Her organizma, sağlıklı büyüme ve fizyolojik işleyişin meydana gelebileceği optimum bir sıcaklık aralığına sahiptir. Bu aralığın sonunda, biyolojik süreçleri kesintiye uğratan minimum ve maksimum sıcaklık olacaktır.

Çevresel dinamikler belirli bir tür için en uygun sınırın dışına çıktığında, metabolizma ve işleyişte değişiklikler meydana gelir ve bu stres olarak tanımlanır. Bitkiler, gen ekspresyonunda değişiklikler başlatarak strese tepki verir ve bu durum bitki metabolizmasında ve homeostaz durumuna ulaşmayı amaçlayan gelişimde ayarlamalara yol açar.

Bitkiler sıcaklık dalgalanmaları sırasında membran akışkanlığını korur

Bitkilerdeki hücre zarları genellikle ortam sıcaklığındaki bir değişiklikten etkilenen ilk yapılardan biridir. Bu membranlar esas olarak fosfolipitler, kolesterol ve proteinleri oluşturur, lipit kısmı doymamış veya doymuş yağ asitlerinin uzun zincirlerini içerir. Bitkilerin sıcaklık değişimine adaptasyon sürecindeki ilk stratejileri membrana lipid kompozisyonunu değiştirmektir. Bitkiler tipik olarak yüksek sıcaklıkta membrandaki doymamış lipid oranını azaltırken, düşük sıcaklıkta artırarak membrana akışkanlığını sabit tutarlar.

Isı Şok Proteinleri

Bitki dokusunun veya hücrelerin ani yüksek sıcaklık stresine maruz kalması, ısı şok proteinlerinin (HSP) geçici ekspresyonuna neden olur. Moleküler şaperonlar olarak temel fizyolojik işlevleri yerine getirirler, denatüre proteinlerin agregasyonunu önlerler veya agrega protein moleküllerinin renatürasyonunu teşvik ederler.

Stomatal iletkenlik

Tipik ortalama aralığın üzerindeki sıcaklık artışı, bitkilerin fotosentetik aktivitesini ve stoma fizyolojisini etkiler. Sıcaklık yükseldikçe, bitkiler stoma iletkenliğini ve terleme nedeniyle su kaybını azaltmak için stomalarını kapatacaktır.

Bitki hücrelerinde çözünür madde birikimi

Son derece düşük sıcaklıklar, düşük su potansiyeli nedeniyle bitkilerin su emilimini azaltabilir ve dehidrasyona neden olabilir. Birçok bitki, ozmotik potansiyellerini düzenler ve su içeriğini, hücrelerinde şekerler-sükroz, glikoz ve fruktoz gibi çözünenlerin birikmesiyle korur. Bu çözünen birikim, donma noktasını azaltarak dokudaki suyun donmasını da geciktirebilir.