STRES U ROŚLIN
CZYNNIKI STRESOTWÓRCZE/STRESORY
ABIOTYCZNE |
BIOTYCZNE |
Gazy - niedobór O2, nadmiar CO2, gazu wulkaniczne (H2S, NH3) Mechaniczne - wiatr, grad, pokrycie śniegiem i lodem Promieniowanie - UV Sole mineralne - niedobór lub nadmiar, metale ciężkie Światło - niedobór lub nadmiar Temperatura - wysoka, niska (chłód, mróz) Woda - susza glebowa, suche powietrze, powietrze przesycone parą wodną, zatopienie |
Mikroorganizmy chorobotwórcze - wirusy, bakterie, grzyby Rośliny - allelopatia, zagęszczenie roślin, pasożyty i półpasożyty Zwierzęta - pasożyty, roślinożercy (deptanie i żerowanie) Antropogeniczne - stosowanie środków ochrony roślin (herbicydy, pestycydy, fungicydy), zanieczyszczenie przemysłowe wody, gleby i powietrza, pożary, wypalanie (abiotyczne) |
REAKCJA STRESOWA
* może prowadzić do zaburzeń budowy i funkcji niekorzystnych dla wzrostu i rozwoju rośliny
FAZA ALARMU
* zakłócenie procesów metabolicznych rośliny, wywołane stresorem
* dochodzi najczęściej do zakłóceń gospodarki jonowej
* zmianie ulega synteza i wykorzystanie ATP
* zmienia się intensywność fotosyntezy i oddychania komórkowego
FAZA RESTYTUCJI
* jeśli natężenie bodźca nie jest zbyt duże, organizm roślinny zaczyna eliminować skutki jego działania
* działają mechanizmy naprawcze lub obronne
* mogą polegać np. na syntezie specyficznych białek lub substancji ochronnych
FAZA ODPORNOŚCI
* rozpoczyna się w chwili syntezy białek lub substancji ochronnych
* zwiększa się odporność organizmu na skutki działania stresora
* roślina się hartuje - dostosowuje się do warunków stresowych
FAZA WYCZERPANIA
* następuje, jeśli stan stresowy trwa zbyt długo lub zwiększa się natężenie stresora
* roślina staje się bardzo podatna na działanie mikroorganizmów chorobotwórczych
* może dojść do uszkodzeń i obumarcia jej organów, a nawet do śmierci całej rośliny
FAZA REGENERACJI
* rozpoczyna się, jeśli w czasie fazy wyczerpania stresor przestaje działać
STRATEGIE ŻYCIOWE DOSTOSOWANIA SIĘ DO ABIOTYCZNYCH WARUNKÓW STRESOWYCH
UNIKANIE
* rośliny wrażliwe na okresy niedoboru wody realizują większość część cyklu życiowego w krótkim czasie, gdy mają dostęp do wody
* okresy suszy zdolne są przetrwać dzięki podziemnym organom - nasionom, cebulom, bulwom, kłączom, które przed utratą wody chroni pokrywająca je warstwa ziemi
TOLEROWANIE
TOLEROWANIE I UNIKANIE
* rośliny odporne na suszę stosują obie strategie (często równocześnie)
* należy tu większość naczyniowych roślin lądowych
* unikają odwodnienia, sprawnie pobierając wodę dobrze rozwiniętym systemem korzeniowym
* ograniczają transpirację przez zamykanie aparatów szparkowych, zwiększenie grubości kutykuli, czy zmniejszenie rozmiarów liści
* dzięki nasionom tolerują stan odwodnienia, kiedy zawartość wody wynosi w nich średnio 5-20% świeżej masy nasienia
ODPORNOŚĆ ROŚLIN NA CHOROBY
WRODZONA
* występuje już przy pierwszym kontakcie z patogenem
* cecha dziedziczna
* może się zmieniać w niewielkim stopniu pod wpływem warunków środowiska
NABYTA
* występuje przy powtórnym zetknięciu z patogenem
* wywołuje szybką reakcję obronną
* powstaje w rozwoju osobniczym rośliny
BIERNA
* wynika głównie z właściwości morfologicznych rośliny
* może to być odpowiednia grubość ściany komórkowej, jej adkrustacja (np. woskiem) lub inkrustacja (np. drzewnikiem), utrudniające wnikanie patogenu do tkanek rośliny
* może być również specyficzna budowa aparatów szparkowych, jak np. u mandarynki, stanowiąca barierę dla pasożyta
CZYNNA
* zdolność rośliny do przeciwstawienia się patogenowi wnikającemu do jej tkanek
* polega głównie na ochronie biochemicznej organizmu
* rośliny wykorzystują w tym celu specyficzne substancje występujące w ich komórkach (np. alkaloidy, glikozydy, fitoncydy, cytokininy) lub specjalnie je syntezują (np. fitoaleksyny)
* fitoncydy - aromatyczne substancje lotne, zawarte w cebuli i czosnku, działające bakteriobójczo i pierwotniakobójczo
* cytokininy - zapewniają odporność polegającą na zwiększonej aktywności mitotycznej komórek, zjawisko zachodzi np. w korzeniach roślin motylkowych, zaatakowanych przez bakterii z rodzaju Rhizobium, na których tworzą się charakterystyczne brodawki korzeniowe
CHOROBY ROŚLIN
ODPORNOŚĆ NA TOKSYNY
* wytwarzane przez wirusy, bakterie, grzyby i inne patogeny atakujące rośliny
* toksyny wytwarzane przez patogeny to m.in. białka (np. albuminy), polisacharydy, kwasy organiczne, etanol, aceton, mocznik, amoniak, a nawet kwas cyjanowodorowy
* podobnie jak u zwierząt związki te pełnią rolę substancji o charakterze antygenów, które po wniknięciu do organizmu wywołują w nim reakcję obronną
CHOROBY ROŚLIN
* są wynikiem naruszenia stanu równowagi, czyli homeostazy w ich procesach życiowych
* choroba objawia się odchyleniami od normy w wyglądzie, budowie wewnętrznej i funkcjach życiowych
* u chorujących roślin może wystąpić np. chloroza, nerkoza, zmiany zabarwienia i zniekształcenia organów, a także uszkodzenia tkanek czy np. guzowate narośla na organach
Czynniki infekcyjne |
Sposób infekcji |
Objawy chorobowe |
Wirusy (wiriozy) |
* w wyniku zranień, wraz z sokiem chorych roślin * przy udziale owadów (np. mszyc), które wysysają soki chorych roślin i przenoszą na rośliny zdrowe |
* plamy na liściach, łodygach, owocach * zniekształcenia organów (liściozwój) * karłowatość roślin |
Bakterie (bakteriozy) |
* przez aparaty szparkowe * w wyniku zranień * przy udziale szkodników roślin, które przenoszą bakterie |
* uszkodzenia tkanek * więdnięcie roślin * brodawki korzeniowe |
Grzyby (grzybice) |
* przez zarodniki kiełkujące na powierzchni organów, np. liści * dzięki grzybni przerastającej tkanki organów roślinnych |
* plamy na liściach, łodygach, owocach * guzowate narośle na organach * chloroza liści * karłowatość roślin * nieodwracalne więdnięcie i zamieranie roślin |