36.6:
الاستجابات للإجهاد الحار والبارد
36.6:
الاستجابات للإجهاد الحار والبارد
لكل كائن حي نطاق درجة حرارة أمثل يمكن أن يحدث خلاله النمو الصحي والوظائف الفسيولوجية. في نهايات هذا النطاق ، سيكون هناك حد أدنى وأقصى لدرجة الحرارة التي تعيق العمليات البيولوجية.
عندما تسقط الديناميكيات البيئية عن الحد الأمثل لنوع معين ، تحدث تغيرات في التمثيل الغذائي والوظيفة _ وهذا يعرف بالإجهاد. تستجيب النباتات للإجهاد عن طريق بدء تغييرات في التعبير الجيني _ مما يؤدي إلى تعديلات في استقلاب النبات وتطويره بهدف الوصول إلى حالة من التوازن.
النباتات تحافظ على سيولة الغشاء خلال تقلبات درجة الحرارة
تعد أغشية الخلايا في النباتات بشكل عام واحدة من أولى الهياكل التي تتأثر بالتغير في درجة الحرارة المحيطة. تتكون هذه الأغشية بشكل أساسي من الدهون الفسفورية والكوليسترول والبروتينات ، مع الجزء الدهني الذي يشتمل على سلاسل طويلة من الأحماض الدهنية غير المشبعة أو المشبعة. إحدى الاستراتيجيات الأساسية التي يمكن أن تتبناها النباتات في ظل تغير درجة الحرارة هي تغيير المكون الدهني لأغشيتها. عادةً ما تقلل النباتات من درجة عدم تشبع دهون الأغشية تحت درجة الحرارة العالية ، وتزيدها تحت درجة الحرارة المنخفضة ، مما يحافظ على سيولة الغشاء.
بروتينات الصدمة الحرارية
يؤدي تعرض الأنسجة أو الخلايا النباتية إلى إجهاد مفاجئ بسبب درجات الحرارة المرتفعة إلى تعبير عابر عن بروتينات الصدمة الحرارية (HSPs). يؤدون الوظائف الفسيولوجية الأساسية كمرافقين جزيئيين ، ويمنعون تراكم البروتينات المشوهة ، أو يعززون إعادة تكوين جزيئات البروتين المجمعة.
توصيل الثغور
تؤثر الزيادات في درجة الحرارة فوق متوسط النطاق النموذجي على نشاط التمثيل الضوئي وفسيولوجيا الثغور للنباتات. مع ارتفاع درجة الحرارة ، ستغلق النباتات ثغورها لتقليل توصيل الثغور وفقدان الماء بسبب النتح.
تراكم المذاب داخل الخلايا النباتية
يمكن أن تقلل درجات الحرارة المنخفضة للغاية من امتصاص النباتات للمياه بسبب انخفاض إمكانات المياه ، مما يؤدي إلى الجفاف. تنظم العديد من النباتات إمكاناتها التناضحية وتحافظ على المحتوى المائي من خلال تراكم المواد المذابة مثل السكريات – السكروز والجلوكوز والفركتوز داخل خلاياهم. يمكن أن يؤدي تراكم المواد المذابة أيضاً إلى تأخير تجميد الماء في الأنسجة عن طريق تقليل درجة التجمد.
Suggested Reading
Nievola, Catarina C, Camila P Carvalho, Victória Carvalho, and Edson Rodrigues. "Rapid Responses of Plants to Temperature Changes." Temperature. 4 (4)2017: 371–405. [Source]
Zheng, Guowei, Bo Tian, Fujuan Zhang, Faqing Tao, and Weiqi Li. "Plant Adaptation to Frequent Alterations between High and Low Temperatures: Remodeling of Membrane Lipids and Maintenance of Unsaturation Levels." Plant, Cell & Environment. 34 (9)2011: 431–1442. [Source]
Tarkowski, Łukasz P., and Wim Van den Ende. "Cold tolerance triggered by soluble sugars: a multifaceted countermeasure." Frontiers in plant science 6 (2015): 203. [Source]