Η επίδραση της αλατότητας στη φωτοσύνθεση

Η φωτοσύνθεση είναι μια ζωτική διαδικασία που παράγει οξυγόνο για φυτά και ζώα. Πιο σημαντικό για το φυτό, η διαδικασία παράγει ενέργεια για ανάπτυξη και αναπαραγωγή. Αλατούχα ή πυκνά αλάτι περιβάλλοντα όπως οι ακτές των ωκεανών, απειλούν την ικανότητα των φυτών να υποστούν φωτοσύνθεση. Ορισμένα είδη φυτών έχουν προσαρμοστεί σε αυτές τις συνθήκες, παράγοντας ενέργεια παρά τις δύσκολες συνθήκες.

Ένας βασικός παράγοντας για την επιβίωση ενός φυτού είναι το οσμωτικό δυναμικό του. Η όσμωση είναι η διαδικασία μεταφοράς νερού από ένα μέρος χαμηλής αλατότητας σε ένα μέρος υψηλής αλατότητας. Το οσμωτικό δυναμικό ενός φυτού περιγράφει την έλξη του νερού στα κύτταρα του φυτού. Επομένως, ένα φυτό του οποίου η αλατότητα είναι υψηλότερη από εκείνη του περιβάλλοντος χώρου έχει υψηλό δυναμικό οσμωτικό επειδή είναι πιθανό να προσελκύσει νερό στα κύτταρα του, φέρνοντας ισορροπία στην αλατότητα μέσα και έξω από το φυτό. Η αντίθετη κατάσταση είναι μια χαμηλή αλατότητα.

Ένα φυτό σε αλατούχο περιβάλλον είναι σε δύσκολη θέση για κατακράτηση νερού. Το υψηλό ωσμωτικό δυναμικό του περιβάλλοντος υπό αυτές τις συνθήκες ευνοεί τη μεταφορά νερού από το φυτό στο εξωτερικό περιβάλλον. Για να αποφευχθεί η απώλεια νερού λόγω διαπνοής, τα στομάτα του φυτού θα παραμείνουν κλειστά. Αν και αυτό θα βοηθήσει το φυτό να διατηρήσει πολύτιμους υδατικούς πόρους και να διατηρήσει μια υγιή ισορροπία θρεπτικών ουσιών και νερού, το Το κλείσιμο των στομάτων αποτρέπει επίσης την πρόσληψη διοξειδίου του άνθρακα, εμποδίζοντας το φυτό να αφομοιώσει την ενέργεια μέσω φωτοσύνθεση.

Με τα στοματικά κλειστά και τη διαπνοή να σταματήσει για να αποφευχθεί η απώλεια νερού, το εργοστάσιο θα διατηρήσει το μεγαλύτερο μέρος του νερού του με επιτυχία. Η διαπνοή, ωστόσο, έχει επίσης σημαντικό ρόλο στη μεταφορά θρεπτικών συστατικών και νερού σε όλο το φυτό. Σύμφωνα με τη θεωρία έντασης-συνοχής, η απώλεια νερού μέσω διαπνοής στην κορυφή του φυτού δημιουργεί ένα οσμωτικό δυναμικό που δημιουργεί κίνηση του νερού προς τα πάνω από τις ρίζες του φυτού. Το νερό μεταφέρει σημαντικά θρεπτικά συστατικά που λαμβάνονται από το έδαφος μέσω του ξυλίου και στα φύλλα.

Μερικά είδη φυτών έχουν προσαρμοστεί στις αλατούχες συνθήκες με τρόπους παρόμοιους με τα φυτά που ζουν σε ξηρές, ερημικές συνθήκες. Αυτά τα φυτά αυξάνουν την παροχή αμινοξέων τους, μειώνοντας το οσμωτικό δυναμικό στις ρίζες τους. Αυτή η αλλαγή στο δυναμικό επιτρέπει τη μεταφορά του νερού στο ξυλόλημα όπως είναι κατά τη διάρκεια της διαπνοής. Στη συνέχεια το νερό φτάνει στα φύλλα του φυτού. Μια άλλη προσαρμογή που αποτρέπει την απώλεια νερού στο αλατούχο περιβάλλον είναι η εξέλιξη εξειδικευμένων φύλλων που περιέχουν κηρώδες, λιγότερο διαπερατό, επίστρωμα.

Περίπου 2 τοις εκατό των φυτικών ειδών έχουν προσαρμοστεί μόνιμα στις αλατούχες συνθήκες. Αυτά τα είδη ονομάζονται αλογόφυτα. Υπάρχουν σε αλατούχα περιβάλλοντα όπου είτε έχουν ρίζες σε πυκνό νερό με αλάτι ή ψεκάζονται και πλημμυρίζουν περιοδικά από νερό του ωκεανού. Μπορούν να βρεθούν σε ημι-ερήμους, βάλτους μαγκρόβια, έλη ή κατά μήκος ακτών. Αυτά τα είδη λαμβάνουν ιόντα νατρίου και χλωριδίου από το περιβάλλον περιβάλλον και τα μεταφέρουν στα κύτταρα των φύλλων, ανακατευθύνοντας τα από τα ευαίσθητα μέρη του κελιού και αποθηκεύοντάς τα στα κενά του κελιού (παρόμοια με τον κάδο αποθήκευσης οργανίδια). Αυτή η πρόσληψη αυξάνει το οσμωτικό δυναμικό του φυτού σε αλατούχο περιβάλλον, επιτρέποντας στο νερό να εισέλθει στο φυτό. Μερικά αλοφύτα έχουν αδένες αλατιού στα φύλλα τους και μεταφέρουν το αλάτι απευθείας από το φυτό. Αυτό το χαρακτηριστικό παρατηρείται σε ορισμένα μαγκρόβια που αναπτύσσονται σε αλμυρό νερό.