Biochemiczna adaptacja do warunków klimatycznych

Biochemiczna adaptacja do warunków klimatycznych. Adaptacja- zdolność organizmu żywego do dopasowania się do zmiennych warunków  środowiskowych. Czynniki środowiskowe, które wpływają na rośliny: • Klimatyczne- temperatura, oświetlenie, wilgotność; • Edalficzne- czyli związane z glebą; • Zanieczyszczenia środowiska; • Zwierzęta roślinożerne; • Konkurencja innych roślin. Adaptacja do wysokich temperatur: • Rośliny tropikalne(C4)- różnią się biochemicznie od roślin strefy umiarkowanej(C3); mają  zmodyfikowany cykl węglowy fotosyntezy i potrafią wydajnie prowadzić proces  fotosyntezy w wysokich temperaturach; • Rośliny C3: pszenica, wyka, fasola, dęby, brzozy, sosny; • Rośliny C4: trzcina cukrowa, proso. Fotosynteza: Faza jasna:  światło pochłonięte przez barwniki asymilacyjne zamienione jest w energię wiązań  chemicznych wysokoenergetycznych związków: ATP. NADPH. Faza ciemna:  cykl Calvina; energia zgromadzona w ATP i NADPH wykporzystywanba jest do  wiązania CO2 i powstania cukrów. 6H2O + 6CO2 + energia świetlna - C6H12O6 + 6O2 W roślinach C3: • Cały proces fotosyntezy i cykl Calvina zachodzą w jednym chloroplaście; • Umiarkowana temperatura- odpowiednia ilość wody i CO2; średnie stężenia dwutlenku  węgla w atmosferze około 300-400 ppm; • Wysoka temperatura- niedobór wody, aparaty szparkowe zamykają się, zmniejsza się  pobieranie CO2, zwalnia przebieg i wydajność fotosyntezy poniżej 50 ppm; • Część CO2 jest tracona w procesie fotooddychania na powierzchni liścia. W roślinach C4: • Etapy fotosyntezy są rozdzielone, rosliny te wykształciły mechanizmy anatomiczne i  fizjologiczne pozwalające na zwiększenia stężenia CO2 w komórkach, w których zachodzi  cykl Calvina; • Proces wiązania CO2 przebiega w komórkach mezofilu, powstaje OAA szczawiooctan; • Jest on w zależności od gatunku rośliny przekształcony do asparaginianu lub jabłczanu i w  tej postaci przenoszony do komórek pochew okołozwiązkowych; • Komórki pochew okołozwiązkowych- reakcji dekarboksylacji i wydzielanie CO2, który jest  włączony do cyklu Calvina stężenie CO2 jest 10-20 razy większe niż w mezofilu; • Fotooddychanie praktycznie nie zachodzi; • Wydajność fotosyntezy roślin C4 jest większ niż roślin C3. Reakcje roślin na szok temperatury: synteza białek „szoku termicznego” HS. • Białka HS- heat shock proteins; • Masy cząsteczkowe: 68000, 70000, 84000, 92000, 15000-23000. Termotolerancja roślin- zdolność roślin do przeżycia temp. letalnej po uprzednim działąniu temp.  45°C po 2-godzinnej adaptacji w temp. 40°C. • Odporność roślin na niskie temperatury jest skorelowana z podwyższoną zawartością cukru 

(…)

… w niektórych roślinach: gardenia, jabłoń,
jarzębina, granat).
• Gliceryna, sorbitol, mannitol, możliwe, że zapobiegają zamrażaniu.
Adaptacja do niskich temperatur:
Hipotezy tłumaczący wpływ cukrów na mezoodporność roślin:
• Cukry zmniejszają ilość lodu w wakuolach;
• Cukry działają metabolicznie poprzez przemiany do innych składników pełniących funkcje
obronne.
Mezoodporność jest związana ze wzrostem…
… w roślinach wzrasta w warunkach stresowych(susza, niska temperatura itp.).
Akumulacja proliny:
• Odmiany odporne na suszę zawierają więcej proliny niż odmiany nieodporne;
• Zawartość proliny nawet do 1,2mg/g suchej masy(Cynadon dactylon);
• Pomiar zawartości proliny w jęczmieniu pozwala zidentyfikować odmiany odporne na
suszę;
• Mechanizm wpływu proliny na tolerancję suszy jeszcze niewyjaśniony.
…
... zobacz całą notatkę