Din tainele adaptarii plantelor la mediu

Universul vegetal, uluitor in diversitatea lui morfologica si coloristica, pare sa aiba, la prima vedere, o raspandire geografica aflata sub semnul hazardului. Un ochi exersat prin calatorie, studiu si comparatie desluseste insa repede ca intamplarea este doar aparenta. Observa ca plantele nu cresc oricum, ci in asociatii si comunitati ecologice foarte precis definite. Una este, bunaoara, vegetatia specifica padurilor, alta este aceea proprie stepelor si alta cea intalnita in zona mlastinilor.

Dar conditiile de mediu nu raman mereu aceleasi. Unii dintre factorii de mediu pot deveni nefavorabili. Atunci echilibrul este rupt. Rezistenta fiziologica si cea biologica sunt puse la incercare. Plantele cauta sa se salveze, sa supravietuiasca.

Iata cateva modalitati de adaptare biochimica a vegetatiei la mediul inconjurator.

S-a constat ca plantele din regiunile temperate, supuse la temperaturi mai ridicate, au o crestere accentuata a intensitatii fotosintezei pana la un punct optim. Bioxidul de carbon (CO2) este preluat de atmosfera si transformat in “bucataria” frunzei in glucide, printr-un complex de operatiuni chimice, care poarta numele de ciclul Clavin. O parte din “materia prima” (CO2) se pierde insa prin fotorespiratie.

Ar fi de asteptat ca pierderile de CO2 sa fie foarte mari, in special la plantele tropicale, crescute in regiuni calde si aride. Dar nu se intampla asa! Trestia de zahar, de pilda, si-a modificat calea de biosinteza a glucidelor. Aici natura a inventat un nou ciclu, numit Hatch-Slack (dupa numele descoperitorilor lui), care are loc intr-o structura celulara specifica, avand rolul de a capta bioxidul de carbon rezultat din fotorespiratie si a-l transporta de la suprafata frunzelor in interiorul coloroplastelor. Aceasta adaptare asigura majoritatii plantelor tropicale si subtropicale o fotosinteza mai eficienta.

Numeroase plante au capacitatea de a rezista si chiar de a inflori la temperaturi mult sub zero grade Celsius. La o serie de specii, intre care Rananculus glacilis si Gentiana nivalis, de pilda, gerul face ca tesaturile sa atinga duritatea sticlei, dar nu mor (in timpul dezghetului revin la starea normala). In zona artica, Pinus strabos rezista la minus 60 de grade Celsius! In timpul expeditiei sale in Antarctica, savantul Emil Racovita a depistat o specie de graminee (Aida antarctica) care, in pofida frigului, se afla in faza de ... inflorire!

De-a lungul raurilor, in zone joase, intalnim plante care, datorita ploilor si inundatiilor, sunt supuse periodic excesului de umiditate. Pipirigul, bunaoara, traieste multa vreme cu radacinile si tulpinile in apa. Apoi se mentine in conditii de uscaciune moderata. In ciclul sau de viata, planta isi readapteaza metabolismul, atat la umezeala, cat si la uscaciune.

Exista plante care traiesc in regiuni aride, in desert, pe platouri inalte. Si pe acestea uscaciunea le-a obligat sa-si modifice morfologia si biochimia. Cactusii au tesaturi suculente, tulpini carnoase, acoperite cu ceara groasa, iar funzele sunt transformate in spini. La plantele din genurile Aloe si Agave frunzele sunt ingrosate si au putine stomate, fapt care permite reducerea pierderilor de apa prin transpiratie.

Pastrarea apei in plantele din regiunile aride are loc indeosebi prin mecanisme biochimice. Cu ajutorul unui fitohormon – acidul abscisic – se realizeaza inchiderea si deschiderea stomatelor. Acest fenomen se constata si la alte plante aflate in conditii de seceta. La grau, de exemplu, continutul de acid abscisic creste de 40 de ori in decurs de numai 4 ore de la inceperea procesului de ofilire.

Pe Terra se afla peste 200 de milioane de hectare de terenuri saraturate. In tara noastra sunt circa 400.000 hectare de astfel de terenuri, pe care exista, totusi, vegetatie. Si in acest caz plantele s-au adaptat, de data aceasta, la excesul de saruri (in special de sodiu). Rezolvarea este tot biochimica: se sintetizeaza cantitati mari de compusi azotati (cum sunt prolina si betaina). Acesti compusi protejeaza planta de excesul de ioni de sodiu, permitandu-i sa-si extraga, din solul umed, substantele de care are nevoie.

Cercetarile biochimice privind adaptarea plantelor la mediu capata, din an in an, o tot mai mare amploare. Mecanismele intime sunt tot mai bine intelese. Pentru agricultura, acest progres continuu al cunoasterii prezinta o importanta de prim ordin. Nu este departe vremea cand pe baza cercetarilor multidisciplinare – biochimice, fiziologice si de inginerie genetica – cercetatorii vor putea stapani in intregime procesul adaptarii plantelor, fapt care va avea implicatii deosebite asupra cresterii productiilor agricole intr-o societate in care hrana este esentiala.

Autor: Stefan Vasile