Regulacja procesów wzrostu i rozwoju przez czynniki środowiskowe


Rośliny przez cały czas podlegają oddziaływaniu środowiska. Taki banał, ale warto wiedzieć, jak to robią.

Notatki z "Fizjologii roślin" Kopcewicz, Lewak.

Czynniki środowiskowe wywierające wpływ na rozwój roślin dzielimy na:

abiotyczne

czyli oddziaływanie fizyczne i/lub chemiczne:

  • zaopatrzenie w wodę
  • zaopatrzenie w składniki mineralne
  • jakość i natężenie światła
  • długość czasu oświetlenia w ciągu doby (fotoperiod)
  • temperatura
  • pole grawitacyjne

Jeżeli natężenie czynnika środowiskowego mieści się z zakresie fizjologicznym danego gatunku, wtedy reguluje procesy metaboliczne i rozwoje rośliny. Jeżeli przybiera wartości ekstremalne wtedy roślina jest w stresie (o reakcji na stres napiszę w osobnym wpisie)

biotyczne

(ekologiczne, oddziaływanie innych organizmów na roślinę)

  • symbioza z innymi organizmami (np. mikoryza)
  • patologie
  • allelopatia (współzawodnictwo między roślinami, wojna chemiczna)

Światło. Warunki świetlne

Światło dla roślin to źródło energii przetwarzanej w procesie fotosyntezy oraz źródło informacji, na podstawie których roślina diagnozuje stan środowiska i dopasowuje do niego swój rozwój.

Jakie informacje zawiera światło? Rośliny wykorzystują jego parametry takie jak:

  • dominujące długości fal
  • kierunek padania
  • ilość (energia i natężenie)
  • czas oświetlania w ciągu doby

Proces dostosowania wzorca rozwoju rośliny do warunków świetlnych nazywamy fotomorfogenezą.

Skład promieniowania świetlnego zmienia się z cyklu dobowym i rocznym, gdyż zależy od kąta padania promieni a tym samym długości drogi pokonywanej przez światło w atmosferze. Dlatego pod koniec dnia i zimą do rośliny dociera znacznie więcej długich fal  przypadającym na zakres dalekiej czerwieni.

U roślin rosnących w górach, gdzie udział ultrafioletu jest większy rośliny mają skrócone międzywęźla i wytwarzają drobne liście.

Ciekawym procesem jest tzw. syndrom unikania cienia, obejmujący wzmocnienie dominacji wierzchołkowej, wzrost łodygi czy ogonków liściowych. Mechanizm ten wykorzystuje fakt, że w świetle odbitym od innych roślin czy przechodzącym przez rośliny znajdujące się nad naszym drzewkiem jest inny stosunek czerwieni do dalekiej czerwieni. Reakcja syndromu unikania cienia ma na celu ominięcie sąsiadów i roślin zacieniającym i odnalezienie takiego miejsca, w którym na liście światło słoneczne może działać w sposób bezpośredni.

Temperatura. Warunki termiczne.

Temperatura nasłonecznionych liści w ciągu dnia jest wyższa od temperatury otoczenia. Natomiast w nocy jest od niej niższa.

Rośliny dobrze zaopatrzone w wodę mogą wpływać na temperaturę liści, regulując ją stopniem otwarcia szparek i transpiracją. Jeżeli w momencie silnego nagrzania powierzchni liścia nastąpi deficyt wody, szparki zostaną zamknięte, a temperatura liści wzrośnie, dochodząc nawet do 60 stopni. Powyżej tego poziomu dochodzi do uszkodzeń liścia (tzw. oparzenia). Oparzenia liści powstają często w wyniku wystawienia na bezpośrednie słońce i równoczesnym braku wody w podłożu.

Temperatura reguluje wzrost i rozwój roślin w ciągu całego cyklu życiowego.

Nasiona wielu gatunków przed wykiełkowaniem muszą przebywać w chłodzie. Natomiast wysoka temperatura może zahamować kiełkowanie.

Długi okres chłodu jest niezbędny do wywołania kwitnienia niektórych gatunków roślin.

Ze wzrostem temperatury obserwuje się wydłużanie pędu, zwiększenie powierzchni liści i wzrost biomasy.

Co ciekawe szybkość wydłużania pędów nie zależy tyle od temperatury w ciągu dnia, co od różnicy w temperaturze między dniem a nocą  (termomorfogeneza). W uprawach szklarniowych manipulując temperaturą dnia i nocy uzyskuje się rośliny o pożądanym pokroju.

Różnica między temperaturą dnia i nocy ma wpływ na następujące parametry roślin:

  • wysokość
  • długość międzywęźli
  • kierunek liści i pędów
  • tworzenie rozgałęzień
  • wydłużanie się ogonków liściowych
  • wydłużanie się pędów kwiatowych

Grawitacja

Przyciąganie ziemskie oddziaływuje na rośliny w sposób ciągły, przez całe życie. Rośliny reagują na ten bodziec, tak aby utrzymać określony kąt względem wektora grawitacji – korzenie zawsze będą rosły „w kierunku ziemi”, a pędy „w kierunku od ziemi”.

Podczas eksperymentów z użyciem klinostatu zauważono, że roślina reaguje na zmianę tego bodźca od 7 sekund (korzeń) d 30 minut (liść).

 

Jak roślina skręca czy wygina się np. w zadanym kierunku? 

Udowodniowo, że dzieje się tak, poprzez nierówny wzrost po obu stronach organu, Duże stężenia auksyny w pędzie stymulują wzrost wydłużeniowy komórek po jednej stronie pędu. I tak komórki narastając z jednej strony, powodują wygięcie pędu w drugą stronę.

 

Alleopatia

Alleopatia to wzajemne oddziaływanie różnych gatunków roślin poprzez wydzielanie do środowiska (wody, powietrza, gleby) substancji chemicznych, które mają na celu zahamowanie rozwoju i wzrostu sąsiadów (np. kiełkowanie, pobieranie substancji odżywczych z gleby).

Do gatunków szczególnie inwazyjnych wykorzystujących mechanizmy alleopatyczne należą trawy (np. owies) czy niektóre gatunki drzew (np. orzech włoski)

Dodaj komentarz