مقاله تنش و مقاومت گیاهان در برابر عوامل محیطی

مقدمه:
گیاهان در طول تاریخ همواره با محیط های مختلف و شرایط دشوار مواجه بوده اند و واکنش های آن ها نسبت به این شرایط توجه انسان را به خود جلب کرده است. در گذشته، تصور رایج این بود که گیاهانی که در محیط های خشک و بیابانی رشد می کنند، خشن و مقاوم و گیاهانی که در مناطق مرطوب و مساعد رشد می کنند، لطیف و حساس هستند. این دیدگاه ناشی از تجربه مستقیم کشاورزان بود که با مشاهده ظاهر و عملکرد گیاهان، تفاوت های محیطی را به ویژگی های ذاتی گیاه نسبت می دادند. با پیشرفت علم زیست شناسی و توسعه مطالعات گیاهی، مفهوم تنش به عنوان واکنش گیاهان به عوامل محیطی نامطلوب شکل گرفت و توانایی گیاهان در مقابله با این عوامل به عنوان مقاومت تنش شناخته شد.

تنش در گیاهان به معنای واکنش های بیولوژیکی به عوامل محیطی است که می تواند شامل کمبود آب، دماهای بالا یا پایین، تشعشعات خورشیدی شدید، آلودگی هوا، خاک های شور یا کم مواد مغذی باشد. این تنش ها برخلاف تنش های مکانیکی که در فیزیک تعریف می شوند و بر اساس نیرو و فشار اندازه گیری می شوند، بر پایه انرژی و تاثیر بر فرآیندهای زیستی گیاه تعریف می شوند. در واقع، تنش های بیولوژیکی اغلب با تغییرات شیمیایی و فیزیولوژیکی همراه هستند و ممکن است باعث توقف جریان سیتوپلاسم، کاهش فتوسنتز، اختلال در متابولیسم و تغییر رشد گیاه شوند.

مطالعه تنش مکانیکی در گیاهان نیز نشان می دهد که اثر نیروهای محیطی بر گیاهان می تواند به دو صورت کرنش الاستیک و پلاستیک ظاهر شود. کرنش الاستیک به تغییراتی گفته می شود که پس از برداشته شدن عامل محیطی، گیاه به حالت اولیه خود بازمی گردد، در حالی که کرنش پلاستیک موجب تغییرات دائمی در ساختار گیاه می شود. در بسیاری از موارد، تنش های محیطی شدید، کرنش های پلاستیک را ایجاد می کنند که بخش هایی از بافت گیاه را تحت تاثیر قرار داده و ممکن است عملکرد آن را محدود کنند.

عوامل متعددی می توانند منجر به تنش در گیاهان شوند. تنش های حرارتی ناشی از دماهای بسیار بالا یا پایین، تنش های شیمیایی از طریق حضور گازهای سمی مانند دی اکسید گوگرد یا اکسیدهای نیتروژن، و تنش های فیزیکی مانند وزش باد شدید، شوری خاک و کمبود آب، هر یک اثرات متفاوتی بر رشد، تولیدمثل و عملکرد گیاه دارند. حتی تنش های محیط فرعی مانند ذرات معلق در هوا، دود و مه نیز می توانند فرایندهای فیزیولوژیکی گیاه را مختل کنند. تنش های الکتریکی، مغناطیسی و صوتی نیز در شرایط خاص مشاهده شده اند و نشان می دهند که گیاهان نسبت به طیف گسترده ای از عوامل محیطی حساسیت دارند.

تنش ها نه تنها موجب تغییرات فیزیولوژیکی می شوند، بلکه می توانند بر رشد مورفولوژیکی و ساختار کلی گیاه نیز تاثیر بگذارند. برای مثال، مواجهه با کم آبی باعث کاهش اندازه برگ ها، افزایش ضخامت اپیدرم و تغییر در نسبت ریشه به ساقه می شود. مواجهه با دماهای بالا یا تابش شدید خورشید می تواند موجب افزایش تولید ترکیبات آنتی اکسیدانی و تغییر در جریان آب در سلول ها شود. این واکنش ها، راهبردهای طبیعی گیاهان برای بقا و سازگاری با محیط محسوب می شوند و نشان دهنده توانایی گیاهان در مقابله با شرایط نامساعد محیطی است.

مفهوم تنش بیولوژیکی همچنین شامل بررسی تاثیرات طولانی مدت عوامل محیطی بر چرخه زندگی گیاهان است. تغییرات در میزان بارش، نوسانات دما، و آلودگی های محیطی می توانند بر جوانه زنی، گلدهی و تولید بذر تاثیر بگذارند. این تنش ها معمولاً با تغییرات در ترکیبات شیمیایی سلول ها، فعالیت آنزیم ها و مسیرهای متابولیکی همراه هستند و ممکن است موجب کاهش رشد یا حتی مرگ بخش هایی از گیاه شوند. در نتیجه، بررسی واکنش های گیاهان به این تنش ها، الگوهای سازگاری و مقاومت آن ها را نشان می دهد و پیوند بین ساختار فیزیولوژیکی و عملکرد محیطی گیاهان را روشن می سازد.

درک تنش ها و مکانیسم های مقاومت گیاهان، شامل شناسایی پاسخ های سریع و تغییرات بلندمدت است که در تمام سطوح سلولی، بافتی و ارگانیسمی اتفاق می افتند. این واکنش ها ترکیبی از تغییرات ساختاری، تنظیم مسیرهای متابولیکی، تغییر در جریان آب و مواد غذایی و فعال سازی مسیرهای سیگنالینگ است. گیاهان با استفاده از این سازوکارها می توانند در محیط های متغیر و چالش برانگیز زنده بمانند و عملکرد خود را تا حد امکان حفظ کنند.

فهرست مطالب
مقدمه: ۱
تنش مکانیکی: ۱
تنش بیولوژیکی: ۳
انواع تنش: ۵
تنش حرارتی. ۹
صدمه مستقیم: ۱۰
تنش در گیاهان. ۱۱
مکانیسم تحمل. ۱۲
تنش های ناشی از گازهای سمی. ۱۲
اثرات فیزیولوژیکی گاز So2: 14
علائم مسومیت.. ۱۵
اکسیدهای ازت: ۱۶
اثرات فیزیولوژیکی PAN.. 17
ذرات معلق در هوا ۱۸
دود مه (Smog): 18
استرس های محیط فرعی. ۱۸
تنش های الکتریکی، مغناطیسی و صوت.. ۲۱
تنش های میدان های مغناطیسی. ۲۱