52. Явление покоя. Виды покоя. Регуляция состояния покоя и выхода из него. Значение покоя в жизни растений.

Покой – такое состояние целого растения или отдельных органов, когда отсутствует видимый рост. В покое могут находиться семена, почки, луковицы, клубни и корневища. Не надо представлять себе состояние покоя как полную остановку всех жизненных процессов. В период покоя, несмотря на отсутствие видимого роста, в почках часто функционируют меристемы, закладываются листья, а у некоторых растений – цветки. Покоящиеся органы дышат, в них идёт превращение запасных веществ, но скорость этих процессов мала. Так, в начале зимы в почках и ветках деревьев постепенно исчезает крахмал, накапливаются сахара или липиды, изменяется химический состав Клеток, что увеличивает устойчивость к низким температурам.

Покой может наступить в любое время года. Выделяют два типа покоя: вынужденный и глубокий.

Вынужденный покой - состояние, когда видимого роста нет из-за отсутствия в окружающей среде необходимых условий (пониженные температуры, отсутсвие воды, недостаток кислорода, света). Достаточно создать нормальные условия, как вынужденный покой уйдёт.

Вынужденный покой, вызванный неблагоприятными условиями в период прорастания семян, называется вторичным. Вторичный покой - это приспособление к весенним переменным температурам.

Сигналом для перехода в состояние вынужденного покоя является пдолжительность дня: в умеренной зоне - с наступлением коротких дней, у степных и тропических растений - длинных дней. Изменение продолжительности дня воспринимают листья. Выход из состояния покоя возникает, как правило, не под влияние света, а при улучшении тех самых условий, которые вызвали это приспособление (повышение температуры, влажности). Часто возобновление роста активируют колебания температуры.

Растения готовятся к переходу в состояние вынужденного покоя. Подготовка начинается до наступления неблагоприятных условий. Это позволяет растению повысить свою устойчивость перед наступлением зимы или засухи. Листопад - нормальный физиологический процесс, обусловливающийся образованием отделительного слоя в основании листьев.

В период подготовки к вынужденному покою в клетках изменяется химический состав мембран:

• ненасыщенные липиды заменяются на насыщенные, - что уменьшает проницаемость мембран в 20 раз;

• подавляется обмен веществ;

• увеличивается вязкость цитоплазмы;

• плазмолизам отходит от клеточной стенки, а плазмодесмы втягиваются внутрь протопласта;

• следовательно, нарушается связь между клетками и транспорт веществ.

Перед наступлением покоя часто увеличивается выделение веществ из клетки. В клетках накапливаются гормоны, ингибирующие рост. Благодаря пониженному содержанию воды и повышенному количеству запасных веществ покоящиеся органы и ткани растений обладают значительно большей устойчивостью против неблагоприятных условий, чем интенсивно растущие.

Значение вынужденного покоя - пспособительное ( во время покоя растение устойчивее к неблагоприятным факторам). Однако, если растение не прошло периода покоя, впоследствии темпы роста снижаются, ухудшается плодоношение.

Глубокий, или органический, покой - это отсутсвие видимого роста, несмотря на благоприятные условия внешней среды, вызванное внутренними факторами. Например, клубни картофеля, георгин, луковицы и корневища находятся в покое и не прорастают в течение определенного времени даже в хороших условиях. Почки после короткого периода роста впадают в покоящееся состояние. Состояние покоя характерно и для тропических растений. Разные особи одного вида иногда переходят в состояние покоя ндновременно: оно дерево сбросило листья, а другое - зеленое. В тропиках также наблюдаются случаи, когда у одного и того же дерева один побег потерях все листья и перешёл в состояние покоя, на другом - листья распускаются, третий побег цветёт, а четвёртый - плодоносит.

Глубокий покой вызывается в основном внутренними, эндогенными причинами. У некоторых растений, например у орхидей, ясеня, в созревшем плоде зародыш недоразвит. В период покоя происходит формирование зародыша. Длительная задержка прорастания может быть вызвана особенностями семенной кожуры: твёрдые семена, непроницаемая кожура для воды или газов (отсутствие кислорода или накопление углекислого газа в семенах тормозит рост зародыша). Очень прочная кожура не разрывается при набухании семян, что мешаеттросту зародыша (нужны механические разрывы кожуры).

Накопление ингибиторов роста вселенном зародыше, в эндосперме, особенно часто в семенной кожуре или в мякоти плодов, тоже является причиной глубокого покоя. Продолжительность покоя зависит от скорости их разрушения. Семена могут прорости после вымывания ингибиторов роста.

*Значение для растеневодства.

Знание причин глубокого покоя позволяет управлять его продолжительностью. Методы его прерывания многочисленны.

Когда семена не прорастают из-за наличия твердой оболочки, то хорошие результаты дает механическое перетирание (с песком) или обработка сильными химическими реагентами (серная кислота, ацетон, спирт). Нарушение твердой оболочки семян с помощью различных воздействий называют скарификацией.

Для того чтобы проросли семена, находящиеся в состоянии глубокого покоя, необходимо их подвергнуть определенным воздействиям, в частности выдержать при пониженной температуре (стратификация). При этом семена в большинстве случаев должны быть во влажном состоянии.

Для семян некоторых растений необходимо подсушивание. Так, всхожесть семян кукурузы возрастает по мере того, как в них падает содержание воды. Подсушивание необходимо для прорастания семян томатов.

Как уже упоминалось, семена некоторых растений требуют облучения светом. Особенное значение имеет красный свет (под его действием разрушаются ингибиторы и повышается содержание стимуляторов роста, образуются гидролитические ферменты). Показано, что понижение температуры и освещение красным светом повышают содержание гиббереллинов и цитокининов.

Также существуют методы продления покоя. Если клубни картофели обработать эфиром а-нафтилуксусной кислоты, то они могут лежать, не прорастая и не меняя своих вкусовых качеств, в течение трёх лет.