Τι είναι το αβιοτικό στρες;

Το αβιοτικό στρες είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει μη ζωντανούς παράγοντες που επηρεάζουν δυσμενώς τους ζωντανούς οργανισμούς. Τα ζώα μπορεί να επηρεαστούν από το αβιοτικό στρες, αλλά τα φυτά είναι πιο ευάλωτα καθώς δεν μπορούν να μετακινηθούν σε ένα λιγότερο αγχωτικό περιβάλλον. Οι παράγοντες βιοτικού στρες θα περιλαμβάνουν παράσιτα και ασθένειες εντόμων, ενώ το αβιοτικό στρες των φυτών προκύπτει από περιβαλλοντικούς παράγοντες. Αυτά μπορεί να σχετίζονται με το κλίμα — ξηρασία, ακραίες θερμοκρασίες και άνεμο, για παράδειγμα — ή με χημικούς παράγοντες στο έδαφος ή την ατμόσφαιρα.

Τα φυτά παρουσιάζουν μια σειρά αποκρίσεων και προσαρμογών που βοηθούν στη δημιουργία αβιοτικής ανοχής στο στρες. Ορισμένες από αυτές περιλαμβάνουν δομικές ή χημικές αλλαγές, ενώ άλλες περιλαμβάνουν περιορισμό της περιόδου ανάπτυξης ανάλογα με τις συνθήκες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, συμβιωτικές σχέσεις έχουν αναπτυχθεί ως απάντηση στα στρες.

Η ξηρασία είναι μια από τις πιο κοινές μορφές άγχους που αντιμετωπίζουν τα φυτά και εκείνα που ζουν σε άνυδρες ή ημίξηρες περιοχές έχουν αναπτύξει διάφορες στρατηγικές για την αντιμετώπισή της. Ένα από αυτά είναι το παχύφυτο. Οι παχιοί, σαρκώδεις μίσχοι και τα φύλλα μπορούν να αποθηκεύσουν μεγάλες ποσότητες νερού και να μειώσουν την αναλογία επιφάνειας προς όγκο του φυτού, ελαχιστοποιώντας την απώλεια νερού από την εξάτμιση. Μια κηρώδης επίστρωση στους μίσχους και τα φύλλα μειώνει επίσης την εξάτμιση. Ορισμένα μη χυμώδη φυτά μπορεί να έχουν μακριές ρίζες που εκτείνονται προς τα κάτω στα υπόγεια νερά.

Τα φυτά μπορούν μερικές φορές να προσαρμοστούν στο εποχιακό ή περιοδικό στρες έχοντας απλώς έναν σύντομο κύκλο ζωής που είναι χρονισμένος ώστε να συμπίπτει με τις πιο ευνοϊκές συνθήκες. Για παράδειγμα, ένα φυτό μπορεί να βλαστήσει, να ωριμάσει, να ανθίσει και να παράγει σπόρους κατά τη διάρκεια μιας σύντομης περιόδου βροχών μέσα σε ένα κατά τα άλλα ξηρό έτος ή μπορεί να παραμείνει αδρανές σε έναν υπόγειο κόνδυλο για μεγάλες περιόδους, να αναδυθεί μετά τη βροχή για να ολοκληρώσει γρήγορα τον κύκλο ζωής του. Σε εύκρατες περιοχές, τα δάπεδα των δασών κατά τους καλοκαιρινούς μήνες μπορεί να στερούνται φωτός για φωτοσύνθεση, επομένως τα φυτά του δάσους χαμηλής ανάπτυξης μπορεί να ολοκληρώσουν γρήγορα τον κύκλο ζωής τους κατά τη διάρκεια της άνοιξης, προτού ο δάσος έχει πυκνό φύλλωμα.

Το αβιοτικό στρες μπορεί να οφείλεται σε εδαφικούς παράγοντες. Η υψηλή περιεκτικότητα σε αλάτι μπορεί να είναι θανατηφόρα για πολλά φυτά, αλλά μερικά – γνωστά ως αλόφυτα – έχουν προσαρμοστεί σε αλμυρές συνθήκες, που βρίσκονται τόσο σε παράκτιες περιοχές, όπως αλμυρά έλη, όσο και σε εσωτερικές ξηρές περιοχές όπου η υψηλή εξάτμιση τείνει να συγκεντρώνει άλατα που προέρχονται στην περιεκτικότητα σε μεταλλικά στοιχεία του εδάφους. Αυτά τα φυτά μπορεί να εκκρίνουν αλάτι από τα φύλλα τους ή να το αποθηκεύουν στα κύτταρά τους σε σώματα γνωστά ως κενοτόπια, έτσι ώστε να διατηρείται χωριστά από το κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Οι ελλείψεις σε θρεπτικά συστατικά ή η παρουσία τοξικών ουσιών όπως τα βαρέα μέταλλα στο έδαφος μπορεί επίσης να οδηγήσει σε αβιοτικό στρες.

Η ατμοσφαιρική ρύπανση μπορεί να είναι μια άλλη πηγή άγχους. Το διοξείδιο του θείου και τα οξείδια του αζώτου από την καύση ορυκτών καυσίμων μπορεί να προκαλέσουν όξινη βροχή, η οποία μπορεί να βλάψει το φύλλωμα των ευαίσθητων φυτών. Η όξινη βροχή μπορεί επίσης να μειώσει το pH του εδάφους, βλάπτοντας ή σκοτώνοντας φυτά που δεν είναι προσαρμοσμένα σε όξινες συνθήκες.
Η κλιματική αλλαγή θεωρείται ότι είναι μια σημαντική πηγή αβιοτικού στρες για τις καλλιέργειες. Τα μεταβαλλόμενα πρότυπα θερμοκρασίας και βροχοπτώσεων έχουν αντίκτυπο στην καλλιέργεια τροφίμων και άλλων καλλιεργειών, με ορισμένες πρώην παραγωγικές περιοχές να υποφέρουν από ξηρασία, πλημμύρες ή ακραίες θερμοκρασίες. Προκειμένου να αμβλυνθούν οι οικονομικές επιπτώσεις των αποτυχιών των καλλιεργειών, διεξάγεται έρευνα για την ανάπτυξη, μέσω αναπαραγωγής ή γενετικής μηχανικής, φυτών καλλιεργειών που είναι πιο ανθεκτικά σε αυτές τις μορφές στρες.