Alelopatia

1.Generalităţi

Alelopatia nu este altceva decât un domeniu al biochimiei ecologice care

studiază interelaţiile dintre plante prin intermediul mesajelor (semnalelor) chimice

Efectele alelopatice se produc între specii diferite de plante, dar şi între indivizii din cadrul aceleaşi specii.

Compuşii chimici care iau parte la interacţiunile biochimice dintre plante

poartă denumirea generală de substanţe alelopatice. Ei sunt compuşi secundari ai plantelor, cu masă moleculară mică, prezenţi în diferite organe ale multor specii vegetale cum sunt frunzele, florile, fructele şi seminţele, dar şi în tulpini şi în rădăcini, mai ales a celor perene.Acesti produsi alelochimici nu au rol în procesele metabolice primare, esenţiale pentru supravieţuirea plantelor, si sunt produsi ca si consecinţe ale căilor metabolice primare. În contrast cu metabolismul primar, care cuprinde mai multe sute de compusi moleculari, cu greutate scăzută, se cunosc zeci de mii de produsi secundari de metabolism, caracteristici speciilor vegetale, dar numai un număr limitat dintre acestea sunt implicaţi în procesele alelochimice

Efectele alelopatice sunt produse de substanţele chimice desorbite în mediul

exterior de către unele specii de plante. Între compusii alelochimici predomină

alcaloizii, fenolii, terpenoizii si glicozidele. Majoritatea substanţelor alelochimice

se găsesc, iniţial, în corpul plantelor, sub o formă inactivă. În urma unor

transformări ulterioare (hidroliză, oxidoreducere, metilare sau demetilare, sunt generaţi produsi noi, cu proprietăţi alelopatice aparte

Compusii alelopatici afectează diviziunea celulară a plantelor concurente,

activitatea fitohormonilor, eficienţa funcţională a cloroplastelor si a mitocondriilor,dinamica enzimatică, funcţiile biomembranelor, relaţia plantă-apă si diferite alte procese ale plantelor

Alte aspecte importante ale alelopatiei, în afară de producerea si eliberarea

în mediu, a unor compusi fitotoxici pentru unele specii vegetale, vizează absorbţia si translocaţia substanţelor alelochimice în organismul receptor

Fenomenul alelopatiei a existat de mii de ani, dar cercetare stiinţifică

intensivă, de recunoastere si înţelegere a alelopatiei, se face doar de câteva decenii.

Ideea influenŃei exercitate de către unele substanţe chimice eliberate în

mediu de către anumite organisme, asupra altor organisme vecine, a fost emisă în anul 1832 de către De Condolle (Harborne, 1977). De Condolle a ajuns la

concluzia că, toate plantele secretă prin rădăcini anumite substanŃe care pot să

stimuleze sau să inhibe cresterea altor plante.

Un pas înainte a fost făcut, în anul 1937, de către Molisch, atunci când

acesta si-a publicat cercetările referitoare la acŃiunea etilenei asupra unor plante

superioare, fenomen pe care l-a numit „Allelopathie”. El este cel care a definit,

pentru prima dată, termenul de alelopatie (Molisch, 1937). Prin alelopatie se

înŃelegea, în acea perioadă, „interacŃiunile biochimice stabilite între toate tipurile de plante” incluzându-se în aceeasi noŃiune atât interacŃiunile dăunătoare, cât si cele stimulatoare.

Termenul „allelopatie” derivă de la cuvintele grecesti „allelon” = reciproc

si „pathos”= suferinŃă. El s-a înrădăcinat în literatura de specialitate, devenind una din ramurile moderne ale biologiei ecofiziologice.

Un real progres în alelopatie s-a produs în anul 1974 cu publicarea cărţii

„Allelopathy” de către Rice. Rice (1974) a definit alelopatia drept „efectul

dăunător exercitat de o plantă asupra altei plante, prin producerea unor compusi

chimici care sunt eliberaţi si difuzaţi în mediul înconjurător”.

Progresele făcute în chimie, în anatomia si fiziologia plantelor, în

biotehnologie si în tehnologie digitală, ca si o mai bună înţelegere a proceselor

ecologice, a contribuit la dezvoltarea cercetării alelopatice, în ultima perioadă

Cercetătorii contemporani au tins să lărgească contextul alelopatiei si să

includă în acest fenomen si interacţiunile dintre plante si animale si au sugerat că alelopatia ar fi o parte a unei întregi reţele de comunicări chimice între plante, între plante si alte organisme si că o astfel de comunicare poate contribui la apărarea plantelor. Definiţia de comun acceptată a alelopatiei este producerea de biomolecule de către o plantă, aceste molecule constând mai ales din metaboliţi secundari care pot afecta o altă plantă în mod benefic, sau invers

Datele acumulate de-a lungul timpului au demonstrat că substanţele

alelopatice au atât un caracter inhibitor, cât si un caracter stimulator. Substanţele alelopatice cu caracter inhibitor au o largă răspândire în natură; au fost puse în evidenţă la plantele din desert, la cele din regiuni umede si la plantele din ecosisteme forestiere din regiunile temperate.

Substanţe alelopatice cu rol stimulator, îndelung studiate, sunt vitaminele.

Interacţiunile biochimice dintre plante pot avea numeroase aplicaţii practice

în agricultură. Anumiţi compusi alelochimici s-au dovedit a fi eficace ca erbicide si ca insecticide naturale. Astfel, piretrinele extrase din specii de Chrysanthemum, precum si cineolul, derivat din cinmetilin, extras din plantele de desert, se constitue în modele utilizate pentru elaborarea de noi pesticide. Prin modificarea acestor substanţe alelochimice, produsul final poate fi mult mai activ, mai selectiv, sau mai persistent decât în plantele care le conţin. În urma analizării alelocompusilor potenţiali utilizaţi ca erbicide, Putnam (1988) a delimitat 6 clase de alelocompusi, izolaŃi de la 30 de familii de plante acvatice si terestre. Aceste clase privesc alcaloizi, derivaţi ai acidului cinamic, compusi cianogenici, flavonoizi si etilenă.

Alelocompusii sunt utilizaţi pentru obţinerea erbicidelor sintetice. Există

mii de fitotoxine naturale, dar puţine sunt comercializate ca erbicide pentru că sunt extrem de costisitoarte pentru a fi sintetizate la scară industrială. multe fitotoxine naturale au structuri chimice complexe care sunt dificil sau imposibil de sintetizat.

2.Interacţiuni alelopatice

Dovezi majore privind interacţiunile alelopatice au fost găsite în sistemel agricole. Pe lângå competie, o mare parte din reducerea producţiei pentru multe culturi a fost datoratå alelopatiei. Interacţiunile alelopatice sunt mult mai pronunõat 10510b14k e unde se practică îngrăşarea naturală a solului decât în monoculturi, în rotaţia culturilor sau în sistemele de cultură mixte. Sursa majoră de substanţe alelochimice în sistemele agricole este exudaõia rădăcinilor, volatilizarea diferitelor pårõi ale plantelor şi resturile în descompunere. Patru tipuri de interacõiune sunt notate în agroecosisteme.