بررسی آلودگی هوای تهران بر میزان تخریب DNA گیاهان مختلف – جلسه دوم

اهداف جلسه:

1- اثرات آلودگی هوا بر روی گیاهان
2- تغییرات حاصل شده بر گیاهان در اثر آلودگی
3- اثر آلاینده‌های محیطی
4-  اثرات آلودگی بر جوامع گیاهی

1-2) اثرات آلودگی هوا بر روی گیاهان 

اثر آلاینده های هوا بر روی گیاهان از مدت ها قبل شناخته شده است. اولین بار دو محقق آلمانی بنام های شودر و روس ثابت کردند که تخریب جنگل های منطقه گوسلار درهانوفر آلمان به علت دودهای حاصل از صنایع است . خسارت آلودگی هوا بر گیاهان، درختان و محصولات کشاورزی پدیده ایست که طی ۲۵ سال گذشته تحقیقاتی در مورد خسارت اوزون روی محصولات کشاورزی به خصوص سه محصول زراعی ذرت – سویا و پنبه در آمریکا انجام شده است. در این تحقیقات با نصب اتاقک هایی در سطح مزارع و کنترل مقدار اوزون، میزان خسارت این گاز را بر روی محصولات کشاورزی سالیانه ۶/۱ میلیارد دلار بر آورد شده است.

افزایش آلاینده های موجود در هوا منجر به کاهش گل دهی، میوه دهی و در نهایت مسمومیت درختان می شوند، به این ترتیب آلاینده اوزون می تواند باعث کاهش فتوسنتز، کاهش سطح برگ، کاهش امکان بهره وری از آب و کاهش گل و میوه در گیاه می شود.
تحقیقات متخصصان محیط زیست نشان می دهد که آلودگی هوا منجر به کوتاهی قد درختان می شود. کاهش رشد درختان بیشتر بر اثر گازهای اکسید نیتروژن و دی اکسید گوگرد است که بارش باران های اسیدی را منجر می شود و رشد گیاه و درخت را مختل می کند.
بیش از ۷۰ درصد درختان واقع در حاشیه بزرگراه های در تهران بدلیل انباشت از ذرات زیان بار روی شاخ و برگ شان در حالت نیمه خشک قرار دارند. با توجه به اقلیم تهران بتدریج گونه های گیاهی از پهن برگ به سوزنی برگ تغییر شکل یافته اند.

2-2) تغییرات حاصل شده بر گیاهان در اثر آلودگی

الف) مرگ سلول
اولین نشانه های قابل رویت روی برگ های سالم به صورت خیس خوردن و یا کبود شدگی یا لهیدگی ظاهر می شود. بخش های تحت تأثیر قرار گرفته، خشک شده و خصوصیات سمیت ماده آلاینده به صورت نکروز (بافت میری) ظاهر می شود. به عبارت دیگر، بافت های گیاهی می میرند. شاید بیشترین و شدیدترین نکروز در اثر مسمومیت حاصل از فلوراید باشد و اثر گاز به صورت صدمات قابل رؤیت در حاشیه برگ ها و یا نوک برگ ها بروز می کند. 

ب) کلروز و سایر تغییر رنگ ها
کلروز به معنی از بین رفتن و یا کاهش رنگدانه های سبز گیاهی است که منجر به زرد شدن بافت گیاهی می شود. کلروفیل از ویژگی های عام گیاهان است و نتیجه از بین رفتن کلروفیل به صورت رنگ پریدگی، از بین رفتن رنگ سبز و زرد شدن ظاهر می شود. بافت های گیاهی که در اثر مواد آلاینده هوا صدمه می بینند، اغلب دارای رنگ مشخصی هستند. رنگ باختگی در اثر دی اکسید گوگرد، زرد شدن در اثر آمونیاک و قهوه ای شدن برگ ها در اثر فلوراید از جمله اثرات مواد آلاینده می باشد. نقره ای یا برنزه شدن سطح زیرین بعضی از برگ ها نیز قابل ذکر است. هم چنین اثر آلودگی هوا می تواند به صورت علائم برفکی و یا نقطه نقطه شدن رویه فوقانی برگ نیز ظاهر شود.

ج) رشد غیرطبیعی یا کاهش رشد
اگرچه برای کاهش رشد گیاهان در اثر آلودگی هوا دلائل کافی وجود دارد، اما تغییرات رشد نسبت به مواد آلاینده کمتر مورد توجه قرار گرفته است. مثلاً بررسی ها در مورد درخت کاج نقره ای نشان می دهد که در اثر آلودگی هوا، ایروسل های اسید سولفوریک با ذرات هوا باعث رشد غیرطبیعی گیاه شده و رشد طولی را در جوانه ها کاهش می دهد.

