36.6: 暑さと寒さのストレスに対する反応

36.6: 暑さと寒さのストレスに対する反応

すべての生物には、健全な成長と生理的機能を発揮できる最適な温度範囲があります。この両端には生物学的プロセスを阻害する最低温度と最高温度が存在します。

環境動態がある種の最適な限界から外れると、代謝や機能に変化が生じます。これがストレスです。物はストレスに応答して遺伝子の発現を変化させ、植物の代謝と成長を調整して恒常性の維持に努めます。

植物は温度変化の中でも膜の流動性を保っています

植物の細胞膜は、一般的に環境温度の変化によって最初に影響を受ける構造の一つです。膜は主にリン脂質、コレステロール、タンパク質で構成されており、脂質部分は不飽和または飽和脂肪酸の長鎖で構成されています。温度変化に対する植物の主な戦略の1つは、膜の脂質成分を変化させることです。一般的に植物は、高温下では膜脂質の不飽和度を下げ、低温下では不飽和度を上げることで膜の流動性を維持します。

ヒートショックプロテイン

植物の組織や細胞が急激な高温ストレスにさらされると、熱ショックタンパク質（HSP）が一時的に発現します。分子シャペロンとして、変性したタンパク質の凝集を防いだり、凝集したタンパク質分子の再飽和を促進したりするなど、生理的に重要な働きをします。

気孔コンダクタンス

一般的な平均気温よりも気温が上昇すると、植物の光合成活動や気孔の生理機能に影響を与えます。温度が上昇すると、植物は気孔を閉じて、気孔コンダクタンスと蒸散による水の損失を減少させます。

植物細胞内での溶質の蓄積

極端な低温では、水ポテンシャルの低下により植物の吸水率を低下させ、脱水症状を引き起こします。多くの植物は、ショ糖、ブドウ糖、果糖などの溶質を細胞内に蓄積することで、浸透圧を調整し、水分量を維持しています。この溶質の蓄積は、組織内の水の凝固点を低下させ、水の凍結を遅らせる効果があります。

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