Приспособление и устойчивость растений к неблагоприятным условиям среды 1. Устойчивость как процесс приспособления или адаптации...

Приспособление и устойчивость растений к неблагоприятным условиям среды

1. Устойчивость как процесс приспособления или адаптации к условиям среды.

2. Холодостойкость

3. Морозоустойкость

4. Зимостойкость как устойчивость ко всему комплексу неблагоприятных факторов перезимовки

5. Солеустойчивость

6. Засухоустойчивость и устойчивость к перегреву

7. Жароустойчивость растений.

8. Солеустойчивость.

9. Действие радиации на растение.

10. Устойчивость растений к недостатку кислорода

11. Газоустойчивость растений.

1. Устойчивость как процесс приспособления или адаптации к условиям среды.

Неблагоприятные факторы внешней среды называют стрессорами. Теория стресса была сформулирована канадским ученым Гансом Селье.

Способность растений переносить действие неблагоприятных факторов и давать в таких условиях потомство называется устойчивостью или стресс-толерантностью. В этой связи различают генетически устойчивые и неустойчивые виды и сорта растений. Устойчивость растения одновременно к нескольким стрессам называется сопряженной устойчивостью.

Все неблагоприятные факторы внешней среды, действующие на растения, можно разделить на три основные группы:

1. физические: недостаток или избыток влаги, низкая освещенность, низкая или высокая температура, радиоактивное излучение, механические воздействия.

2. химические: соли, газы, гербициды, промышленные отходы

3. биологические: повреждения возбудителями болезней или вредителями, влияние животных, конкуренция с другими растениями за воду, питание и свет.

Приспособление растений к стрессам достигается тремя группами механизмов

1. Избегания действия неблагоприятного фактора.

2. анатомо-морфологические приспособления

3. Физиолого-биохимические приспособления.

Для растений характерны три фазы стресса: 1) первичная стрессовая реакция, 2) адаптация, 3) истощение. Действие стрессора зависит от величины повреждающего фактора, длительности его воздействия и сопротивляемости растения. Устойчивость растений к стрессору зависит и от фазы онтогенеза. Наиболее устойчивы растения, находящиеся в состоянии покоя. Наиболее чувствительны растения в молодом возрасте.

К первичным неспецифическим процессам, происходящим в клетках растений при действии любых стрессоров, относятся:

1. Повышение проницаемости мембран, деполяризация мембранного потенциала плазмалеммы.

2. Вход ионов кальция в цитоплазму из клеточных стенок и внутриклеточных компартментов (вакуоль, эндоплазматическая сеть, митохондрии).

3. Сдвиг рН цитоплазмы в кислую сторону.

4. Активация сборки актиновых микрофиламентов цитоскелета, в результате чего возрастает вязкость и светорассеяние цитоплазмы.

5. Усиление поглощения кислорода, ускоренная трата АТФ, развитие свободнорадикальных процессов.

6. Повышение содержания аминокислоты пролина. Пролин может связываться с белковыми молекулами, защищая их от денатурации.

7. Активация синтеза стрессовых белков.

8. Усиление активности протонной помпы в плазмалемме и, возможно, в тонопласте, препятствующей неблагоприятным сдвигам ионного гомеостаза.

9. Усиление синтеза этилена и абсцизовой кислоты, торможение деления и роста, поглотительной активности клеток и других физиологических процессов, осуществляющихся в обычных условиях.

Кроме того, стрессоры оказывают и специфическое воздействие на клетки. В невысоких дозах повторяющиеся стрессы приводят к закаливанию организма, причем закаливание к одному стрессору способствует повышению устойчивости организма и другим повреждающим факторам.

На организменном уровне сохраняются все клеточные механизмы адаптации и дополняются новыми, отражающими взаимодействие органов в целом растении. Прежде всего, это конкурентные отношения за физиологически активные вещества и пищу. Это позволяет растениям в экстремальных условиях сформировать лишь такой минимум генеративных органов, которые они в состоянии обеспечить необходимыми веществами для созревания. При неблагоприятных условиях ускоряются процессы старения и опадения нижних листьев, а продукты гидролиза их органических соединений используются для питания молодых листьев и формирования генеративных органов. Растения способны замещать поврежденные или утраченные органы путем регенерации и роста пазушных почек. Во всех этих процессах коррелятивного роста участвуют межклеточные системы регуляции (гормональная, трофическая и электрофизиологическая). В условиях длительного и сильного стресса в первую очередь гибнут неустойчивые растения. Они устраняются из популяции, а семенное потомство образуют более устойчивые растения. В результате общий уровень устойчивости в популяции возрастает. Таким образом, на популяционном уровне включается отбор, приводящий к появлению более приспособленных организмов и новых видов.