Učinak slanosti na fotosintezu

Fotosinteza je vitalni proces koji proizvodi kisik za biljke i životinje. Biljci je najvažnije da proces proizvodi energiju za rast i razmnožavanje. Fiziološka otopina ili okruženja s gustom soli, poput oceanskih obala, prijete sposobnosti biljaka da prođu fotosintezu. Neke se biljne vrste prilagodile tim uvjetima, proizvodeći energiju usprkos teškim okolnostima.

Ključni čimbenik opstanka biljke je njen osmotski potencijal. Osmoza je postupak prenošenja vode s mjesta slane slanosti na mjesto visoke slanosti. Osmotski potencijal biljke opisuje privlačenje vode u biljne stanice. Stoga biljka čija je slanost veća od one u njezinoj okolini ima visok osmotski potencijal jer će vjerojatno privući vodu u svoje stanice, dovodeći ravnotežu do saliniteta unutar i izvan biljka. Suprotno stanje je stanje slane slanosti.

Biljka u slanom okruženju je u teškom položaju za zadržavanje vode. Visok osmotski potencijal okoliša u tim uvjetima pogoduje kretanju vode iz biljke u vanjski okoliš. Da bi se spriječio gubitak vode transpiracijom, stomati biljke ostat će zatvoreni. Iako će ovo biljci pomoći da zadrži dragocjene vodene resurse i održi zdravu ravnotežu hranjivih sastojaka i vode, zatvaranje stoma također sprječava usvajanje ugljičnog dioksida, sprečavajući biljku da asimilira energiju kroz fotosinteza.

Kada se stoma zatvori i zaustavi transpiracija kako bi se spriječio gubitak vode, biljka će uspješno zadržati većinu svoje vode. Transpiracija, međutim, također ima važnu ulogu u premještanju hranjivih sastojaka i vode kroz biljku. Prema teoriji napetosti i kohezije, gubitak vode transpiracijom na vrhu biljke stvara osmotski potencijal koji generira kretanje vode prema gore iz korijenja biljke. Voda prenosi važne hranjive sastojke stečene iz tla kroz ksilem i u lišće.

Neke biljne vrste prilagodile su se slanim uvjetima na načine slične biljkama koje žive u suhim, pustinjskim uvjetima. Te biljke povećavaju opskrbu aminokiselinama, smanjujući osmotski potencijal u korijenju. Ova promjena potencijala omogućuje prijenos vode prema ksilemu kakav je tijekom transpiracije. Voda tada dolazi do lišća biljke. Sljedeća prilagodba koja sprečava gubitak vode u slanom okolišu je razvoj specijaliziranih listova koji sadrže voštani, manje propusni sloj.

Oko 2 posto biljnih vrsta trajno se prilagodilo slanim uvjetima. Te se vrste nazivaju halofiti. Postoje u slanom okruženju gdje su ili ukorijenjeni u slanoj vodi ili ih ocean povremeno prska i poplavlja. Mogu se naći u polupustinjama, močvarama mangrova, močvarama ili uz morske obale. Ove vrste uzimaju natrijeve i kloridne ione iz okolnog okoliša i prenose ih u stanice lišća, preusmjeravajući ih s osjetljivih dijelova stanice i spremajući ih u vakuole stanice (spremnik nalik na organele). Ovaj unos podiže osmotski potencijal biljke u slanom okolišu, omogućavajući vodi da uđe u biljku. Neki halofiti imaju solne žlijezde u lišću i prenose sol izravno iz biljke. Ova se karakteristika vidi u nekim mangrovama koje rastu u slanoj vodi.