Augalų stresas [Mokslo populiarinimo konkursas]

Dvidešimt ketvirtasis, paskutinis, mokslo populiarinimo konkurso darbas. Vytauto Didžiojo universiteto Aplinkotyros ir ekologijos studijų ketvirtakursė Vilgailė Narkevičiūtė rašo apie augalų stresą. Skaitykite tekstą žemiau.

Augalų stresas: kaip augalai reaguoja į juos supančią aplinką

Vilgailė Narkevičiūtė

Gamta nuolatos mus stebina savo įdomybėmis. Mokslininkai, vis giliau ir giliau lenda į jos pasaulį ir atranda naujų dalykų. Ne išimtis ir augalų stresas. Norint gerai „pažinti“ augalą, reikia pasidomėti ir jo fiziologija. Kai išgirstame žodį – stresas, dažniausiai pagalvojame apie žmogų, apie jo fiziologiją, kaip jis reaguoja į tam tikrus stresorius. Tačiau augalai taip pat patiria stresą, t.y. augalas reaguoja į jam netinkančius, nepalankius sąlygų veiksnius. Nepalanki aplinka, sutrikdo augalo fiziologinius procesus, mažina augimą, o kartais ir žudo jį. Veikiamo augalo mažėja biologinis aktyvumas, sutrinka kai kurios funkcijos, kurios atsigauna. Tačiau funkcijos gali atsigauti ir nepilnai, augalas adaptuojasi arba prisitaiko. Kiekvieno augalo fiziologinės savybės skirtingos, todėl ir atsparumas nepalankioms sąlygoms skiriasi. Tai priklauso nuo medžiagų apykaitos, morfologinės ir anatominės struktūros, augalo prigimties, užsigrūdinimo. Vieni augalai sulėtina fiziologinius procesus ar net visiškai sustabdo, pavyzdžiui, išgyvena žiemos šaltį, kiti augalai savo procesus suaktyvina, intensyvėja kvėpavimas, taip pat kaupia daugiau organinių medžiagų.vilgaile_narkeviciute_1

Tačiau augalą galima grūdinti. Taip, grūdinti, kaip žmogus grūdinasi maudydamasis po šaltu dušu. Augalo atsparumą nepalankioms sąlygoms galima didinti, po truputį prie jų pratinant. Tuomet savo augimo metu augalas patiria stresą, bet nemiršta, jis kaupia genetinę informaciją ir ją saugo kitoms kartoms. Ši augalo savybė vadinama homeostaze, ją turi ir žmogus. Augalai didinti atsparumą moka ir patys, kai jie patiria natūralius aplinkos sąlygų pakitimus.

vilgaile_narkeviciute_2

Augalai, atsparūs žemoms temperatūroms, nustoja augti arba sulėtina augimą vidutinėse platumose dažniausiai esant 4°C temperatūrai. Jei žema temperatūra užsitęsia per ilgai, augalas gali nepilnai atsigauti, blogai derėti, vysti, prarasti chlorofilus. Chlorofilus kartais vadina „augalų krauju“, nes jis reikalingas taip pat, kaip žmogui reikalingas kraujas. Cheminiu požiūriu chlorofilas yra panašus į hemoglobiną. Chlorofilas yra žalios spalvos augalinis pigmentas ir nudažo lapus žaliai. Dalyvauja fotosintezėje ir augaluose kaupia saulės energiją. Žemas temperatūras augalui visada lengviau yra pakelti, kuris pakankamai aprūpintas vitaminais bei mikroelementais. Neigiamoms temperatūroms ir šalnoms jautriausi yra lapai, žiedai, ūgliai – augalo dalys, kuriose daugiausiai yra vandens. Nukritus temperatūrai iki -10° C, fiziologiniai procesai nebevyksta arba vyksta labai lėtai. Augalai, baigę vegetaciją lengviau pakelia šaltas žiemas, pvz., medžių ūgliai gali pakelti net iki -60° C šaltį, o sausa sėkla net iki -200° C. Prie neigiamos temperatūros, ląstelių vanduo kristalizuojasi. Kristalai atima vandenį iš ląstelių, citoplazmos baltymai koaguliuoja, praranda struktūrą bei judrumą. Augalas ramybės būsenoje yra gerokai labiau atsparus šalčiui, nei augantis. Kad pereitų į ramybės būseną, augalas turi sulaukti signalo, temperatūros žemėjimo iki minus kelių laipsnių, tuomet jis padidina atsparumą šalčiui. Todėl augalams yra sunku ištverti periodus, kai nuo pliusinės temperatūros, per naktį staigiai nukrenta iki minuso. Augalams reikia laiko pasiruošti šalčiams, pavyzdžiui, spėti numesti lapus, sumažinti vandens garinimą, krakmolą suskaidyti į paprastesnius angliavandenius. Kai kurie augalai, dažniausiai atvežtinai tropiniai patiria letalinę temperatūrą, neprisitaikę prie didelių žemų temperatūrų, jie žūsta. Žiemojantys augalai patiria ir kitokias sąlygas, kaip organinių medžiagų trūkumas, augalai gali išmirkti, uždusti, įšalti į ledo plutą. Augalai iššunta, kai būna stora sniego danga ir jie yra po ja, o temperatūra jų aplinkai būna apie nulį. Augalams tenka intensyviau kvėpuoti, naudoti daugiau maisto medžiagų, nevyksta fotosintezė. Ledas taip pat yra iššūkis augalui. Pasitaiko, kad augalas įšąla į ledo plutą arba atsiduria po juo ir augalui tenka lėčiau kvėpuoti, tuomet sutrinka medžiagų ir energijos apykaita.

