Élettani változások víz hiányában
A szárazságstressz első és legérzékenyebb jele a turgor csökkenése, és ezáltal a növekedési folyamatok, elsősorban a megnyúlásos növekedés lelassulása. A vízpotenciál csökkenése különbözőképpen érinti az egyes élettani folyamatokat. A megnyúlásos növekedést és a sejtfalképződést már a vízpotenciál 0,1 MPa-nyi visszaesése is gátolja, míg a fotoszintézist, a légzést, a prolin- és a cukorakkumulációt csak viszonylag erős, körülbelül 2 MPa vízpotenciál-csökkenés befolyásolja. Az abszcizinsav (ABA) képződése és akkumulációja már közepesnél gyengébb szárazságstressz esetén megfigyelhető, az ABA ebben az esetben stresszhormonként viselkedik. Bioszintézisét, legalábbis levélsejtekben, a vízvesztés következtében fellépő turgorcsökkenés váltja ki, és az ABA-szintézis meghatározó lépései a turgornyomástól függenek. Ezért a São Francisco folyó völgyében, ahol folyamatosan vita tárgya volt az ideális mennyiségű víz kiadása, végül gyakorlattá vált az abszcizinsav mérése, amiből megállapítható a kellő vízellátás.
Ha a turgornyomás nagymértékben csökken, akkor az éppen növekvő sejtek mérete kisebb marad. A növény külső megjelenését a sejtméret csökkenése attól függően befolyásolja, hogy a vízhiány mikor lép fel. Ha a növekedési ciklus kezdetén, akkor a levélfelület kisebb lesz, és ezáltal a szén-dioxid-felvétel az egész vegetációs periódusban alacsonyabb marad. Ha a turgor csökkenése a virágzáskor következik be, akkor kevesebb virág képződik.
A vízhiánynak a membránok szerkezetére és működésére gyakorolt gátló hatása a sejt szerkezetében is tükröződik. Enyhe vízhiány a mikrotestecskék szerkezetét bontja meg, aminek következtében fehérjebontó enzimek kerülnek a citoplazmába. A lipázok és proteázok jelenléte aztán más membránokat is károsít. A kloroplasztiszok és mitokondriumok szerkezete csak súlyosabb vízhiány esetén sérül.
A fotoszintézisre gyakorolt első hatás a sztómazáródás nyomán alakul ki, és a sejtközötti járatok szén-dioxid-koncentrációjának csökkenését okozza, ami a következő lépésben a fotolégzés serkentéséhez vezet. Ez akkor indul be, ha az oxigénhez képest kevés a szén-dioxid a sejtközötti járatokban, és a növény a már egyszer lekötött, hasznosított szén-dioxidot felszabadítja. Ha a fényintenzitás is elég nagy, akkor a fotorespiráció sem tudja hasznosítani az elektrotranszportlánc energiadús termékeit és fénygátlás következik be. A fénygátlás pedig a kloroplasztiszokban szabad gyökök fokozott képződését eredményezi.
A keményítő mobilizálódása a vízhiány egyik jellegzetes tünete, bár az egyszerű cukrok mennyisége nem mindig nő a keményítő csökkenésével, mivel azokat egy sor biokémiai folyamat felhasználja. Vízhiányban a szénhidrátok transzlokációja is általában mérsékelt, ugyanis a kisebb szén-dioxid-megkötés a levelekben és a fokozott légzés csökkenti a szacharózgradienst a termelő levelek és a felhasználás helyei között. A vízhiány hat a nitrogén-anyagcserére is. Lassul a nitrogén szállítása a gyökerekből a levelekbe, amellett, hogy a vízhiányos gyökerekben több nitrát és ammónia képződik, mint a vízzel jól ellátottakban. A vízhiány a proteinek hidrolízisével és szintézisük csökkenésével is együtt jár, amit a szabad aminosavak mennyiségének emelkedése és a proteintartalom visszaesése is tükröz.
Lakatos Tibor András,
Lakatos Bálint
