36.6: Risposte allo stress da caldo e da freddo

Ogni organismo ha un intervallo di temperatura ottimale entro il quale può verificarsi una crescita sana e un funzionamento fisiologico. Alle estremità di questo intervallo, ci sarà una temperatura minima e massima che interrompe i processi biologici.

Quando le dinamiche ambientali non rientrano nel limite ottimale per una determinata specie, si verificano cambiamenti nel metabolismo e nel funzionamento – e questo è definito come stress. Le piante rispondono allo stress initando cambiamenti nell’espressione genica – portando ad aggiustamenti nel metabolismo e nello sviluppo delle piante volti a raggiungere uno stato di omeostasi.

Le piante mantengono la fluidità della membrana durante le fluttuazioni di temperatura

Le membrane cellulari nelle piante sono generalmente una delle prime strutture interessate da un cambiamento della temperatura ambiente. Queste membrane costituiscono principalmente fosfolipidi, colesterolo e proteine, con la porzione lipidida che comprende lunghe catene di acidi grassi insaturi o saturi. Una delle strategie principali che gli impianti possono adottare in condizioni di variazione di temperatura è quella di modificare le componenti lipidiche delle loro membrane. Tipicamente, le piante diminuiscono il grado di insaturazione dei lipidi della membrana ad alta temperatura e lo aumenteranno a bassa temperatura, mantenendo la fluidità della membrana.

“Heat shock Proteins” Proteine da urto di calore

L’esposizione di tessuto vegetale o cellule a improvvisi stress ad alta temperatura si traduce in espressione transitoria di proteine da shock termico (HSP). Svolgono funzioni fisiologiche essenziali come chaperones molecolari, impediscono l’aggregazione di proteine denaturate o promuovono la rinaturazione di molecole proteiche aggregate.

Conduttanza stomatale

Aumenti della temperatura al di sopra della gamma media tipica impatti sull’attività fotosintetica e la fisiologia stomatale delle piante. Con l’aumentare della temperatura, le piante chiuderanno i loro stomi per ridurre la conduttanza stomatale e la perdita d’acqua a causa della traspirazione.

Accumulo di soluto all’interno delle cellule vegetali

Temperature estremamente basse possono ridurre l’assorbimento dell’acqua da parte delle piante a causa del basso potenziale idrico, portando alla disidratazione. Molte piante regolano il loro potenziale osmotico e mantengono il contenuto di acqua attraverso l’accumulo di soluti come gli zuccheri – saccarosio, glucosio e fruttosio, all’interno delle loro cellule. Questo accumulo di soluti può anche ritardare il congelamento dell’acqua nel tessuto diminuendo il punto di congelamento.