د) اثر آلاینده های هوا بر پروسه های بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی
گزارش های متعددی در زمینه تأثیر فلوراید، اوزون و پان روی فرآیندهای فیزیولوژیکی نظیر فتوسنتز، تأثیر روی روزنه ها و تغییرات آن در رابطه با میزان آب و فعالیت های متابولیسمی مانند سیستم آنزیمی گیاهان، مراحل سوخت و ساز، ساختمان سلولی و بافت های گیاهی وجود دارد.  بررسی ها نشان می دهد که دی اکسید گوگرد بدون اینکه آسیب قابل رؤیتی به جای گذارد، باعث کاهش فتوسنتز در گیاهان می شود. نتایج مشابه در مورد پان، اوزون، اکسید نیتریک (NO)  و دی اکسید نیتروژن نیز وجود دارد.

3-2) اثر آلاینده‌ های محیطی

اثر محیطی مواد شیمیایی به غلظت آن ها در محیط و یا میزان دریافت و تجمع‌شان توسط موجود زنده بستگی دارد. عوارض ناشی از آلاینده‌ها ممکن است از نظر وسعت محدوده‌ای که اشغال می‌کنند، بسیار متفاوت باشند: 
بعضی از عوارض، بسیار محدود (محلی) هستند یعنی اثر محیطی آلاینده به نواحی مجاور و نزدیک، مثلا یک معدن قدیمی، محدود می‌شود.
بعضی دیگر از عوارض، منطقه‌ای هستند و در نتیجه جابجایی وسیع آلاینده‌ها ایجاد می‌شوند مثل باران اسیدی.
بالاخره برخی دیگر، جهانی هستند مثل تجمع دی‌اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه‌ای در جو کره زمین یا اثر تغییرات لایه اوزون بر میزان تابش پرتوهای فرابنفش.
تاثیرات آلاینده‌ها از نظر مدت زمان نیز بسیار متفاوتند. برای مثال بعضی از عوارض در نتیجه آزاد شدن ناگهانی مقدار زیادی آلاینده در محیط ایجاد می‌شوند که ممکن است موجب اثری آنی شده، سپس و بتدریج بهبود یابد، در حالی که بعضی دیگر از تاثیرات محیط ، نتیجه تجمع تدریجی انبوهی از آلاینده‌ها، طی سال ها یا حتی دهه‌ها هستند.

4-2) اثر آلودگی هوا بر جوامع گیاهی

میزان دریافت آلاینده‌ها تا حد زیادی به غلظت آلاینده در محیط و مدتی که گیاه در معرض آن قرار می‌گیرد بستگی دارد. البته گاهی ممکن است آلاینده در محیط وجود نداشته باشد ولی بطور فعال توسط گیاه جذب نشود. برای مثال، گیاهان جذب اکثر آلاینده‌های هوا را از طریق روزنه‌ها، کنترل و محدود می‌کنند.

عوامل درونی گیاه
گونه‌های مختلف گیاهی، عکس‌العمل ها و میزان حساسیت متفاوتی نسبت به آلاینده‌ها دارند، علاوه بر این بین افراد یک گونه نیز، تنوع ژنتیکی قابل توجهی در این زمینه وجود دارد. این تفاوت ها عمدتا به توانایی گیاه در محدود کردن جذب آلاینده و یا در صورت جذب آن، به سم زدایی، سوخت و ساز و دفع سم مربوط می‌شود. علاوه بر ژنوتیپ، عوامل دیگری از قبیل سن گیاه و مرحله رشد آن نیز درعکس‌العمل گیاه از قبیل سن گیاه و مرحله رشد آن در عکس‌العمل گیاه نسبت به آلاینده، موثرند.

عوامل محیطی
شرایط محیطی به روش های مختلفی در عکس‌العمل گیاه نسبت به آلاینده‌ها تاثیر دارند. اولا، شرایط محیطی می توانند میزان جذب آلاینده را کاهش دهند. برای مثال، کم آبی خاک موجب بسته شدن روزنه ها و به دنبال آن کاهش جذب آلاینده‌های هوا می‌شود. ثانیا، عوامل محیط ممکن است توانایی گیاه را در سم‌زدایی کاهش دهند.
مثلا دی‌اکسید سولفور در شرایطی که دما یا نور محیط کم است، سمیت بیشتری برای گیاه دارد. ثالثا، قرار گرفتن در معرض آلاینده‌ها ممکن است تغییرات مورفولوژیکی در گیاه ایجاد کند که باعث حساسیت و آسیب پذیری بیشتر آن نسبت به صدمات محیطی شود. به عنوان مثال، افزایش جذب یون های سولفات یا آمونیوم توسط جوانه‌های کاج، حساسیت آن ها را نسبت به سرما افزایش می‌دهد.

مطالب مرتبط :

بررسی آلودگی هوای تهران بر میزان تخریب DNA گیاهان مختلف – جلسه اول
بررسی آلودگی هوای تهران بر میزان تخریب DNA گیاهان مختلف – جلسه دوم
بررسی آلودگی هوای تهران بر میزان تخریب DNA گیاهان مختلف – جلسه سوم
بررسی آلودگی هوای تهران بر میزان تخریب DNA گیاهان مختلف – جلسه چهارم
بررسی آلودگی هوای تهران بر میزان تخریب DNA گیاهان مختلف – جلسه پنجم

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
تهیه و تنظیم: اعظم اژدری