56. Адаптация растений к условиям засоления. Механизмы солеустойчивости. Устойчивость к тяжелым металлам.

Растения, устойчивые к засолению, называют галофитами(от греч. galos - соль, рhyton - растение). Они отличаются от гликофитов- растений незасоленных водоемов и почв - рядом анатомических и метаболических особенностей. У гликофитов при засолении снижается рост клеток растяжением, нарушается азотный обмен и накапливается токсичный аммиак.

Все галофиты делят на три группы:

1. Настоящие галофиты (эугалофиты) - наиболее устойчивые растения, накапливающие в вакуолях значительные количество солей. Поэтому они обладают большой сосущей силой, позволяющей поглощать воду из сильно засоленной почвы. Для растений этой группы характерна мясистость листьев, которая исчезает при выращивании их на незасоленных почвах.

2. Солевыделяющие галофиты (криногалофиты), поглощая соли, не накапливают их внутри тканей, а выводят из клеток на поверхность листьев с помощью секреторных железок. Выделение солей железками осуществляется с помощью ионных насосов и сопровождается транспортом больших количеств воды. Соли удаляется с опадающими листьями. У некоторых растений избавление от избытка солей происходит без поглощения больших количеств воды, так как соль выделяется в вакуоль клетки-головки листового волоска с последующим ее обламыванием и восстановлением.

3. Соленепроницаемые галофиты (гликогалофиты) растут на менее засоленных почвах. Высокое осмотическое давление в их клетках поддерживается за счет продуктов фотосинтеза, а клетки малопроницаемы для солей. Тяжелые металлы поступают в растение преимущественно через корневую систему из почвы, в меньшей степени — через листья. Растения-аккумуляторы способны накапливать в надземных органах большие количества тяжелых металлов. У растений-индикаторов содержание металла в клетках соответствует его содержанию в почве. В побегах растений-исключателей поддерживается низкая концентрация металлов, несмотря на высокую концентрацию в окружающей среде. В этом случае барьерную функцию выполняет корень. В основе токсического действия тяжелых металлов лежит их способность связываться с серосодержащими веществами (SH-группами белков) и образовывать с ними прочные соединения, что приводит к инактивации ферментов и сопровождается нарушением клеточного метаболизма и физиологических процессов.

Наиболее общие проявления действия тяжелых металлов на растения — это ингибирование фотосинтеза, нарушение транспорта ассимилятов и минерального питания, изменение водного и гормонального статусов организма и торможение роста, причем рост корня более чувствителен, чем рост побега.

Растения выработали целый ряд адаптивных механизмов, защищающих клеточный метаболизм от присутствующих в окружающей среде тяжелых металлов.

Эти механизмы включают: связывание тяжелых металлов клеточной стенкой и выделяемыми клеткой веществами (эксудатами); снижение поступления в клетку тяжелых металлов и выброс их из цитоплазмы в апопласт; хелатирование в цитоплазме пептидами и белками; репарацию повреж­денных белков и компартментацию металлов в вакуоли с помощью переносчиков тонопласта.