Risposte a siccità e inondazioni

L’acqua svolge un ruolo significativo nel ciclo di vita delle piante. Tuttavia, un’inposizione o un eccesso di acqua può essere dannoso e rappresentare una grave minaccia per le piante.

In condizioni normali, l’acqua assorbita dalla pianta evapora dalle foglie e da altre parti in un processo chiamato traspirazione. In tempi di stress da siccità, l’acqua che evapora per traspirazione supera di gran lunga l’acqua assorbita dal suolo, causando l’appassimento delle piante. La risposta generale delle piante allo stress da siccità è la sintesi dell’acido abscisico ormonale che mantiene gli stomi chiusi e riduce la traspirazione. Inoltre, le piante possono rispondere all’insufficienza idrica estrema spargendo foglie. Questo metodo, tuttavia, riduce la fotosintesi e di conseguenza ostacola la crescita delle piante.

Mitigazione dello stress da siccità nelle piante mediante microbi

Lo stress da siccità limita la crescita e la produttività delle piante nelle regioni aride e semiaride. Tuttavia, alcuni microbi presenti in prossimità delle piante possono rilasciare segnali fisici e chimici che inducono cambiamenti legati alla difesa delle piante in condizioni di siccità. Ad esempio, il batterio del suolo Paenibacillus polymyx è segnalato per indurre la tolleranza alla siccità nell’Arabidopsis. L’effetto più significativo di questo batterio è stato osservato nella crescita di legumi sotto stress idrico. Le piante leguminose dipendono dal rizobio del suolo per la fissazione dell’azoto – ma i rizobi sono estremamente sensibili allo stress da siccità, con conseguente fissazione dell’azoto molto bassa. Tuttavia, il suolo mescolato con P. polymyx ha provocato un aumento della fissazione dell’azoto da parte del rizobio e una maggiore crescita della pianta di fava.

L’acqua in eccesso è altrettanto disastrosa per le piante come una mancanza di acqua. Troppa acqua può soffocare le piante riducendo gli spazi d’aria nel terreno, limitando così l’ossigeno necessario per la respirazione cellulare. Alcune specie di piante legnose rispondono alle condizioni di inondazione sviluppando una crescita ipertrofica che appare come gonfiore dei tessuti alla base del gambo. Questa crescita ipertrofica può aiutare nella diffusione verso il basso di ossigeno così come potenziale sfogo di composti tossici (anidride carbonica, metano, ed etanolo) formato dal metabolismo anaerobico. Altre risposte adattative allo stress alluvionale includono la formazione di radici avventizie, aumenti della porosità delle radici attraverso cellule specializzate chiamate cellule di arenchyma e un’esodermide suberizzata per prevenire la perdita di ossigeno.