Het effect van zoutgehalte op fotosynthese

Fotosynthese is een vitaal proces dat zuurstof produceert voor planten en dieren. Belangrijker voor de plant is dat het proces energie produceert voor groei en voortplanting. Zoute of zoutrijke omgevingen zoals oceaankusten bedreigen het vermogen van planten om fotosynthese te ondergaan. Sommige plantensoorten hebben zich aan deze omstandigheden aangepast en produceren ondanks moeilijke omstandigheden energie.

Een sleutelfactor in het voortbestaan ​​van een plant is het osmotische potentieel. Osmose is het proces waarbij water wordt overgebracht van een plaats met een laag zoutgehalte naar een plaats met een hoog zoutgehalte. Het osmotische potentieel van een plant beschrijft de aantrekkingskracht van water op de cellen van de plant. Daarom heeft een plant waarvan het zoutgehalte hoger is dan dat van zijn omgeving een hoog osmotisch potentieel omdat het waarschijnlijk water in zijn cellen zal aantrekken, waardoor het zoutgehalte binnen en buiten de fabriek. De tegenovergestelde toestand is er een met een laag zoutgehalte.

Een plant in een zoute omgeving verkeert in een moeilijke positie om water vast te houden. Het hoge osmotische potentieel van de omgeving onder deze omstandigheden bevordert de verplaatsing van water van de plant naar de buitenomgeving. Om waterverlies door transpiratie te voorkomen, blijven de huidmondjes van de plant gesloten. Hoewel dit de plant helpt om kostbare waterbronnen te behouden en een gezonde balans tussen voedingsstoffen en water te behouden, het sluiten van de huidmondjes voorkomt ook de opname van kooldioxide, waardoor de plant geen energie kan opnemen fotosynthese.

Als de huidmondjes gesloten zijn en de transpiratie is gestopt om waterverlies te voorkomen, zal de plant het meeste water goed vasthouden. Transpiratie speelt echter ook een belangrijke rol bij het verplaatsen van voedingsstoffen en water door de plant. Volgens de spanning-cohesietheorie creëert waterverlies door transpiratie aan de bovenkant van de plant een osmotisch potentieel dat beweging van water naar boven genereert vanuit de wortels van de plant. Het water transporteert belangrijke nutriënten die uit de bodem worden gehaald door het xyleem en in de bladeren.

Sommige plantensoorten hebben zich aangepast aan zoute omstandigheden op een manier die vergelijkbaar is met planten die in droge, woestijnachtige omstandigheden leven. Deze planten verhogen hun aminozuurvoorraad, waardoor het osmotische potentieel in hun wortels wordt verlaagd. Deze verandering in potentiaal zorgt ervoor dat water tijdens transpiratie door het xyleem kan worden getransporteerd. Het water bereikt dan de bladeren van de plant. Een andere aanpassing die waterverlies naar de zoute omgeving voorkomt, is de evolutie van gespecialiseerde bladeren die een wasachtige, minder doorlatende coating bevatten.

Ongeveer 2 procent van de plantensoorten heeft zich permanent aangepast aan zoute omstandigheden. Deze soorten worden halofyten genoemd. Ze komen voor in zoute omgevingen waar ze ofwel geworteld zijn in zout dicht water of periodiek worden besproeid en overstroomd door oceaanwater. Ze kunnen worden gevonden in semi-woestijnen, mangrovemoerassen, moerassen of langs zeekusten. Deze soorten nemen natrium- en chloride-ionen uit de omgeving en transporteren deze naar de bladcellen, ze omleiden van de gevoelige celdelen en ze opslaan in de vacuolen van de cel (opslagbak-achtige organellen). Deze opname verhoogt het osmotische potentieel van de plant in een zoute omgeving, waardoor water de plant kan binnendringen. Sommige halofyten hebben zoutklieren in hun bladeren en transporteren het zout rechtstreeks uit de plant. Deze eigenschap is te zien in sommige mangroven die in zout water groeien.