Plantefysiologi, læren om plantenes prosesser og funksjoner, hvordan disse påvirkes av endringer i miljøet, og hvordan dette fører til vekst og utvikling av plantene. Enkeltprosessene som foregår i plantecellene er av biofysisk og biokjemisk karakter. Alle prosesser som består i opptak, transport og utskillelse av stoffer, eller som er ledd i biokjemiske omsetninger, sammenfattes gjerne som stoffskiftefysiologi eller metabolisme. Sentrale prosesser her er vannhusholdning (vannopptak, vanntransport og transpirasjon), mineralnæring, fotosyntese, respirasjon, omsetning av ulike stoffgrupper og transport av organiske stoffer.

Det andre hovedområdet av plantefysiologien er utviklingsfysiologi, der prosesser som celledeling, vekst og differensiering inngår. Slike prosesser kan studeres på celle-, organ- eller individnivå. Vekst er en kvantitativ prosess, mens differensiering er en kvalitativ prosess, med dannelse av ulike organer (rot, stengel, blad, blomst, frukt). Til utviklingsfysiologi hører også virkningen av ytre faktorer som lys og temperatur på plantenes vekst, vekstform, blomstring, hvileperioder m.m. og virkningen av plantehormoner på de forskjellige prosessene.

Det tredje området er stressfysiologi, hvor man studerer effekten av abiotisk stress (tørke, ekstreme temperaturer, høy lysintensitet og UV-stråling, oversvømt jord, høy saltkonsentrasjon, tungmetaller, luftforurensninger og mekanisk skade) og biotisk stress (plantepatogener, beiting).

De fysiologiske prosessene må sees i nær sammenheng med plantenes bygning, fordi det alltid er en vekselvirkning mellom struktur og funksjon. Dette gjelder både på det cellulære nivå og for hele planten.

Plantefysiologi er en utpreget eksperimentell vitenskap. Økofysiologiske prosesser kan studeres under bestemte, kontrollerte ytre forhold, bl.a. i klimaregulerte veksthus (fytotroner) eller mer i detalj i laboratorier. I moderne forskning brukes mutanter, genteknologiske metoder og bioinformatikk. Sekvensering av genomene i vårskrinneblom og viktige matplanter som ris, hvete og mais danner grunnlaget for de nye fagområdene genomikk og proteomikk innen plantebiologien. Plantefysiologi er et av grunnlagene for forskning innen jordbruk, skogbruk og hagebruk.

Allerede Aristoteles var opptatt av plantenes ernæring, vesentlig på et spekulativt grunnlag. Først på 1600-tallet ble spesielle problemer knyttet til plantene studert spesielt. J. B. van Helmont (1577–1644) gjorde det først kjente vitenskapelige dyrkningsforsøket og kom til at plantene lever av vann, som så omdannes til plantestoffer og aske. Stephen Hales (1677–1761) studerte vanntransporten i planter og påviste og målte rottrykk. I siste halvdel av 1700-tallet gjorde kjemien store fremskritt, og det førte til at plantenes gassveksling (fotosyntese og respirasjon) ble påvist. Sentrale forskere var Joseph Priestley (1733–1804), Jan Ingenhousz (1730–99) og Theodore de Saussure (1767–1845). Deres teorier ble deretter glemt eller misforstått i ca. 40 år, den dominerende teorien var humusteorien som, i likhet med Aristoteles og naturfilosofien, hevdet at plantene lever av dødt organisk stoff fra jorden. Først da Justus von Liebig (1803–73) viste at plantene lever av karbondioksid i luft, vann og mineralnæringsstoffer fra jorden, ble de tidligere forskningsresultatene trukket frem i lyset igjen. Det er imidlertid Julius Sachs (1832–97) som regnes som grunnleggeren av plantefysiologi som en egen vitenskap. Han arbeidet innenfor mange områder, men er mest kjent for vannkulturmetoden for studier av plantenes mineralnæring.

Plantefysiologiens utvikling på 1900-tallet bærer preg av dens avhengighet av fysikk og kjemi. Forskningen har vist hvordan de fysiologiske prosessene i høy grad er bestemt av de biofysiske og biokjemiske forholdene i cellene. Ofte skiller man nå ut bestemte forskningsretninger innen plantefysiologi, bl.a. en molekylærbiologisk og en økofysiologisk retning. Grensen mellom plantefysiologi og andre biologiske retninger blir derved ofte uklare.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.