vilgaile_narkeviciute_3

vilgaile_narkeviciute_4

Yra ir kita streso pusė. Tai karštis. Daugumai augalų tai didesnė nei 35° C temperatūra. Aukštoje temperatūroje sulėtėja arba visai sustoja fotosintezė. Tiesiogiai augalai nukenčia dėl protoplazmos koaguliavimo, kuris sukelia atskirų augalų dalių žūtį, o netiesiogiai nukenčia nuo fotosintezės sulėtėjimo, taip pat kvėpavimo proceso suintensyvėjimo. Kai ateina sausros, labiausiai augalai kenčia, kai dirvožemio ir oro sausros būna vienu metu. Augalai prie sausros prisitaiko skirtingai. Vieni turi lapus su storu vaško sluoksniu, kiti mėsingus lapus, dar kitų lapai yra siūliški, siauri, susukti į vamzdelį, nes per tokius lapus yra mažiau išgarinama vandens. Nuo sausros gelbėjasi ir mesdami lapus, stabdydami vegetaciją. Taip pat sausras pakelti lengviau augalams su giliai augančiomis šaknimis. Dėl vandens trūkumo lėtėja augalo augimas, ypatingai jautresni jauni augalai. Tačiau neigiamai augalus veikia ir vandens perteklius, kadangi jiems pradeda trūkti deguonies, juose kaupiasi nuodingi junginiai.

vilgaile_narkeviciute_5

Ne tik žmogui ar gyvūnui, gyvenančiam mieste tenka kasdien susidurti su oro teršalais, bet ir augalui. Pramonės įmonės, automobiliai kenkia ir augalams. Augalą dažniausiai paveikia sieros dioksidas ($$SO_2$$) ir azoto oksidai ($$NO_x$$). Patekusios į augalo audinius, šios dujos sukelia protoplazmos, chloroplastų irimą. Dažnai jos patenka per rūgštųjį lietų. Augalus dažnai paveikia ir ore esančios dulkės. Dažniausiai tokie augalai pastebimi netoli pramonės įmonių, pakelėse, kur intensyvesnis automobilių srautas. Dulkės sugeria dalį šviesos, užkemša žioteles, taip mažina augalų produktyvumą.

 

3 comments

  1. ee, man rodos autoriaus naudojama homeostazes savoka nevisai atitinka homeostazes priimta suvokima.
    -600 C ir -2000C ir 350 C nu neblogai taip… [apsimesim, kad ten ten paskutinis nulis tai nuo superscripto nusokes C burbuliukas? sprendziant is (SO2) tai turbut tep i bus]
    Tokia idomi tema, ir taip nuobodziai parasyt? Talentas auga, taip praslysti pavirsiumi ir pripilstyti padrikos ir apgraustos informacijos? Tinkamas darbas uzbaigti maratonui.

    1. Čia įsivėlė keletas klaidų, kopijuojant atsiųstą tekstą į blogo įrašą. Netrukus jas pataisysiu.

  2. „Gamta nuolatos mus stebina savo įdomybėmis.“
    KOKIA VIENA IR NEPAKARTOJAMA, GAMTA TU ESI :DDD
    Atleiskit, negalėjau susilaikyti :).

    „augalas patiria stresą, bet nemiršta, jis kaupia genetinę informaciją ir ją saugo kitoms kartoms.“
    Čia galima būtų pagrindžiantį šaltinį? Šaltinių ir šiaip pasigendu. Nes kažkaip ar tai Lamarkas čia, ar tai Lysenko, ar negirdėti epigenetiniai atradimai.
    Ir, ne, homeostaze šis reiškinys tikrai nevadinamas. Iš esmės, čia yra adaptacija.

    „prarasti chlorofilus“ – chloroplastus?

    Užsalusio vandens kristalų žala Nr. 1 pagal mane – tai banalus mechaninis ląstelės sienelės pažeidimas.

    O iš esmės sutinku su pirmu komentaru. Labai dėkinga tema pateikta nuviliančiai nuobodžiai.

    Juolab, kad kaip tik VDU turite nuostabią dėstytoją Vidą Mildažienę, kuri apie augalų stresą ir komunikacijas valandų valandas gali pasakoti įstabius dalykus, tiesiog ant fantastikos ribos.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *