Вода в растении

Содержание воды в растительных клетках и ее типы. Растения на 50 — 98% состоят из воды. Даже сухие части их в состоянии анабиоза (почвенные водоросли, семена, споры) содержат воду. Без воды невозможен ни один физиологический процесс.

Вода в растительных клетках содержится в разных формах: химически связанная конституционная вода поддерживает состояние набухания цитоплазмы и других структур, вода в виде растворов присутствует в клеточном соке вакуолей и проводящей системе растений. Наименьшее количество воды, при котором растение способно поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостаз), называется гомеостатической водой. У растений тех или иных экологических групп уровень гомеостатической воды разный: у видов засушливых мест — 25 — 27, у растений средних условий увлажнения — 45 — 60, у организмов в условиях обильного увлажнения — 65 — 70% от массы сырого вещества (П.А. Ген- кедь, 1982; Л.Г.Косулина и др., 1993 и др.).
Для характеристики степени насыщенности водой цитоплазмы растительных клеток и целого организма введено понятие гид- ратуры (оводненности) (Н. Walter, 1931). При насыщенной водяными парами атмосфере гидратура клетки или целого растения составляет 100%. Она снижается при понижении степени насыщения воздуха парами воды или при повышении концентрации осмотически активных веществ в клеточном соке.
Пойкилогидричность и гомойогидричность растений. В процессе эволюции у растений возникли разные приспособления к изменчивому водному режиму окружающей среды. По отношению к воде Г. Вальтер предложил разделить растения на две группы: пой- килогидрические (от греч. poikilos — различный) — переменно- увлажняющиеся и гомойогидрические (от греч. homois — одинаковый) — постоянно увлажненные, способные поддерживать относительное постоянство обводненности тканей (рис. 8.1).
Пойкилогидрические растения способны выносить сильное и длительное обезвоживание. Устойчивость к нему имеет генетическую основу и служит главным общим адаптивным признаком пойкилогидрических растений. Соответственно у них имеются репарационные механизмы, восстанавливающие жизнедеятельность клеток при последующем увлажнении. Способность переносить обезвоживание более свойственна низшим растениям (эпифит- ным и почвенным водорослям, лишайникам) и мохообразным. Продолжительное высыхание выносят даже некоторые постоянно обитающие в воде морские водоросли. Но в основном длительное обезвоживание способны переносить те растения, которые приспособились к водному режиму своих естественных местообитаний. Это морские водоросли приливной полосы, обитатели периодически пересыхающих водоемов, эпифитные, эпилит- ные и почвенные водоросли. Из высших растений периодическое обезвоживание переносят некоторые виды мхов и папоротников, а также виды цветковых растений в жарких пустынях.
Водоснабжение пойкилогидрических растений осталось на довольно низком эволюционном уровне: они не регулируют водо-

Рис.

8.1. Изменение водного режима растений в связи с приспособлением их к наземному образу жизни; переход от пойкилогидричности к го- мойогидричности (по Н.Walter, 1967)

обмен, гидратура их клеток полностью зависит от внешних уело вий. Многие виды эпигейных, эпилитных и эпифитных мхов в разных ботанико-географических зонах и горных поясах настолько приспособились к неустойчивому водному режиму своих местообитаний, что пересыхание стало необходимым условием для их выживания. Так, эпигейный мох, обычный обитатель смешанных и лиственных лесов умеренной зоны Rhytidiadelphus triquetrus, погибает, если его в течение длительного времени держать сырым при температуре 37 °С. Способность к быстрому высыханию — хорошая защита от опасной для него высокой температуры: обезвоженный мох становится термоустойчивым (Р. Библь, 1965). Засушливый период легче переносят также куртинки мхов, а не единичные особи: медленное высыхание и капиллярное поднятие влаги в куртинах препятствуют иссушению.
К группе пойкилогидрических растений относятся также некоторые папоротники и отдельные виды покрытосеменных растений, способные переносить сильное обезвоживание цитоплазмы и не имеющие морфологических приспособлений для защиты от иссушения. Эта своеобразная особенность цитоплазмы некоторых цветковых растений — вновь приобретенный адаптивный признак, свидетельствующий о большой экологической пластичности этой группы растений. Так, водное растение Chamaegigas inrepidus из семейства Норичниковые, живущее в мелких водоемах среди раскаленных гнейсовых холмов на юго-западе Афри

ки, может месяцами находиться в сухом состоянии (листья сложены, клетки деформированы), а затем оживать в течение нескольких минут после смачивания дождем. У пустынной осоки илак (Carexphysodes) (рис. 8.2), укорененной в поверхностном слое песка в Каракумах, листья при иссушении становятся ломкими (их можно растереть в порошок), но после смачивания они приобретают эластичность и зеленеют.
Гомойогидрические организмы свой водный режим регулируют. Подавляющее большинство наземных растений, в основном покрытосеменных, в процессе эволюции приспособились к поддержанию высоких значений гидратур в нестабильных условиях увлажнения.
Выработаны разные механизмы поддержания гомеостаза метаболических функций. Адаптации растений к резким изменениям водного режима имеют генетическую основу и осуществляются на разных уровнях: молекулярном, клеточном, орга- мизменном, биоценотическом. По Р. Библю (1965), суть гомойо- I идричности растений состоит в их анатомо-морфологических и физиологических особенностях, защищающих цитоплазму от сильного обезвоживания и создающих для нее свою собственную среду с более высоким, чем в атмосфере, водным потенциалом.

<< | >>

Источник: Березина Н.А.. Экология растений: учеб, пособие для студ. высш. учеб, заведений. 2009

Еще по теме Вода в растении:

- Геоботаника - Комнатные растения/a> - РАСТЕНИЯ - Экология растений -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -