4.6. Дыхание целого растения.

Дыхание на уровне целого растения является интегральным показателем, значение которого может сильно варьировать в зависимости от объекта, стадии онтогенеза, физиологического состояния и действия факторов окружающей среды. Наиболее высока интенсивность дыхания этиолированных проростков, а при переходе к фотосинтезу она снижается. Характерно, что различные органы и ткани растений дышат с разной скоростью: наиболее активно - меристематические и недифференцированные ткани, по мере достижения зрелости скорость дыхания снижается и остается довольно постоянной. По дыхательной активности могут различаться молодые и зрелые листья, лепестки и ткани пестика, цветки и листья и т.д. Особые случаи связаны со вспышками дыхательной активности тканей. Такие случаи имеют место при термогенезе ароидных, при созревании плодов (климактерический подъем дыхания при созревании яблок, авокадо, бананов), при старении срезанных цветов и листьев. Интенсивность дыхания может изменяться в условиях стресса, вызванного засухой, засолением, понижением или повышением температуры. Однако ответная реакция растений не является однозначной и варьирует в зависимости от вида растения и его устойчивости к действующему фактору.

Интенсивность и эффективность дыхания во многом определяет рост и накопление растением биомассы. Эти показатель, во многом определяющий продуктивность растений, зависит от количественных затрат дыхательного субстрата с одной стороны на рост, а с другой - на обновление, или поддержание биомассы. С этой точки зрения в физиологии растений существуют такие понятия, как дыхание роста и дыхание поддержания. Дыхание поддержания снабжает метаболитами и энергией процессы, связанные с обновлением и организацией уже существующей биомассы, тогда как дыхание роста обеспечивает энергией и метаболитами новообразование биомассы, т.е. рост. Количественно оценить вклад этих составляющих в общее дыхание довольно сложно. Для этой цели сравнивают интенсивность дыхания растения в условиях оптимального роста и в условиях, когда рост экспериментально подавлен. Например, варьируют условия освещения: выращенные в оптимальных условиях растения затем выдерживают в темноте. После того, как дыхание в темноте стабилизируется, его уровень принимают за дыхание поддержания. Близким по смыслу является способ, когда растения с полной питательной среды переносят на среду, лишенную азота. В этих условиях рост растений прекращается из-за отсутствия азота, и уровень дыхания принимается за дыхание поддержания. При стрессах разной природы рост растений, как правило, тормозится, однако интенсивность дыхания остается прежней или даже усиливается. Это говорит о том, что при адаптации к стрессу увеличиваются энергозатраты на поддержание биомассы и выживание. В то же время исследование растений с экофизиологической точки зрения показало, что нет четкой корреляции между величиной дыхания поддержания и условиями обитания растений. Так, растения адаптированные к стрессовым условиям ( засоление, засуха) не отличались по этому критерию от растений, растущих в благоприятных условиях. В то же время ряд авторов отмечали, что у арктических растений компонента дыхания поддержания выше по сравнению с видами умеренных широт.