الاستجابات للجفاف والفيضانات

يلعب الماء دوراً مهماً في دورة حياة النباتات. ومع ذلك ، يمكن أن تكون المياه غير الكافية أو الزائدة ضارة وتشكل تهديداً خطيراً للنباتات.

في ظل الظروف العادية ، يتبخر الماء الذي يمتصه النبات من الأوراق وأجزاء أخرى في عملية تسمى النتح. في أوقات الجفاف ، فإن الماء الذي يتبخر بالنتح يفوق بكثير الماء الممتص من التربة ، مما يتسبب في ذبول النباتات. استجابة النبات العامة لإجهاد الجفاف هي تخليق هرمون حمض الأبسيسيك الذي يبقي الثغور مغلقة ويقلل من النتح. بالإضافة إلى ذلك ، قد تستجيب النباتات لنقص المياه الشديد عن طريق تساقط الأوراق. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة تقلل من التمثيل الضوئي وبالتالي تعيق نمو النبات.

تخفيف الإجهاد الناجم عن الجفاف في النباتات بواسطة الميكروبات

يحد إجهاد الجفاف من نمو وإنتاجية النباتات في المناطق القاحلة وشبه القاحلة. ومع ذلك ، فإن بعض الميكروبات الموجودة بالقرب من النباتات قد تطلق إشارات فيزيائية وكيميائية تؤدي إلى تغييرات متعلقة بالدفاع عن النبات في ظل ظروف الجفاف. على سبيل المثال ، تم الإبلاغ عن أن بكتيريا التربة Paenibacillus polymyx تحفز تحمل الجفاف في نبات الأرابيدوبسيس. لوحظ التأثير الأكثر دلالة لهذه البكتيريا في نمو البقوليات تحت الضغط المائي. تعتمد النباتات البقولية على ريزوبيوم التربة لتثبيت النيتروجين – ولكن الريزوبيوم شديدة الحساسية لإجهاد الجفاف ، مما يؤدي إلى تثبيت النيتروجين المنخفض للغاية. ومع ذلك ، اختلطت التربة مع P. polymyx مما أدى إلى زيادة تثبيت النيتروجين عن طريق الريزوبيوم وزيادة نمو نبات الفول.

تعد المياه الزائدة مدمرة للنباتات مثلها مثل نقص المياه. يمكن للكثير من الماء أن يخنق النباتات عن طريق تقليل المساحات الهوائية في التربة ، وبالتالي تقييد الأكسجين اللازم للتنفس الخلوي. تستجيب بعض أنواع النباتات الخشبية لظروف الفيضانات من خلال تطوير نمو ضخم يظهر على شكل انتفاخ في الأنسجة عند قاعدة الساق. قد يساعد هذا النمو الضخم في تقليل انتشار الأكسجين وكذلك التنفيس المحتمل للمركبات السامة (ثاني أكسيد الكربون والميثان والإيثانول) المتكونة من الأيض اللاهوائي. تشمل الاستجابات التكيفية الأخرى لإجهاد الفيضان تكوين جذور عرضية ، وزيادة مسامية الجذور عبر خلايا متخصصة تسمى خلايا الأيرنشيما ، وجلد خارجي مسوبر لمنع فقدان الأكسجين.