Kutsaduraren eragina landareen fotosintesian
Fotosintesia oinarrizko prozesua da, landareei karbono dioxidotik (CO₂) eta uretatik (H₂O) elikagaiak (glukosa) ekoizteko aukera ematen diena, eguzki-argiaren laguntzarekin. Prozesu honek ez ditu landareen hazkuntza eta produktibitatea zehazten bakarrik, baita ekosistemen oreka mantentzen ere oxigenoa askatuz. Hala ere, industria-jarduerek, garraioak, hondakinen errausketak eta baso-suteek eragindako airearen kutsadura handitzeak benetako mehatxu bihurtu da fotosintesiarentzat. Kutsatzaile batzuek argiaren xurgapena galarazi, hostoen egitura kaltetu, estomak eten eta kloroplastoen barruko erreakzio kimikoak ere eten ditzakete. Artikulu honek kutsadurak landareen fotosintesian nola eragiten duen , inplikatutako mekanismoak eta ekosistemetan eta nekazaritzan duen eragina aztertzen du.
Fotosintesia eta bertan eragiten duten faktoreak
Laburbilduz, fotosintesia bi erreakzio multzotan gertatzen da: argi-erreakzioak (argiaren menpe daudenak) eta Calvin zikloa (CO₂ erabiltzen duena konposatu organikoak eratzeko). Fotosintesiaren abiadura hainbat faktore gakok eragiten dute, hala nola argiaren intentsitatea, tenperatura, uraren erabilgarritasuna, CO₂ kontzentrazioa eta hostoen egoera fisiologikoa. Kutsadurak faktore horietako bat edo gehiago aldi berean eten ditzake. Adibidez, hauts-partikulek hostoek jasotzen duten argi-kopurua murriztu dezakete, eta ozonoa (O₃) eta sufre dioxidoa (SO₂) bezalako gas toxikoek hosto-ehuna kaltetu eta klorofilaren eraginkortasuna murriztu dezakete.
Fotosintesia gehien eragiten duen kutsadura mota
Fotosintesia eragiten duen kutsadura honako hauetan bana daiteke: airearen gas-kutsadura, partikula-kutsadura eta atmosferan erreakzio kimikoetatik sortutako bigarren mailako kutsatzaileak.
1. Ozono troposferikoa (O₃)
Behe atmosferako ozonoa nitrogeno oxidoen (NOx) eta konposatu organiko lurrunkorren (KOL) erreakzioaren bidez sortzen da eguzki-argiaren aurrean. O₃ landareentzat kutsatzaile kaltegarrienetako bat da, oso erreaktiboa delako.
2. Sufre dioxidoa (SO₂)
Oro har, sufrea duten erregai fosilen errekuntzatik sortua, hala nola ikatza eta olio batzuk, SO₂ hostoetara sartu eta metabolismoa eten dezake.
3. Nitrogeno dioxidoa (NO₂)
NO₂-k, neurri handi batean, ibilgailu motordunek eta zentral elektrikoek sortzen dute, eta hosto-ehunak kaltetu ditzake, eta ozono-eraketari ere laguntzen dio.
4. Partikulak (PM10 eta PM2.5) eta hautsa
Partikula finak hostoaren gainazalean itsats daitezke, estomak itxiz eta argiaren sartzea eragotziz.
5. Metal astunak eta beste kutsatzaile batzuk
Industria edo meategi eremuetan, landareak metal astunen eraginpean egon daitezke hauts metaketaren edo lurzoruaren kutsaduraren bidez. Lurzoruaren baldintzekin lotuta egon arren, metal astunen metaketak klorofila eraketa eta fotosintesi entzimak eten ditzake.
Kutsadura-mekanismoek fotosintesia inhibitzen dute
1. Estomen itxiera eta gasen trukearen etenaldia
Estomak gas-trukerako "ate" gisa funtzionatzen dute: CO₂ sartzen da fotosintesia egiteko, eta oxigenoa eta ur-lurruna irteten dira. Kutsadurak estomak ixtea eragin dezake babes-erantzun gisa. Estomak ixten direnean, CO₂ xurgapena gutxitzen da, fotosintesia motelduz. Gainera, itsatsitako hauts-partikulek estomak fisikoki blokeatu ditzakete, gas-trukea etenez, landareak irekita mantendu nahi dituenean ere.
2. Klorofilaren kaltea eta argiaren xurgapenaren murrizketa
Kutsatzaile batzuek klorofila degradatzea eragiten dute edo haren eraketa inhibitzen dute. SO₂-k, adibidez, klorosia (hostoen horitzea) eragin dezake, klorofila gutxiko seinale. Klorofila gutxiago dutenez, hostoek ezin dute argi-energia modu optimoan harrapatu, eta horrek argiaren menpeko erreakzioak ahultzen ditu.
Gainera, hauts edo kedar partikulek geruza bat sor dezakete hostoen gainazalean. Geruza honek ehun fotosintetikoetara iristen den argi-intentsitatea murrizten du, eta horrela energia-ekoizpena (ATP eta NADPH) murrizten du.
3. Estres oxidatiboa eta zelulen kaltea
O₃-k eta beste kutsatzaile erreaktibo batzuek erradikal askeak (oxigeno espezie erreaktiboak/ROS) sor ditzakete hosto-ehunean. ROS kalteak zelula-mintza, proteinak eta pigmentu fotosintetikoak. Kloroplasto mintzari kalte egiteak zuzenean murriztu dezake fotosistema II-ren eraginkortasuna, argiaren menpeko erreakzioen osagai gakoa. Horrek ez du fotosintesiaren tasa murrizten bakarrik, baita hostoen zahartzea bizkortzen eta hazkundea murrizten ere.
