Meccanismi di resistenza alla siccità nelle piante del deserto
I meccanismi della resistenza alla siccità possono essere suddivisi in tre tipi principali. Innanzitutto, la fuga dalla siccità è la capacità della pianta di completare il suo ciclo di vita prima che si sviluppi un grave deficit idrico delle piante.
1. Fuga di siccità :
Escavazioni di siccità, o effimeri, appaiono rapidamente dopo forti piogge nelle comunità del deserto. Crescono rapidamente e producono semi prima che l'approvvigionamento idrico del suolo sia esaurito e si ritiene che non abbiano particolari meccanismi fisiologici, morfologici o biochimici per far fronte ai deficit idrici.
È tuttavia noto che molti effemeridi estivi presentano un'anatomia di tipo Kranz tipica del percorso C4 della fotosintesi che aumenta l'efficienza di utilizzo dell'acqua. Gli effimeri sembrano sopravvivere in ambienti aridi a causa della loro rapida crescita e plasticità evolutiva. In condizioni asciutte si verifica poca crescita vegetativa e ci sono pochi fiori e semi, ma negli anni piovosi la loro indeterminata abitudine di crescita consente di produrre grandi quantità di semi.
2. Tolleranza alla siccità con basso potenziale idrico tissutale :
In secondo luogo, la tolleranza alla siccità a basso potenziale di acqua del tessuto mediante meccanismi che consentono il mantenimento del turgore e / o aumentare la tolleranza del protoplasma all'essiccazione. Il turgore può essere mantenuto poiché il potenziale idrico diminuisce a causa dell'accumulo di soluti come gli zuccheri che abbassano il potenziale osmotico o possono essere mantenuti con un'elevata elasticità del tessuto.
Poiché sono state effettuate poche misurazioni dell'elasticità dei tessuti e sembra improbabile che i tessuti completamente espansi aumentino di elasticità in risposta a bassi potenziali d'acqua, il mantenimento del turgore sembra essere principalmente l'accumulo di soluto. Munns et. al. (1979) hanno scoperto che i principali soluti che si accumulavano nelle foglie di grano durante lo stress da siccità erano "zuccheri e amminoacidi".
In altre piante gli acidi organici, il potassio e il cloruro si accumulano a livelli significativi. Molta attenzione è stata data anche al ruolo della prolina e dell'accumulo di betaina nelle piante durante lo stress idrico. (Wyn Jones & Storey 1981). L'accumulo di prolina e glicinabetaina può essere una risposta diretta della pianta allo stress o forse un sottoprodotto dello stress dal suo effetto sul metabolismo cellulare come la sintesi proteica. Pertanto, non ne consegue che la velocità o il grado di accumulo di prolina o glicinabetaina sia un indice di tolleranza alla siccità che può essere utilizzato dai coltivatori di piante.
La resistenza protoplasmatica ai deficit idrici è meglio dimostrata nelle piante di "resurrezione" e nei muschi a rapida essiccazione come Tortula ruralis che può riprendere il normale metabolismo cellulare entro pochi minuti dalla reidratazione. È possibile che si accumulino proline, glicinabetaina o altri solidi non tossici citoplasmatici che proteggono le membrane e le macromolecole da una grave disidratazione.
3. Tolleranza alla siccità ad alto potenziale idrico tissutale :
La tolleranza alla siccità ad alto potenziale di acqua tissutale è principalmente un meccanismo di prevenzione della siccità evitando la disidratazione dei tessuti.
Le piante di questa categoria possono mantenere un alto potenziale di acqua tissutale con meccanismi che mantengono l'assorbimento di acqua o riducono le perdite di acqua in condizioni asciutte. L'assorbimento di acqua può essere mantenuto o da un aumento della densità delle radici o dalla crescita più profonda.
Il meccanismo per ridurre la perdita d'acqua include le regolazioni dell'apertura stomatica e lo sviluppo di una cuticola impermeabile. Sfortunatamente, quando la CO 2 entra attraverso gli stomi, una riduzione della perdita d'acqua diminuita dell'apertura stomatica si traduce anche in una ridotta fotosintesi e, infine, nella resa delle piante.
La perdita d'acqua può tuttavia essere ridotta dai movimenti delle foglie e dai cambiamenti nella riflettanza delle foglie che diminuisce la quantità di radiazioni assorbite. L'appassimento, la produzione di peli, cere superficiali o sale aumentano la riflettanza delle foglie. Infine, la perdita delle foglie più vecchie può ridurre il tasso di perdita di acqua da parte di molte specie di colture.
