Adaptação Bioquímica das Plantas
a Calor, Frio e Solo Adverso

Consideramos, geralmente, adaptação como um processo que ocorre a longo prazo, envolvendo muitas gerações, mas ela também pode ocorrer durante o período de vida de um indivíduo, quando então é chamada aclimatação. Vamos nos referir a adaptação, aqui, no sentido evolucionário.Em presença de solo adverso, de calor ou de frio excessivo, as plantas lançam mão de recursos diversos, que incluem até modificar seu caminho fotossintético. Esse é o caso de algumas gramíneas tropicais, como a cana-de-açúcar.

Adaptação a climas tropicais e desérticos

Em regiões áridas, as plantas são caracteristicamente espinhosas, mais resinosas ou mais tóxicas, uma vez que estão expostas aos predadores em condições de grande procura. Adaptações morfológicas a diferentes climas são conhecidas: por exemplo, os cáctus e plantas suculentas adaptam-se às condições de sol abrasador no deserto, estendendo a área de solo para absorção de água, reduzindo a perda de água nas folhas, ou aumentando a quantidade de água armazenada em seus tecidos. As plantas xerófitas - plantas que resistem bem a condições de seca - apresentam grossas camadas de cera para reduzir a perda de água.

Adaptações bioquímicas também são conhecidas. Para reduzir a perda de umidade, as plantas fecham seus estômatos (aberturas na epiderme de folhas e caule, através das quais se efetuam as trocas gasosas necessárias à vida das plantas).  
O fechamento ou abertura de estômatos obedece a um controle hormonal efetuado pelo ácido abscísico, uma substância sesquiterpenóide comum em plantas.

Talvez o exemplo mais dramático de adaptação a clima seja o caminho fotossintético especial que algumas plantas tropicais desenvolveram em resposta a condições de calor e aridez. Em dias de grande calor, plantas de clima temperado realizam a fotossíntese com menor eficiência, ou seja, apresentam uma queda na incorporação de gás carbono atmosférico na produção de açúcar. Isso se deve ao fato de que parte do gás carbono originalmente absorvido é perdida através de fotorrespiração na superfície da folha. Como nas regiões temperadas os dias quentes não são muito freqüentes, essas perdas na produção de açúcar não são graves. Mas nas zonas tropicais elas poderiam ser consideráveis. Plantas tropicais, como a cana-de-açúcar, por exemplo, são capazes de resistir ao clima quente e manter-se produtivas graças a uma modificação no seu mecanismo fotossintético: o gás carbônico, que seria perdido por fotorrespiração na superfície da folha, é coletado e trazido de volta ao interior do cloroplasto, onde se processa a fotossíntese, para ser convertido em sacarose. Plantas desse tipo têm células mesofílicas especiais e suas modificações anatômicas, conhecidas como Síndrome de Kranz, ocorrem paralelamente com as alterações bioquímicas. Não só a cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), apresenta essa adaptação, mas muitas outras plantas. O milho (Zea mays), que é uma gramínea, como a cana, também pode realizar essa alteração, e plantas de outras famílias também o fazem. Os gafanhotos são capazes de fazer devastações espantosas - poucas moléculas são capazes de detê-los - mas não atacam plantas que apresentam a síndrome de Kranz.

Adaptação ao frio

Os insetos conseguem desenvolver tolerância a temperaturas abaixo de zero de maneira muito simples: através da síntese de glicerina, que age como um anticongelante, da mesma forma que o etilenoglicol age no radiador dos carros resfriados a água. Nas plantas superiores, adaptação ao gelo parece ser bem mais complexa, mas sempre se faz uma correlação da tolerância ao frio com o aumento do teor de açúcar na seiva. Provou-se que a capacidade de resistir à geada pode ser induzida artificialmente, infiltrando-se plantas com açúcares. Os açúcares encontrados nas plantas resistentes ao congelamento variam de planta para planta, mas geralmente são os açúcares mais conhecidos: glicose, frutose e sacarose. Álcoos poli-hídricos, como glicerina, manitol e sorbitol são menos encontrados, mas são largamente responsáveis pela tolerância ao frio da maçã e da gardênia, por exemplo.

Adaptação a solo

Um exemplo de condição de solo adversa para o desenvolvimento de uma planta é a salinidade. Plantas que conseguem crescer em areias salgadas de desertos ou à beira-mar são chamadas "halófitas", plantas que desenvolveram mecanismos de adaptação a essas condições. As plantas necessitam normalmente de níveis baixos (alguns ppm) de sódio no solo. Quando o teor de cloreto de sódio é aumentado, elas desenvolvem sintomas de intoxicação, rapidamente. É o que acontece com as plantas chamadas "glicófitas", como o tomate, a ervilha e o feijão. Um sintoma de excesso de sal no feijão, Vicia faba, é a acumulação da amina putrescina na planta, devido à baixa absorção de potássio pela célula, causada pelo excesso de sódio. As plantas halófitas, pelo contrário, têm seu crescimento estimulado em condições de salinidade, como acontece com plantas costeiras tropicais, como as Thalassia e as plantas de mangue, como Avicennia (no Brasil, uma delas é a Rhizophora mangle).Como se dá a resistência à salinidade nas halófitas? Pode ser por acumulação de cloreto de sódio dentro do vacúolo; por resistência à entrada de cloreto de sódio na célula e por diluição de cloreto de sódio após sua entrada na planta. Uma característica bioquímica da adaptação das plantas à salinidade é a acumulação nas plantas halófitas de duas substâncias nitrogenadas: a prolina e a glicinobetaína.