Πώς τα φυτά εξελίχθηκαν για να ξεπεράσουν το κρύο

Τα φυτά είναι επιθετικοί οργανισμοί, που σημαίνει ότι δεν είναι σε θέση να μετακινηθούν από το ένα μέρος στο άλλο. Αυτό τους καθιστά ιδιαίτερα ευάλωτες στις αλλαγές στο περιβάλλον τους, συμπεριλαμβανομένων των ψυχρών θερμοκρασιών. Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, τα φυτά έχουν αναπτύξει μια σειρά προσαρμογών που τους επιτρέπουν να επιβιώσουν σε κρύα κλίματα.

1. Αδυναμία

Μία από τις σημαντικότερες προσαρμογές που έχουν αναπτυχθεί τα φυτά για να επιβιώσουν τις κρύες θερμοκρασίες είναι η αδράνεια. Η αδράνεια είναι μια κατάσταση μειωμένης μεταβολικής δραστηριότητας που επιτρέπει στα φυτά να επιβιώσουν περιόδους δυσμενών συνθηκών, όπως ο κρύος καιρός. Κατά τη διάρκεια της αδράνειας, τα φυτά σταματούν να αναπτύσσονται και τα κύτταρα τους εισέρχονται σε κατάσταση στάσης. Αυτό βοηθά στη διατήρηση της ενέργειας και στην προστασία του εργοστασίου από ζημιές.

2. Κρύο εγκλιματισμό

Μια άλλη σημαντική προσαρμογή που έχουν αναπτυχθεί τα φυτά για να επιβιώσουν κρύες θερμοκρασίες είναι ο κρύος εγκλιματισμός. Ο κρύος εγκλιματισμός είναι η διαδικασία με την οποία τα φυτά προσαρμόζονται σταδιακά στις ψυχρές θερμοκρασίες για μια χρονική περίοδο. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στα φυτά να κάνουν αλλαγές στο μεταβολισμό και τη φυσιολογία τους που τους βοηθούν να αντέχουν καλύτερα τις ψυχρές θερμοκρασίες. Για παράδειγμα, τα φυτά που επικαλύπτονται με ψυχρά παράγουν περισσότερες αντιψυκτικές πρωτεΐνες, οι οποίες συμβάλλουν στην προστασία των κυττάρων τους από βλάβη κατάψυξης.

3. Μονωτικές δομές

Τα φυτά έχουν επίσης μια σειρά μονωτικών δομών που βοηθούν στην προστασία τους από κρύες θερμοκρασίες. Αυτές οι δομές περιλαμβάνουν φλοιό, φύλλα και τριχώματα. Ο φλοιός είναι ένα παχύ, φελλό στρώμα κυττάρων που καλύπτει τους μίσχους και τις ρίζες των δέντρων και των θάμνων. Βοηθά στην προστασία του φυτού από ζημιές που προκαλούνται από κρύες θερμοκρασίες, άνεμο και παράσιτα. Τα φύλλα είναι επίσης σημαντικά για τη μόνωση, καθώς περιέχουν μια κηρώδη επιδερμίδα που βοηθά στην πρόληψη της απώλειας θερμότητας. Τα τριχώματα είναι μικρά, όπως τα μαλλιά που καλύπτουν τα φύλλα και τα στελέχη ορισμένων φυτών. Βοηθούν να παγιδεύσουν ένα στρώμα αέρα γύρω από το φυτό, το οποίο παρέχει μόνωση από κρύες θερμοκρασίες.

4. Αλλαγές στο μεταβολισμό

Εκτός από τις φυσικές προσαρμογές που έχουν αναπτυχθεί τα φυτά για να επιβιώσουν στις κρύες θερμοκρασίες, κάνουν επίσης μια σειρά αλλαγών στο μεταβολισμό τους. Αυτές οι αλλαγές συμβάλλουν στη διατήρηση της ενέργειας και στην προστασία του εργοστασίου από ζημιές. Για παράδειγμα, τα φυτά που έχουν εγκλωβιστεί με ψυχρά παράγουν περισσότερο από το ορμόνιο abcisic acid (ΑΒΑ). Το ABA βοηθά στην επιβράδυνση της ανάπτυξης και του μεταβολισμού του φυτού, που βοηθά στη διατήρηση της ενέργειας. Βοηθά επίσης να κλείσει τα στομάτα, τα οποία είναι μικροί πόροι στα φύλλα που επιτρέπουν την ανταλλαγή αερίων. Αυτό βοηθά στη μείωση της απώλειας νερού και στην προστασία του εργοστασίου από βλάβη του παγετού.

5. Συμβιωτικές σχέσεις

Ορισμένα φυτά σχηματίζουν επίσης συμβιωτικές σχέσεις με άλλους οργανισμούς, όπως τα βακτηρίδια και τους μύκητες, που τους βοηθούν να επιβιώσουν στις κρύες θερμοκρασίες. Για παράδειγμα, ορισμένα φυτά σχηματίζουν συμβιωτικές σχέσεις με βακτήρια που παράγουν αντιψυκτικές πρωτεΐνες. Αυτές οι πρωτεΐνες συμβάλλουν στην προστασία των κυττάρων του φυτού από βλάβη κατάψυξης.

Οι προσαρμογές που αναπτύχθηκαν τα φυτά για να επιβιώσουν οι κρύες θερμοκρασίες αποτελούν απόδειξη της εξελικτικής τους ανθεκτικότητας. Αυτές οι προσαρμογές επέτρεψαν στα φυτά να αποικίσουν ένα ευρύ φάσμα οικοτόπων, από τις τροπικές έως την Αρκτική Tundra.