דער איינפלוס פון סביבה'דיקע פאקטארן אויף פלאנצן אטעמען
פלאַנצן רעספּיראַציע איז אַ וויכטיקער פיזיאָלאָגישער פּראָצעס וואָס דערמעגלעכט פלאַנצן צו באַקומען ענערגיע פֿאַר פֿאַרשידענע לעבנס-אַקטיוויטעטן, ווי וווּקס, צעל-טיילונג, נוטריאַנט-אַבסאָרפּציע, באַוועגונג פֿון סובסטאַנצן אין געוועבן, און רעפּאַראַציע פֿון צעל-שאָדן. ניט ווי פאָטאָסינטעז, וואָס פּראָדוצירט כעמישע ענערגיע אין דער פֿאָרעם פֿון גלוקאָזע מיט דער הילף פֿון ליכט, צעברעכט רעספּיראַציע אָרגאַנישע פֿאַרבינדונגען (בפֿרט גלוקאָזע) צו פּראָדוצירן גרינג-ניצלעכע ענערגיע (ATP). דער פּראָצעס פּאַסירט איבער דער גאַנצער פלאַנץ - וואָרצלען, שטאַמען, בלעטער, בלומען און פֿרוכט - און גייט ווײַטער איבערן טאָג און נאַכט. אָבער, די אינטענסיטעט פֿון רעספּיראַציע ווערייִרט; עס ווערט שטאַרק באַאײַנפֿלוסט פֿון סביבה-פֿאַקטאָרן. ענדערונגען אין טעמפּעראַטור, זויערשטאָף-פֿאַרפֿיגבאַרקייט, וואַסער, ליכט און אפילו באָדן-באַדינגונגען קענען ענדערן די ראַטע פֿון רעספּיראַציע, וואָס לעסאָף באַאײַנפֿלוסט פלאַנצן-געזונט און פּראָדוקטיוויטעט.
קורץ פארשטיין פלאנצן רעספּיראציע
אין פּשוטע ווערטער, קען מען צוזאַמענפאַסן אַעראָבישע רעספּיראַציע אין פלאַנצן אין דער פאלגענדער רעאַקציע:
גלוקאָזע + זויערשטאָף → קאַרבאָן דייאַקסייד + וואַסער + ענערגיע (ATP)
דער ATP וואָס ווערט פּראָדוצירט ווערט גענוצט פֿאַר מעטאַבאַלישע פּראָצעסן. אויב זויערשטאָף איז זייער באַגרענעצט, קענען פלאַנצן דורכגיין אַנעראָובישע רעספּיראַציע (פֿערמענטאַציע), אָבער דאָס גיט פיל ווייניקער ענערגיע און פּראָדוצירט אָפט שעדלעכע בייפּראָדוקטן מיט דער צייט. דעריבער, אַ סביבה וואָס שטיצט זויערשטאָף-פאַרפֿיגבאַרקייט און סטאַבילע מעטאַבאַלישע באַדינגונגען איז קריטיש פֿאַר רעספּיראַציע-עפֿעקטיווקייט.
1. טעמפּעראַטור: דער מערסט דאָמינאַנטער פאַקטאָר וואָס רעגולירט די רעספּיראַציע קורס
טעמפּעראַטור איז איינער פֿון די סביבה־פֿאַקטאָרן וואָס האָבן דעם שטאַרקסטן השפּעה אויף פלאַנצן־רעספּעראַציע. רעספּיראַציע איז אַ סעריע פֿון ענזימאַטישע רעאַקציעס; ווי רובֿ רעאַקציעס וואָס האָבן צו טאָן מיט ענזימען, טענדירט די רעספּיראַציע־ראַטע צו וואַקסן מיט דער העכערונג פֿון טעמפּעראַטור — ביז אַ געוויסן גרענעץ. טיפּישערווײַז קען אַ 10°C העכערונג אין טעמפּעראַטור פֿאַרגרעסערן די רעספּיראַציע־ראַטע מיט בערך צווייפֿאַך (דער Q10־קאָנצעפּט) אין פֿיל מינים, ספּעציעל אין דער טעמפּעראַטער טעמפּעראַטור־ראַם.
