Ефектът на солеността върху фотосинтезата

Фотосинтезата е жизненоважен процес, който произвежда кислород за растенията и животните. По-важно за растението е, че процесът произвежда енергия за растеж и размножаване. Физиологичен разтвор или среда с гъста сол, като океанските брегове, застрашават способността на растенията да се подлагат на фотосинтеза. Някои растителни видове са се приспособили към тези условия, произвеждайки енергия въпреки трудните обстоятелства.

Ключов фактор за оцеляването на растението е неговият осмотичен потенциал. Осмозата е процес на прехвърляне на вода от място с ниска соленост до място с висока соленост. Осмотичният потенциал на растението описва привличането на вода към клетките на растението. Следователно, растение, чиято соленост е по-висока от тази на заобикалящата го среда, има висок осмотичен потенциал тъй като е вероятно да привлече вода в клетките си, довеждайки баланс до солеността вътре и извън растение. Обратното условие е условието с ниска соленост.

Растението в солена среда е в трудно положение за задържане на вода. Високият осмотичен потенциал на околната среда при тези условия благоприятства движението на водата от растението към външната среда. За да се предотврати загубата на вода чрез транспирация, устицата на растението ще остане затворена. Въпреки че това ще помогне на растението да запази ценни водни ресурси и да поддържа здравословен баланс на хранителни вещества и вода, затварянето на устицата също предотвратява усвояването на въглероден диоксид, предотвратявайки усвояването на енергия от растението фотосинтеза.

При затворени устици и спиране на транспирацията, за да се предотврати загубата на вода, растението ще задържа успешно по-голямата част от водата си. Транспирацията обаче също има важна роля за придвижването на хранителни вещества и вода в цялото растение. Според теорията за напрежение-кохезия загубата на вода чрез транспирация в горната част на растението създава осмотичен потенциал, който генерира движение на водата нагоре от корените на растението. Водата пренася важни хранителни вещества, придобити от почвата през ксилемата и в листата.

Някои растителни видове са се приспособили към солените условия по начини, подобни на растенията, които живеят в сухи, пустинни условия. Тези растения увеличават снабдяването си с аминокиселини, намалявайки осмотичния потенциал в корените си. Тази промяна в потенциала позволява на водата да се прехвърля нагоре по ксилемата, както е по време на транспирация. След това водата достига до листата на растението. Друга адаптация, която предотвратява загубата на вода към солената среда, е еволюцията на специализирани листа, които съдържат восъчно, по-малко пропускливо покритие.

Около 2 процента от растителните видове са се адаптирали трайно към солените условия. Тези видове се наричат ​​халофити. Те съществуват в солена среда, където или са вкоренени в солена гъста вода, или се пръскат и заливат периодично от океанска вода. Те могат да бъдат намерени в полупустини, мангрови блата, блата или по морските брегове. Тези видове взимат натриеви и хлоридни йони от околната среда и ги транспортират до листните клетки, пренасочвайки ги от чувствителните клетъчни части и ги съхранявайки във вакуолите на клетката (подобни на контейнери за съхранение органели). Това поглъщане повишава осмотичния потенциал на растението в солена среда, позволявайки на водата да навлезе в растението. Някои халофити имат солени жлези в листата си и транспортират солта директно от растението. Тази характеристика се наблюдава в някои мангрови гори, които растат в солена вода.