1。水の可能性とターゴール圧力:
* ターゴール圧力の喪失: 植物細胞は、細胞膜を細胞壁に押し付ける圧力を維持するために、外部環境と比較して細胞内の高い水位に依存しています。水が不足すると、細胞内の水の可能性が減少し、乱流が失われます。これにより、葉や茎がしおれて垂れ下がっています。
* 血漿膜の完全性: ターゴール圧の喪失は、原形質膜の完全性にも影響を及ぼし、透過性が高く、損傷を受けやすくなります。
2。細胞の代謝と光合成:
* 光合成の減少: 水は光合成に不可欠です。光合成は、植物が日光をエネルギーに変換するプロセスです。 水が少ないと、光合成の速度は大幅に遅くなります。これはいくつかの要因によるものです。
* 気孔閉鎖: 水を節約するために、植物は気孔、ガス交換を可能にする葉の小さな毛穴を閉じます。これは、光合成に必要な二酸化炭素の摂取量を制限します。
* ATP生産の減少: 水は、ATP(エネルギー通貨)の生成を担当する葉緑体の電子輸送鎖にとって重要です。 十分な水がなければ、ATPの生産は減少し、光合成プロセス全体に影響を与えます。
* 酵素活性の低下: 光合成を含む細胞プロセスに関与する多くの酵素には、適切な機能のために水が必要です。 水の剥奪は、酵素活性の低下につながり、代謝をさらに妨げる可能性があります。
3。細胞のシグナル伝達とストレス反応:
* ストレスホルモン産生: 植物は、水ストレスに応じてアブシジン酸(ABA)などのホルモンを産生します。 ABAは次のようなさまざまな応答をトリガーします。
* 気孔閉鎖: 上記のように、これは水を節約するのに役立ちます。
* ルート成長規制: ABAは根の成長を促進し、植物が水源をより効果的に検索できるようにします。
* 遺伝子発現の変化: ABAは、干ばつ耐性に関与する特定の遺伝子を活性化し、細胞プロセスに影響を与えてストレスに対処します。
* 反応性酸素種(ROS)蓄積: 水ストレスが持続すると、細胞は活性酸素種(ROS)を生成します。これは、細胞成分を損傷する可能性のある高度に反応性のある分子です。これは酸化ストレスに寄与し、水剥離の悪影響をさらに悪化させます。
4。細胞死と植物の減少:
* プログラムされた細胞死(アポトーシス): 水ストレスが続く場合、細胞はプログラムされた細胞死(アポトーシス)を受けて、植物へのさらなる損傷を防ぐことができます。これは、葉と根の脱落につながる可能性があり、最終的に植物全体の生存に影響します。
最終的に、細胞損傷の重症度は、水ストレスの程度と期間に依存します。 軽度の脱水は可逆的になる可能性がありますが、長期にわたる水の剥離は、不可逆的な損傷と最終的に死につながる可能性があります。
注: 植物は水ストレスに対処するためにさまざまなメカニズムを進化させましたが、これらの適応には制限があります。健康と活力を確保するために、植物に適切な水を提供することが重要です。