Effekten av salthalt på fotosyntes

Fotosyntes är en viktig process som producerar syre för växter och djur. Viktigare för växten, processen producerar energi för tillväxt och reproduktion. Saltlösning eller salttäta miljöer som havskustar hotar växternas förmåga att genomgå fotosyntes. Vissa växtarter har anpassat sig till dessa förhållanden och har producerat energi trots svåra omständigheter.

En nyckelfaktor för en växts överlevnad är dess osmotiska potential. Osmos är processen att överföra vatten från en plats med låg salthalt till en plats med hög salthalt. Den osmotiska potentialen hos en växt beskriver attraktion av vatten till växtens celler. Därför har en växt vars salthalt är högre än omgivningen en hög osmotisk potential eftersom det sannolikt kommer att attrahera vatten in i sina celler, vilket ger balans i salthalten inom och utanför växt. Det motsatta tillståndet är med låg salthalt.

En anläggning i saltlösning är i en svår position för vattenretention. Miljöns höga osmotiska potential under dessa förhållanden gynnar rörelsen av vatten från växten till den yttre miljön. För att förhindra vattenförlust genom transpiration förblir plantans stomata stängd. Även om detta kommer att hjälpa växten att hålla värdefulla vattenresurser och upprätthålla en hälsosam balans mellan näringsämnen och vatten, är det stängning av stomata förhindrar också upptag av koldioxid, vilket hindrar växten från att assimilera energi igenom fotosyntes.

Med stomatan stängd och transpirationen stoppad för att förhindra vattenförlust kommer anläggningen att behålla det mesta av sitt vatten framgångsrikt. Transpiration har dock också en viktig roll när det gäller att flytta näringsämnen och vatten genom hela växten. Enligt teorin om spänning-sammanhållning skapar vattenförlust genom transpiration på toppen av växten en osmotisk potential som genererar rörelse av vatten uppåt från växtens rötter. Vattnet transporterar viktiga näringsämnen som förvärvats från jorden genom xylem och in i bladen.

Vissa växtarter har anpassat sig till saltlösning på liknande sätt som växter som lever i torra ökenförhållanden. Dessa växter ökar deras aminosyratillförsel, vilket minskar den osmotiska potentialen i sina rötter. Denna förändring i potential möjliggör att vatten kan överföras upp xylem som det är under transpiration. Vatten når sedan växtens löv. En annan anpassning som förhindrar vattenförlust i saltlösningen är utvecklingen av specialiserade blad som innehåller en vaxartad, mindre permeabel beläggning.

Cirka 2 procent av växtarterna har anpassat sig permanent till saltlösningen. Dessa arter kallas halofyter. De finns i saltlösning där de antingen är rotade i salt tätt vatten eller sprutas och översvämmas regelbundet av havsvatten. De kan hittas i halvöken, mangrovesumpar, myrar eller längs stränder. Dessa arter tar natrium- och kloridjoner från den omgivande miljön och transporterar dem till bladcellerna, omdirigera dem från de känsliga celldelarna och lagra dem i cellens vakuoler (lagringsfackliknande organeller). Detta upptag höjer växtens osmotiska potential i en saltlösning, vilket gör att vatten kan tränga in i växten. Vissa halofyter har saltkörtlar i sina löv och transporterar saltet direkt från växten. Denna egenskap syns i vissa mangrover som växer i saltvatten.