Stress

Stress (l. stringere - drivende kraft) - Med stress menes avvik fra optimale livsbetingelser. Stress er betingelser i omgivelsne som hemmer vekst, reproduksjon og overlevelse. Suboptimale vekstforhold betyr nødvendigvis ikke et stress. Et biologisk stress er en påvirkning og påkjenning som hemmer normal funksjon. Plantene kan tilpasse seg stress ved forsøke å unngå det eller ved å tåle det.

Plantene utsettes for svingninger i det ytre miljø og har gjennom evolusjon tilpasset seg abiotisk og biotisk stress, Stress er ytre faktorer som har negativ påvirkning på plantevekst. Planter blir utsatt for stress forårsaket av det ytre miljø. Stresstoleranse er plantenes evne til å hanskes med ugunstige miljøforhold. Noe som representerer et stress for en art behøver ikke gi stress hos en annen adaptert art. Eksempler på stress er høyt saltinnhold i jorda, kulde og frost, høy temperatur, oksygenmangel i jorda, lav eller høy pH, næringsmangel, luftforurensninger, plantepatogener, herbivore dyr og tungmetaller. Det kan være felles respons på forskjellige stress. Froststress kan gi osmotisk stress. Vannmangel kan gi varmestress i skuddet og saltstress for røttene.  En plante er aklimatisert eller herdet hvis stresstoleransen øker som resultat av prosesser før stresset. Adapsjon er en genetisk bestemt tilpasning i fysiologi, biokjemi, anatomi og morfologi ervervet gjennom seleksjon og evolusjon gjennom mange generasjoner. Adapsjon gir tilpasning til voksestedet. Planter har mekanismer som gir stor fleksibilitet til å takle forskjellige typer stress. Krysstoleranse vil si at toleranse for et stress induserer aklimatisering for et annet stress samtidig. Dyrefysiologen Victor E. Shelford kom med en toleranselov for utbredelse som sa at utbredelsen bestemmes av den omgivelsesfaktor som organismen har minst toleranse for. Det er ikke lett å bestemme toleransegrenser. Organismenes fysiologi sørger for å opprettholde et relativt stabilt og konstant indre miljø (homeostase), og virker som en buffer mot endringer. Fysiologiske prosesser skjer med forskjellig hastighet ved forskjellig temperatur. Noen arter har brede toleransegrenser (eury, gr. eurys - bred,vid) og noen har smale (steno, gr. stenos -smal). Aklimatisering er tilpassing til endringer i fysisk-kjemiske miljøet.

Følgende antas å representere et stress for plantene: Høy temperatur (varmestress), lav temperatur (frost, kulde) (froststress, kuldestress), tørke (tørkestress), overskudd av vann, anaerobe forhold for røttene, høyt saltinnhold i jorda (saltstress), vind- og mekanisk stress (vind)høy solinnstråling (lysstress, fotoinhibering) og UV-stråling (UV-stress), næringsmangel eller for mye næring (næringsstress), sykdomsfremkallende organismer, tungmetaller (tungmetallstress), luftforurensninger og sprøyting (pestisider). Naturlig aldring respresenterer ikke et stress.  Adapsjon er en arvelig tilpasning til et stressfylt miljø f.eks. CAM-metabolisme som kan skifte til C3-metabolisme under gode vannforhold. Akklimatisering er en ikke-arvelig fysiologisk tilpasning. Prosessen hvor akklimatiseringen skjer til et stress kalles herding, og en akklimatisert plante kan kalles herdet. Ytre påvirkning kan gi epigenetiske endringer i genomet.

Under stress kan det lages spesielle metabolitter i plantene f.eks. stressaminosyren prolin, betainer, fytoaleksiner, stressproteiner, varmesjokkproteiner, ubiquitin, og chaperoner.

Stoffer som lages i planter ved stress

Stress oppstår når miljøfaktorer går utover toleransegrensene for planten. Alle organismer unngår stress eller har evne til å tåle stress forårsaket av indre eller ytre faktorer. Organismene tilpasser seg endringer i miljøet ved akklimatisering og herding. Artens tilpasnng (adapsjon, adaptasjon) skjer via evolusjon og naturlig seleksjon over korte eller lengre tidsperioder.Stress er ytre ugunstige faktorer som påvirker vekst, utvikling og produktivitet.

Biotisk stress skyldes andre organismer.

Abiotisk stress kommer fra det fysisk/kjemiske miljø. Forskjellige genotyper/økotyper har forskjellig evne til å tåle stress. Vekststrategien som benyttes er å tåle stresset eller å unngå det.  Flere faktorer avgjør hvordan en plante vil respondere på stress: genotype, utviklingsstadium, varighet og alvorlighetsgrad av stresset, hvor mange ganger planten blir utsatt for stress, additive og synergistiske effekter av stress. Planten har forskjellige responser på stress, og manglende evne til å respondere kan medføre at planten dør. Stress registreres av reseptorer i planten, og via en signaloverføringsvei blir resultatet en respons på celle- og gennivå, med metabolske endringer. Adapsjon er evolusjonsmessige forbedringer som øker tilpasningen. Akklimatisering er tilpasninger som hvert individ gjør som respons på endringer i omgivelsene.

Reseptorer i planter

Planter inneholder reseptorer som gir informasjon om abiotiske og biotiske ytre faktorer.

Plantene registrerer informasjon om omgivelsesfaktorene via et nettverk av signalveier. Reseptorer (mottakermolekyler) som reseptor kinaser overfører signaler via membranproteiner, G-proteiner som gjennomgår konformasjonsendringer, protein kinaser (fosforylering av hydroksylgrupper på aminosyrene serin, threonin og tyroson via overføring av gamma-fosfat fra ATP), samt åpning eller lukking av av ionekanaler. G-proteinkoblete reseptorer bindes til heterotrimere G-proteiner, og avkobles ved binding av ligander. Signalet forsterkes i en signalkaskade med syklisk GMP (cGMP), endring i kalsiumkonsentrasjon og binding til kalmodulin, inositoltrifosfat, reaktive oksygenforbindelser, 14-3-3-proteiner, og små RNA (mikro-RNA (mi-RNA), siRNA)

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:52 - Sist endret 1. apr. 2019 16:14