Water relations, chlorophyll fluorescence, and membrane permeability during desiccation in bryophytes from xeric, mesic, and hydric environments

    loading  Checking for direct PDF access through Ovid

Abstract

The interactions among water content, chlorophyll a fluorescence emission, and potassium leakage were analyzed during dehydration in desiccation-tolerant bryophytes from xeric habitats (Hedwigia ciliata (Hedw.) P. Beauv., Hypnum cupressiforme Hedw., Leucodon sciuroides(Hedw.) Schwaegr., Orthotrichum cupulatum Brid., Pleurochaete squarrosa (Brid.) Lindb., Porella platyphylla (L.) Pfeiff., and Tortula ruralis (Hedw.) Gaertn., Meyer&Scherb.) and desiccation-intolerant bryophytes from mesic and hydric environments (Barbula ehrenbergii(Lor.) Fleisch., Cinclidotus aquaticus(Hedw.) B.&S., Conocephalum conicum (L.) Underw., Lunularia cruciata(L.) Dum. ex Lindb., Palustriella commutata (Hedw.) Ochyra, Philonotis calcarea (B.&S.) Schimp., and Rhynchostegium riparioides(Hedw.) Card.). Their fluorescence characteristics at low water content were low efficiency of photosynthetic quantum conversion, closed photosystem II reaction centers, and strong nonphotochemical quenching only in desiccation-tolerant species. Full restoration of fluorescence parameters upon rewatering in species from xeric environments indicated that the photosynthetic apparatus was fully functional after desiccation. Species from hydric and mesic habitats were unable to restore photochemical activity. This might be a consequence of photoinhibition but also of membrane damage, as indicated by the large leakage of potassium. It is suggested that the capacity to enhance thermal energy dissipation during dehydration might have evolved in species from xeric environments as an adaptation to the utilization of an erratic supply of water. This protective strategy would lower the probability of photodamage during water loss and thus maintain the photosynthetic apparatus in a quickly recuperable state.

Les auteurs ont analysé les interactions entre la teneur en eau, l'émission fluorescente de la chlorophylle a et la perte en potassium au cours de la déshydratation chez des bryophytes tolérantes à la dessiccation et provenant d'habitats xériques (Hedwigia ciliata (Hedw.) P. Beauv., Hypnum cupressiforme Hedw., Leucodon sciuroides(Hedw.) Schwaegr., Orthotrichum cupulatum Brid., Pleurochaete squarrosa (Brid.) Lindb., Porella platyphylla (L.) Pfeiff., et Tortula ruralis (Hedw.) Gaertn., Meyer&Scherb.) ainsi que chez des bryophytes intolérantes à la dessiccation provenant de milieux mésiques et hydriques (Barbula ehrenbergii(Lor.) Fleisch., Cinclidotus aquaticus(Hedw.) B.&S., Conocephalum conicum (L.) Underw., Lunularia cruciata (L.) Dum. ex Lindb., Palustriella commutata(Hedw.) Ochyra, Philonotis calcarea (B.&S.) Schimp. et Rhynchostegium riparioides(Hewd.) Card.). A faible teneur en eau, leurs caractéristiques de fluorescence sont comme suit: faible efficacité de conversion de quantums photosynthétiques, centres de réaction PSII fermés et fort quenching non-photochimique, seulement chez les espèces tolérant la dessiccation. La pleine restauration des paramètres de fluorescence après réhumectation, chez les espèces provenant de milieux xériques, indique que l'appareil photosynthétique est complètement opérationnel après dessiccation. Les espèces de milieux mésiques et hydriques sont incapables de reprendre leur activité photochimique. Ceci pourrait être la conséquence d'une photoinhibition mais aussi de dommages occasionnés aux membranes, tel qu'indiqué par d'importantes pertes de potassium. Les auteurs suggèrent que la capacité d'augmenter la dispersion de l'énergie thermique au cours de la dessiccation pourrait avoir évolué chez les espèces de milieux xériques comme adaptation pour l'utilisation d'eau erratiquement disponible. Cette stratégie de protection diminuerait la probabilité de photodommages au cours de la perte de l'eau et maintiendrait ainsi l'appareil photosynthétique dans un état de récupération rapide.

Related Topics

    loading  Loading Related Articles