אבער, ווען די טעמפּעראַטורן איבערשטייגן דעם אָפּטימום, הייבן רעספּעראַטאָרישע ענזימען אָן צו פאַרלירן זייער סטרוקטור (דענאַטורירן), צעל מעמבראַנעס ווערן צעשטערט, און רעספּעראַטאָרישע ראַטעס קענען פאַרקלענערן אָדער ווערן נישט עפעקטיוו. ביי איבערגעטריבן הויכע טעמפּעראַטורן קענען פלאַנצן אויך דערפאַרן היץ דרוק, וואָס פאַרגרעסערט זייער ענערגיע דאַרף צו האַלטן צעל סטאַביליטעט. דער רעזולטאַט איז אַז קאַרבאָוכיידרייטן פּראָדוצירט דורך פאָטאָסינטעז ווערן שנעל אויסגענוצט פֿאַר רעספּעראַטאָריע, וואָס פאַרלאַנגזאַמט דעם וואוקס און פאַרקלענערט די גערעטעניש ייעלדס.
פארקערט, ביי טעמפּעראַטורן וואָס זענען צו נידעריק, פאַרקלענערט זיך די ענזיים אַקטיוויטעט, וואָס פאַרלאַנגזאַמט די אָטעמען. דאָס קען רעדוצירן די ענערגיע צושטעל פֿאַר מעטאַבאַלישע פּראָצעסן און שטערן דעם וואוקס. אין טראָפּישע פלאַנצן קענען קאַלטע טעמפּעראַטורן אפילו פאַראורזאַכן פיזיאָלאָגישע שאָדן ווייל זייערע ענזיים סיסטעמען זענען נישט צוגעפאסט צו נידעריקע טעמפּעראַטורן.
2. זויערשטאָף פאַרפֿיגבאַרקייט: באַשטימט אַעראָביק אָדער אַנעראָביק
זויערשטאָף איז נויטיק אין די לעצטע סטאַדיעס פון אַעראָבישער רעספּיראַציע, ספּעציעל אין דער עלעקטראָן טראַנספּאָרט קייט אין מיטאָטשאָנדריאַ. אויב גענוג זויערשטאָף איז בנימצא, פּראָדוצירן פלאַנצן גרויסע מאָסן פון ATP לעפיערעך עפֿעקטיוו. אָבער, אונטער געוויסע סביבה באַדינגונגען - אַזאַ ווי וואַסער-געלאָדענע ערד, באָדן קאָמפּאַקשאַן, אָדער שלעכטע דריינאַדזש - ווערט זויערשטאָף דיפוזיע אין דער ערד דראַסטיש רידוסט. זויערשטאָף-הונגערע וואָרצלען גייען דאַן איבער צו פֿערמענטאַציע (אַנאַעראָבישער רעספּיראַציע).
פערמענטאַציע פּראָדוצירט באַדייטנד ווייניקער ענערגיע, לאָזנדיק פלאַנצן מיט ווייניקער ATP פֿאַר אַקטיוון טראַנספּאָרט און נוטריאַנט אויפנעמען. דערצו, בייפּראָדוקטן ווי עטאַנאָל אָדער לאַקטיק זויער קענען זיך אָנקלייַבן און שאַטן וואָרצל צעלן. מיט דער צייט, וואָרצלען פוילן, וואַסער און נוטריאַנט אַבזאָרפּציע ווערט באַגרענעצט, בלעטער ווערן געל, און וווּקס שטעלט זיך אָפּ. דעריבער, געהעריק באָדן אַעראַציע און דריינאַדזש זענען שליסל צו מיינטיינינג נאָרמאַל וואָרצל אָטעמען.
3. וואַסער פאַרפֿיגבאַרקייט: דירעקטע און אינדירעקטע השפּעות
וואַסער אַפעקטירט פלאַנצן רעספּיראַציע סיי דירעקט און סיי אומדירעקט. אונטער באדינגונגען פון וואַסער מאַנגל (טריקעניש דרוק), טענדירן סטאָמאַטאַ צו פֿאַרמאַכן זיך צו רעדוצירן וואַסער פֿאַרלוסט דורך טראַנספּיראַציע. דערפֿאַר ווערט גאַז אויסטויש רעדוצירט און די צושטעל פון CO₂ פֿאַר פאָטאָסינטעז פֿאַרמינערט זיך. ווען פאָטאָסינטעז פֿאַרמינערט זיך, פֿאַרמינערט זיך אויך די צושטעל פון גלוקאָזע ווי אַ "ברענשטאָף" פֿאַר רעספּיראַציע. פֿון דער אַנדערער זײַט, קען טריקעניש דרוק פֿאַרגרעסערן ענערגיע באַדאַרפֿן פֿאַר פֿאַרטיידיקונג מעכאַניזמען, ווי די סינטעז פון אָסמאָליטעס און דרוק פּראָטעאינען. דערפֿאַר פּאַסירט אַן אומבאַלאַנס: רעספּיראַטאָרישע סאַבסטראַטן פֿאַרמינערן זיך, אָבער ענערגיע באַדאַרפֿן פֿאַרגרעסערן זיך.