4. Metabolismoan eta entzimen jardueran izandako aldaketak
Fotosintesia entzimetan oinarritzen da, RuBisCO barne, zeinak Calvin zikloan CO₂ finkatzean zeregina duen. Kutsatzaileen eraginpean kronikoak entzima hauen jarduera alda dezake zeharka, adibidez, zelulen pH-aren aldaketen, proteinen kalteen edo energia-horniduraren etenaren bidez. Ondorioz, argi nahikoa dagoenean ere, landareek ez dute CO₂ azukre bihurtzeko modu eraginkorrean prozesatu.
5. Euri azidoa eta zeharkako kalteak
SO₂ eta NOx-ek erreakzionatu dezakete azido sulfurikoa eta nitrikoa sortzeko, eta hauek euri azido gisa erortzen dira. Euri azidoak ez ditu hostoen gainazalak kaltetzen bakarrik, baita lurzoruaren pHa aldatzen du, mantenugai batzuk disolbatzen ditu eta metal astunen disolbagarritasuna handitzen du. Magnesioa (klorofilaren osagaia) edo nitrogenoa bezalako mantenugai esentzialen gabezia duten landareek fotosintesia gutxituko dute pigmentu eta entzimen eraketa okertzen delako.
Landareetan kutsaduraren eraginpean egotearen ondoriozko sintomak
Kasu askotan, kutsaduraren eragina bisualki ikus daiteke. Sintoma ohikoenetako batzuk hauek dira:
– Klorofila gutxitzeagatik klorosia (hostoen horitzea).
– Nekrosia (orban marroiak/ehunen heriotza), batez ere ozonoaren eraginpean.
– Hazkunde moteldua, hosto txikiagoak eta biomasa murriztua.
– Landatutako laboreen errendimenduaren jaitsiera, adibidez, gari, soja, arroza edo barazkien uzta.
– Zahartze goiztiarra eta hostoen erorketa azkarragoa, eta horrek landarearen fotosintesi gaitasuna murrizten du denboraldi osoan zehar.
Hala ere, ez dira eragin guztiak berehala agerikoak. Esposizio txikia baina luzea bada, fotosintesia gutxitzea gerta daiteke sintoma nabarmenik gabe, eta soilik nabarmena izango da produktibitatea edo landareen lehortearekiko eta izurriteekiko erresistentzia murriztua dela eta.
Ekosistemetan eta nekazaritzan duen eragina
Fotosintesiaren beherakadak ondorio larriak ditu. Ekosistemaren eskalan, lehen mailako produktibitatea gutxitzen da, eta horrek eragina du elikadura-katean, energia-sarrera murriztu delako. Ahuldutako basoak eta landaredia zaurgarriagoak dira gaixotasunekiko eta klima-aldaketarekiko. Gainera, fotosintesia eskualdeka gutxitzen bada, landarediak CO₂ xurgatzeko duen gaitasuna ere murrizten da, eta horrek areagotu egin dezake atmosferan berotegi-efektuko gasen metaketa.
Nekazaritzan, eraginak zuzenean eragiten die uztaren errendimenduari eta produktuen kalitateari. Fotosintesi egiteko gai ez diren landareek karbohidrato gutxiago ekoizten dituzte, eta ondorioz, fruituen, hazien edo tuberkuluen tamaina murriztuko da. Kutsadurak beste ingurumen-estres batzuk ere areagotu ditzake, hala nola lehortea. Estomak kutsatzaileak blokeatzeko ixten direnean, uraren erabileraren eraginkortasuna murrizten da, eta horrek zailagoa egiten die landareei baldintza lehorretara egokitzea.
Fotosintesian kutsaduraren eragina murrizteko ahaleginak
Arazo honi aurre egiteko behetik gorako ikuspegia behar da:
1. Isurketa gutxiko garraioaren, energia berriztagarrien eta industria-kontrolen bidez isurketak murriztea.
2. Kutsadurari aurre egiten dioten espezieekin hiri-berdetzeak partikulak iragazten eta tokiko kutsatzaile-mailak murrizten lagun dezake.
3. Industria-eremuen edo errepide nagusien inguruan landare-babesleak ezartzea, nekazaritza-lurren eragin zuzena murrizteko.
4. Kutsadurarekiko erresistenteak diren landareak haztea, adibidez, antioxidatzaile-sistema sendoagoak edo estoma egokitzaileagoak dituzten barietateak.
5. Hostoen zaintza egokia eta ureztatzea zenbait laboretan (adibidez, negutegietan edo eremu intentsiboetan) hauts-pilaketa minimizatzeko eta estresa murrizteko.
Ondorioa
Airearen kutsadurak eta kutsatzaileen metaketak mehatxu larriak dira landareen fotosintesiarentzat. Estomen itxiera, klorofila eta kloroplastoen kaltea, estres oxidatiboa eta zeharkako efektuak, hala nola euri azidoa eta mantenugaien etenaldia, bezalako mekanismoen bidez, kutsadurak fotosintesi-tasak nabarmen murriztu ditzake. Eraginak landareen hazkunde murriztutik hasi eta ekosistemaren eta nekazaritzaren produktibitatearen kaltera bitartekoak dira. Fotosintesia Lurrean bizitzaren oinarria denez, kutsadura kontrolatzeko ahaleginak funtsezkoak dira ez bakarrik gizakien osasunerako, baita ingurumenaren iraunkortasunerako eta elikagaien segurtasunerako ere.
