Druskingumo poveikis fotosintezei

Fotosintezė yra gyvybiškai svarbus procesas, gaminantis deguonį augalams ir gyvūnams. Augalui svarbiau, kad procesas sukuria energiją augimui ir dauginimuisi. Druskos tirpalas arba druskos neturinti aplinka, pavyzdžiui, vandenyno pakrantės, kelia grėsmę augalų gebėjimui atlikti fotosintezę. Kai kurios augalų rūšys prisitaikė prie šių sąlygų, nepaisant sunkių aplinkybių, gamina energiją.

Pagrindinis augalo išlikimo veiksnys yra jo osmosinis potencialas. Osmosas yra vandens perkėlimo iš mažai druskingo į didelio druskingumo vietą procesas. Augalo osmosinis potencialas apibūdina vandens pritraukimą prie augalo ląstelių. Todėl augalas, kurio druskingumas yra didesnis už aplinką, turi didelį osmosinį potencialą nes jis greičiausiai pritraukia vandenį į savo ląsteles, atnešdamas druskingumo pusiausvyrą jos viduje ir išorėje augalas. Priešinga būklė yra mažo druskingumo.

Druskingoje aplinkoje esantis augalas sunkiai sulaiko vandenį. Didelis osmosinis aplinkos potencialas tokiomis sąlygomis palaiko vandens judėjimą iš augalo į išorinę aplinką. Siekiant išvengti vandens praradimo persiurbiant, augalo stomatos liks uždaros. Nors tai padės augalui išlaikyti brangius vandens išteklius ir palaikyti sveiką maistinių medžiagų ir vandens pusiausvyrą, uždarius stomatą, taip pat neleidžiama įsisavinti anglies dvideginio, augalas neleidžia pasisavinti energijos fotosintezė.

Uždarius stomatus ir sustabdžius transpiraciją, kad būtų išvengta vandens praradimo, augalas sėkmingai išlaikys didžiąją dalį vandens. Tačiau transpiracija taip pat turi svarbų vaidmenį pernešant maistines medžiagas ir vandenį visame augale. Remiantis įtampos ir sanglaudos teorija, vandens praradimas persiurbiant augalo viršuje sukuria osmosinį potencialą, kuris generuoja vandens judėjimą aukštyn nuo augalo šaknų. Vanduo perneša svarbias maistines medžiagas, gautas iš dirvožemio, per ksilemą ir į lapus.

Kai kurios augalų rūšys prisitaikė prie druskingų sąlygų panašiai kaip augalai, gyvenantys sausose, dykumos sąlygose. Šie augalai padidina aminorūgščių tiekimą, sumažindami savo šaknų osmosinį potencialą. Šis potencialo pokytis leidžia vandenį perpilti ksilemą aukštyn, koks jis yra per įkvepiant. Tada vanduo pasiekia augalo lapus. Kitas pritaikymas, užkertantis kelią vandens praradimui druskingoje aplinkoje, yra specializuotų lapų, kuriuose yra vaškinės, mažiau laidžios dangos, raida.

Apie 2 procentai augalų rūšių visam laikui prisitaikė prie druskingų sąlygų. Šios rūšys vadinamos halofitais. Jie egzistuoja druskingoje aplinkoje, kur jie yra įsišakniję tankiame druskos vandenyje arba periodiškai juos purškia ir užlieja vandenyno vanduo. Jų gali būti pusdykumėse, mangrovių pelkėse, pelkėse ar palei pajūrį. Šios rūšys paima natrio ir chlorido jonus iš supančios aplinkos ir perneša juos į lapų ląsteles, peradresuodami juos iš jautrių ląstelių dalių ir laikydami juos ląstelės vakuolėse (panašūs į saugyklą) organeliai). Šis įsisavinimas padidina augalo osmosinį potencialą druskingoje aplinkoje, leidžiant vandeniui patekti į augalą. Kai kurių halofitų lapuose yra druskos liaukos, kurios druską transportuoja tiesiai iš augalo. Ši savybė pastebima kai kuriuose mangrovuose, augančiuose sūriame vandenyje.