Термостойкость растений

Составляющие термостойкости растений. Приспособительные механизмы, обеспечивающие противостояние неблагоприятным температурам, могут действовать на всех уровнях организации — молекулярном, клеточном, организменном и популяционном.

Термостойкость — это способность организма переносить жару или холод без необратимого повреждения. Она складывается из двух составляющих. Во-первых, это выносливость (или толерантность) — способность цитоплазмы переносить экстремальные температуры в силу собственных физико-химических свойств. А во- вторых, это избегание — комплекс имеющихся у растения защитных приспособлений, которые снижают вредное действие фактора, замедляют или предотвращают развитие повреждений. Термостойкость изменяется в онтогенезе. Проростки, растущие весенние побеги не способны закаливаться (повышать свою термостойкость) и поэтому чрезвычайно чувствительны к неоптимальным температурам. Но в онтогенезе организм приобретает способность изменять метаболизм в ответ на изменения температуры.
Длительное и регулярное воздействие крайне неблагоприятных температур растения выдерживают только тогда, когда жаро- или морозоустойчива сама цитоплазма. Это свойство связано с синтезом белка и ряда протекторных веществ и обусловлено генетически, поэтому у разных видов и сортов выражено в разной степени, а также зависит от репрессирования и активирования генов (рис. 7.19). Исходную термотолерантность у растений формируют конститутивные реакции биосинтеза, происходящие как при экстремальных, так и при нормальных температурах. Они определяются генетическими возможностями организма. Индуцированные же ответные реакции проявляются только под действием индуктора (гипо- или гипертермии) и вызывают изменение термотолерантности у менее устойчивых растений. Процессы индукции тоже контролируются геномом и зависят от функционирования регуляторных механизмов (Л. Г. Косулина и др., 1993).
Растения с развитыми механизмами избегания перегрева или холода обычно менее выносливы к морозу и жаре по сравнению с видами, не имеющими этих приспособлений. Компоненты термостойкости могут компенсировать и дополнять друг друга. Например, жаровыносливость зависит от интенсивности транспира- ционного охлаждения: чем оно ниже, тем цитоплазма жаровыносливее.

Так, у средиземноморских растений с разной интенсивностью транспирации различие жаровыносливости достигает 12°.
При экстремальных температурах для растений очень важно сохранить достаточный уровень энергообеспечения роста и репарации возможных повреждений, что определяется интенсивным дыханием. На примере памирских растений (горец живородя-

Рис. 7.19. Влияние температуры на внутриклеточные процессы и системы (по Л. Г. Косулиной и др., 1993)


щий — Polygonum viviparum, первоцвет памирский — Primula pamirica и др.) показано, что в высокогорьях интенсивное дыхание сохраняется и после действия температур от -6 до -10° или выше 40 °С. При этом все причины, позволяющие сохранять оптимальную интенсивность дыхания, способствуют выживанию растений. Показано, что низкие положительные температуры, индуцирующие рост холодовыносливости у теплолюбивых растений, вызывают у них перестройку дыхательной системы. Включение альтернативного пути метаболизма приводит к расширению адаптивных возможностей. У устойчивых растений и при снижении интенсивности поглощения кислорода эффективность дыхания долго сохраняется. Вероятно, это связано с повышенным содержанием в мембранах митохондрий ненасыщенных жирных кислот, позволяющих сохранять их эластичность и при низких температурах.
Важный фактор защиты растений от неблагоприятной температуры — возможность сохранять достаточный уровень биосинтетических процессов. Так, для многих холодостойких организмов характерна адаптация фотосинтеза к низким температурам. Она выражается в изменении липидного состава хлоропластов и росте термоустойчивости ферментов. Усиление фотосинтеза в этих условиях способствует синтезу защитных веществ, помогающих стойким растениям переносить холод. У таких растений изменяется также азотный обмен и рост клеток (Л. Г. Косулина и др., 1993).
На организменном уровне защита проявляется в опадении или недоразвитии ряда плодоэлементов и в ускоренном старении нижних листьев. На популяционном уровне термозащита реализуется в выживаемости особей с более широкой нормой реакции на экстремальный фактор. 

Еще по теме Термостойкость растений:

1. РАСТЕНИЯ-ЧАСЫ, РАСТЕНИЯ-СИНОПТИКИ
2. Продукты хвойных растений Живица — ценнейший продукт хвойных растений
3. География растений
4. «ПЛАЧУЩИЕ» РАСТЕНИЯ
5. ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ
6. «Кровожадные» растения
7. РАСТЕНИЯ-ПИОНЕРЫ
8. 1. Стимуляторы роста растений.
9. ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ
10. Закладка и сушка растений.
11. Комнатные растения
12. РАСТЕНИЯ- «НЯНЬКИ »
13. КОЭВОЛЮЦИЯ НАСЕКОМЫХ И РАСТЕНИЙ
14. ЭКОЛОГИЯ ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ
15. Глава 5. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
16. Глава 4 ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ
17. ОТРАВЛЕНИЯ ЯДОВИТЫМИ РАСТЕНИЯМИ