אין באדינגונגען פון איבערוואסערונג (וואסערלאגינג), איז די הויפט פראבלעם נישט די איבעריגע וואסער אליין, נאר גיכער דער מאנגל אין זויערשטאף, ווי פריער דערקלערט. וואסערלאגע באדן טריגערט אנאעראבישע רעספּיראציע אין די ווארצלען און רעדוצירט די עפעקטיווקייט פון ענערגיע פראדוקציע.
4. ליכט: אומדירעקט אָבער זייער איינפלוסרייך
אָטעמען דאַרף נישט דירעקט ליכט, אָבער ליכט השפּעהט אויף אָטעמען דורך פאָטאָסינטעז. בעתן טאָג פּראָדוצירט פאָטאָסינטעז גלוקאָזע, וואָס קען ווערן גענוצט ווי אַ סאַבסטראַט פֿאַר אָטעמען. העכערע ליכט אינטענסיטעט (ביזן אָפּטימאַלן לעוועל) פאַרגרעסערט בכלל פאָטאָסינטעז, מאַכנדיג מער קאַרבאָוכיידרייטן בנימצא פֿאַר אָטעמען און וווּקס.
אבער, איבערגעטריבענע הויכע ליכט אינטענסיטעט קען אויך פאראורזאכן ליכט סטרעס און פארגרעסערן די פארמאציע פון פרייע ראדיקאלן. כדי צו באקעמפן אקסידאטיוו שאדן, דארפן פלאנצן צוגעלייגטע ענערגיע, אזוי קען זייער אטעמען ראטע פארגרעסערן אין רעאקציע צו סטרעס. דערצו, ביינאכט, ווען פאָטאָסינטעז איז נישטא, פארלאזן זיך פלאנצן אינגאנצן אויף קארבאהידראט רעזערוון פאר אטעמען. אזוי, באשטימט די ליכט סביבה אויך ענערגיע סטאָרידזש און נוצן סטראַטעגיעס.
5. קאַרבאָן דייאַקסייד (CO₂) קאָנצענטראַציע און סאַבסטראַט וואָג
כאָטש CO₂ איז אַ פּראָדוקט פֿון רעספּיראַציע, קען זײַן קאָנצענטראַציע אין דער סבֿיבֿה אַפֿעקטירן דעם מעטאַבאַלישן באַלאַנס פֿון געוויקסן. אין גרינכאַוזעס, פֿאַרגרעסערט אָפֿט דערהויבענע CO₂ די פֿאָטאָסינטעז, וואָס פֿאַרגרעסערט קאַרבאהידראַט רעזערוון, וואָס אין דער ריי קען פֿאַרגרעסערן רעספּיראַציע צו שטיצן שנעלן וואוקס. אָבער, אונטער געוויסע באַדינגונגען, קען אַ הויכע CO₂ אַקיומיאַליישאַן אין פֿאַרמאַכטע פּלעצער שטערן גאַז וועקסל און אַפֿעקטירן געוועב pH אָדער מעטאַבאַלישע ראַטעס. די עפֿעקטן פֿאַרשיידן זיך לויטן מינים און אַנדערע סבֿיבֿה באַדינגונגען ווי טעמפּעראַטור און וואַסער פֿאַרפֿיגבאַרקייט.
דאָס וויכטיקסטע איז די באַציִונג צווישן פאָטאָסינטעז און רעספּיראַציע: ווען דער סאַבסטראַט (גלוקאָז) איז שעפעדיק, קען רעספּיראַציע פאָרגיין אינטענסיווער; ווען דער סאַבסטראַט איז אויסגעשעפּט, פאַרקלענערט זיך רעספּיראַציע אָדער די פלאַנץ הייבט אָן צו נוצן אַנדערע רעזערוון ווי שטאַרקע, פעט, אָדער אפילו צעברעכט פּראָטעאינען אונטער באַדינגונגען פון שווערן דרוק.
