyvena sausose ar pusiau sausose vietose, sukūrė įvairias strategijas, kaip su ja kovoti. Vienas iš jų yra sultingumas. Stori, mėsingi stiebai ir lapai gali sukaupti didelį vandens kiekį ir sumažinti augalo paviršiaus ploto ir tūrio santykį, taip sumažinant vandens praradimą dėl garavimo. Vaškinė danga ant stiebų ir lapų taip pat sumažina garavimą. Kai kurie sultingi augalai gali turėti ilgas šaknis, kurios nusidriekia žemyn iki požeminio vandens.

Augalai kartais gali prisitaikyti prie sezoninio ar periodinio streso tiesiog turėdami trumpą gyvavimo ciklą, kuris sutampa su palankiausiomis sąlygomis. Pavyzdžiui, augalas gali sudygti, bręsti, žydėti ir duoti sėklų per trumpą lietingų metų sezoną, kitaip sausringais metais, arba jis gali ilgai gulėti požeminiame stiebagumbyje, išnykti po lietaus, kad greitai užbaigtų savo gyvavimo ciklą. Vidutinio klimato zonose miško paklotėse vasaros mėnesiais gali trūkti šviesos fotosintezei, todėl žemai augantys miško augalai gali greitai užbaigti savo gyvavimo ciklą pavasarį, kol miško lajose nesuauga tanki lapija.

Abiotinis stresas gali atsirasti dėl dirvožemio veiksnių. Didelis druskos kiekis gali būti mirtinas daugeliui augalų, tačiau kai kurie – žinomi kaip halofitai – prisitaikė prie druskingų sąlygų, kurios randamos tiek pakrantės zonose, kaip druskingos pelkės, tiek vidaus sausringose ​​vietovėse, kur dėl didelio garavimo susikaupia kilusios druskos. mineraliniame dirvožemyje. Šie augalai gali išskirti druską iš savo lapų arba laikyti ją savo ląstelėse kūnuose, vadinamuose vakuolėmis, kad ji būtų atskirta nuo ląstelės citoplazmos. Maistinių medžiagų trūkumas arba toksiškų medžiagų, pvz., sunkiųjų metalų, buvimas dirvožemyje taip pat gali sukelti abiotinį stresą.

Atmosferos tarša gali būti dar vienas streso šaltinis. Deginant iškastinį kurą susidaręs sieros dioksidas ir azoto oksidai gali sukelti rūgštų lietų, o tai gali pažeisti jautrių augalų lapiją. Rūgštūs lietūs taip pat gali sumažinti dirvožemio pH, pakenkti ar nužudyti augalus, kurie neprisitaikę prie rūgščių sąlygų.
Manoma, kad klimato kaita yra pagrindinis pasėlių abiotinio streso šaltinis. Besikeičiantys temperatūros ir kritulių modeliai turi įtakos maisto ir kitų kultūrų auginimui, o kai kurios anksčiau produktyvios vietovės kenčia nuo sausros, potvynių ar ekstremalių temperatūrų. Siekiant sušvelninti ekonominį derliaus praradimo poveikį, atliekami tyrimai, kaip veisti ar genų inžinerijos būdu sukurti tokioms streso formoms atsparesnius pasėlių augalus.