Μελέτη της επίδρασης διαφόρων περιβαλλοντικών καταπονήσεων στη δομή και οργάνωση του κυττάρου θαλάσσιων αγγειόσπερμων
Authors: Κουταλιανού Μαρία 
Published: October 2022

Τα Θαλάσσια Μακρόφυτα (μακροφύκη και θαλάσσια αγγειόσπερμα - ΘΑ) είναι υδρόβιοι φυτικοί οργανισμοί που αναπτύσσονται σε παράκτια και μεταβατικά ύδατα. Μεταξύ των αγγειοσπέρμων που απαντούν στη Μεσόγειο, κυρίαρχη θέση κατέχουν τα είδη Cymodocea nodosa, Ruppia cirrhosa, Halophila stipulacea και Posidonia oceanica. Τα είδη αυτά σχηματίζουν λιβάδια τα οποία είναι ζωτικής σημασίας, για τα παράκτια και θαλάσσια οικοσυστήματα. Εκτός από την χρησιμότητά τους ως καταφύγιο για πολλούς οργανισμούς, διαδραματίζουν και άλλους σημαντικούς ρόλους, όπως η σταθεροποίηση των ιζημάτων και η συμμετοχή τους στην ανακύκλωση βιογεωχημικών στοιχείων. Δυστυχώς, κατά τη διάρκεια των τελευταίων ογδόντα ετών, αυτοί οι σημαντικοί σε οικολογικό και οικονομικό επίπεδο οικότοποι έχουν μειωθεί σε διάφορες περιοχές, λόγω των ακραίων διακυμάνσεων βασικών παραμέτρων του νερού, όπως η διερχόμενη ακτινοβολία, τα επίπεδα αλατότητας, οι υψηλές θερμοκρασίες και οι συνθήκες οξίνισης (Waycott et al., 2009).Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετήθηκε η επίδραση διαφορετικών αβιοτικών καταπονήσεων (οξίνιση, θερμοκρασία, αλατότητα) σε τρία κυρίαρχα είδη ΘΑ της περιοχής της Μεσογείου (Cymodocea nodosa, Posidonia oceanica και Ruppia cirrhosa), με κύριο σκοπό να προσδιοριστεί το εύρος, τα όρια και ο τρόπος που θα επηρεαστούν από τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής σε κυτταρικό επίπεδο.Σε συνθήκες καταπόνησης οξίνισης μετά από 20 ημέρες σε pH 7.8 επηρεάζεται η δομή των επιδερμικών κυττάρων. Μετά από 7 και 20 ημέρες σε ακόμα πιο χαμηλό pH (6.8) τα κυτταρικά οργανίδια επηρεάζονται περισσότερο. Στα επιδερμικά κύτταρα παρατηρείται ένας μεγάλος κεντρικός πυρήνας και γύρω από αυτόν υπάρχουν διάσπαρτα οργανίδια που έχουν χάσει πλήρως την εσωτερική τους οργάνωση. Τέλος, παρατηρούνται εκτενή τμήματα ΕΔ με συσσώρευση ηλεκτρονιόπυκνου υλικού στις μεμβράνες του. Ο κυτταροσκελετός εμφανίζεται αποδιοργανωμένος με κοντές σπασμένες δέσμες ΜΣ με άτυπο προσανατολισμό. Σε συνθήκες καταπόνησης αλατότητας για 20 ημέρες σε 50 βαθμούς, στα φυτά C. nodosa και R. cirrhosa δεν παρατηρούνται μεγάλες αλλαγές της κυτταρικής δομής παρά μόνο αυξημένα σε αριθμό και μεγαλύτερα χυμοτόπια. Επίσης οι χλωροπλάστες είναι πιο πολλοί και πιο μεγάλοι. Σε αλατότητα πιο χαμηλή από 35 (20, 5) και στα δύο φυτά μετά από 20 ημέρες παρατηρούνται πολύ παχιά κυτταρικά τοιχώματα, μεγάλος αριθμός και αυξημένο μέγεθος χλωροπλαστών με καλά ανεπτυγμένα grana.Σε συνθήκες θερμοκρασιακής καταπόνησης μετά από 20 ημέρες στους 34, εως 38 °C στα φυτά C. nodosa και R. cirrhosa παρατηρείται αποδιοργάνωση του πυρηνίσκο. Τα μιτοχόνδρια είναι αυξημένα σε αριθμό με ποικίλο μέγεθος και σχήμα, ενώ σε έντονες καταπονήσεις χάνουν την εσωτερική τους οργάνωση. Οι χλωροπλάστες αυξάνονται σε αριθμό και δεν υπάρχει η τυπική οργάνωση θυλακοειδών στρώματος και grana. Σε έντονες καταπονήσεις παρατηρούνται παχιές δέσμες και απουσιάζουν μιτωτικά κύτταρα με αδυναμία σχηματισμού ΠΠΖΜ και φραγμοπλάστη.Η καταπόνηση οξίνισης και υψηλής θερμοκρασίας αλλάζει την κυτταρική δομή και πιθανώς ενεργοποιείται η διαδικασία προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου (Programmed Cell Death- PCD). Αντίθετα, στην καταπόνηση αλατότητας στα ΘΑ φαίνεται ότι η ένταση και η χρονική διάρκεια της καταπόνησης δεν ήταν αρκετά μεγάλη για να οδηγήσουν σε αυξημένη συγκέντρωση μετάλλων στο εσωτερικό του κυττάρου και ως επακόλουθο μεγάλη αλλαγή της κυτταρικής δομής του. Φαίνεται ότι υπάρχει μια προσαρμογή του κυττάρου με την δημιουργία είτε μεγάλων παχιών κυτταρικών τοιχωμάτων σε χαμηλή αλατότητα είτε μεγάλων χυμοτοπίων σε υψηλή αλατότητα.