6. נוטריאַנטן און באָדן באדינגונגען: ווירקן אויף וואָרצל מעטאַבאָליזם
מינעראַלע נוטריאַנטן ווי שטיקשטאָף, פאָספאָר און קאַליום ווירקן אויף רעספּיראַציע ווייל זיי זענען ינוואַלווד אין דער פאָרמירונג פון ענזימען, ATP און ענערגיע-טראָגנדיקע מאָלעקולן. פאָספאָר מאַנגל, למשל, שטערט ATP פאָרמירונג, מאַכנדיג ענערגיע פּראָצעסן נישט עפעקטיוו. שטיקשטאָף מאַנגל שטערט פּראָטעין סינטעז, אַרייַנגערעכנט רעספּיראַטאָרישע ענזימען, וואָס קענען פאַרמינערן רעספּיראַציע ראַטעס און פאַרהאַלטן וווּקס.
אין צוגאב צו נוטריאַנטן-פאַרפֿיגבאַרקייט, באָדן pH און זאַלץ-געשטיצטע אינהאַלט באַאיינפֿלוסן אויך רעספּיראַציע. באָדן וואָס איז צו זויער אָדער צו אַלקאַליין קען פאַרהיטן נוטריאַנטן-אויפֿנאַם און אונטערדריקן וואָרצל-אַקטיוויטעט. הויכע זאַלץ-געשטיצטע אינהאַלט טריגערט אָסמאָטישן דרוק; פלאַנצן דאַרפן נאָך ענערגיע צו האַלטן די יאָן און וואַסער וואָג, וואָס קען פאַרגרעסערן רעספּיראַציע, אָבער וווּקס בלייבט אָפט רידוסט ווייַל מער ענערגיע ווערט גענוצט פֿאַר איבערלעבן ווי פֿאַר בויען ביאָמאַסע.
השפּעה פון ענדערונגען אין רעספּיראַציע אויף וווּקס און טראָגן
ווען סביבה'דיקע פאקטארן פארגרעסערן אטעמען איבערגעטריבן—למשל, הויכע טעמפעראטורן אדער זאלץ-שטרעס—קענען פלאנצן דערפארן קארבאהידראט "אפפאל", ווייל ענערגיע באשטימט פאר וואוקס ווערט גענוצט פאר אויפהאלטונג. פארקערט, איבערגעטריבן נידריגע אטעמען צוליב קאלטע טעמפעראטורן אדער זויערשטאף-דעפריוואציע פארקלענערט די צושטעל פון ATP פאר וויכטיגע אקטיוויטעטן. ביידע עקסטרעמען זענען שעדלעך. אן אפטימאלע באלאנס צווישן פאטאסינטעז (ענערגיע אריינגאבע) און אטעמען (ענערגיע אויסגאבע) איז שליסל צו פלאנצן פראדוקטיוויטעט.
קלאָוזינג
פלאַנצן רעספּיראַציע איז אַ פּראָצעס וואָס איז שטאַרק אָפענגיק אויף דער סביבה. טעמפּעראַטור באַשטימט די ראַטע פון ענזימאַטישע רעאַקציעס; זויערשטאָף רעגולירט די עפעקטיווקייט פון ענערגיע פּראָדוקציע; וואַסער השפּעה אויף זויערשטאָף אַוויילאַביליטי און פיזיאַלאַדזשיקאַל באדינגונגען; ליכט באַשטימט די צושטעל פון סאַבסטראַטן דורך פאָטאָסינטעז; בשעת CO₂, נוטריאַנץ, זאַלץ און באָדן pH ביישטייערן צו די אַלגעמיינע מעטאַבאַליק באדינגונגען. פֿאַרשטיין דעם השפּעה פון סביבה פאַקטאָרן אויף רעספּיראַציע העלפּס אונדז ימפּלאַמענטירן מער פּאַסיק קולטיוואַציע פּראַקטיקעס, אַזאַ ווי יראַגיישאַן און דריינאַדזש פאַרוואַלטונג, באַלאַנסט פערטיליזאַטיאָן, גרין הויז טעמפּעראַטור רעגולאַציע און די סעלעקציע פון אַדאַפּטיוו ווערייאַטיז. אויף דעם וועג, פלאַנצן קענען דורכפירן רעספּיראַציע עפעקטיוו און דערגרייכן אָפּטימאַל וווּקס און פּראָדוקטיוויטי.
