7.4.4.3. Опыты м.Х.Чайлахяна.

Чтобы выяснить, какие органы чувствительны к пониженным температурам, М.Х.Чайлахян использовал тот же подход, что и при изучении фотопериодизма. У корнеплодов свеклы перед холодовой обработкой срезали листья, а у контрольной группы оставили. Даже без листьев растения восприняли температурный стимул. Это естественно, т.к. в районах с суровой зимой листья обычно отмирают.

Далее Чайлахян яровизировал одну группу растений, а другую содержал при высоких температурах. Затем он привил почки от яровизированных растений на неяровизированные корни и наоборот. Зацвели только растения с яровизированными почками (рис.7.37). Чайлахян сделал вывод, что чувствительным органом является меристема побега.

Обработка гиббереллинами при высоких температурах у моркови, рудбекии, золотарника вызвала цветение, а свекла, колокольчик средний и пшеница не образовали цветков (но междоузлия были вытянутыми, что говорит об активности выбранных доз ГК).

Вероятно, под действием низких температур происходит сдвиг гормонального баланса, который приводит к цветению. Часто одной температурной обработки недостаточно, и растения нуждаются в последующем фотопериодическом стимуле.

7.4.4.4. Стресс-периодизм.

Если самым важным климатическим фактором является засуха, то растения выходят из состояния покоя только после того, как «убедятся», что опасность водного дефицита миновала. Для стимуляции роста им необходима определенная «порция засухи». Некоторые пустынные растения связывают ее с термопериодизмом. Для многих кактусов и литопсов период сухого низкотемпературного покоя стимулирует цветение. Воздействие засухи в комбинации с высокой температурой оказывается важной для закладки цветков у тюльпанов и гиацинтов.

У многих амариллисовых температура не оказывает заметного влияния на удлинение цветоноса. Этим растениям для цветения нужен водный дефицит, причем длительность стимула зависит от продолжительности засухи в природе. Эухарису, растущему в увлажненных местах тропической Америки достаточно 1 месяца, а гиппеаструму, происходящему из полупустынь, нужно от 2 до 6 месяцев засухи. Без засухи заложенный в луковице цветонос не удлиняется и через некоторое время погибает. Явление стресс-периодизма хорошо известно в садовой практике, однако физиологические механизмы изучены слабо.

7.5. Заключение.

Поскольку растение ведет прикрепленный образ жизни, важной стратегией существования является опережающая физиологическая реакция на климатические стрессы. Например, листопад должен совершиться до того, как снег создаст реальную механическую угрозу для растения. С-3 листья должны смениться на С-4 до наступления засухи. Клубни и луковицы эфемероидов в дубравах должны перейти в состяние покоя до того, как освещенность под пологом леса упадет ниже критического уровня. Растение вынуждено рассчитывать сроки цветения так, чтобы плоды успели созреть во время благоприятного периода и т.д.

Чтобы осуществить превентивную реакцию растение оценивает информацию из внешней среды. Наиболее значимы для растения спектральный состав и интенсивность света, колебания температуры и увлажненности, механическое давление, направление вектора силы тяжести, доступность элементов минерального питания и др. Каждый из факторов воспринимается с помощью рецепторов, превращаясь в сигнал. Далее сигнал трансформируется и передается в виде «возмущения» гормональной системы, системы вторичных мессенждеров, активности генома, изменений метаболизма, поведения цитоскелета и т.п.

Разные группы клеток также служат сигналами внутри растения. Для того, чтобы рост был пропорциональным, развитие шло через определенные стадии, удовлетворялись первоочередные потребности каждого органа, растение также использует различные соединения в качестве сигналов.

Разнородные сигналы интергируются в растении так, чтобы выдать максимально адекватный ответ в создавшихся обстоятельствах. Чтобы оценить все pro и contra, на биохимическом уровне существует взаимосвязь потоков информации, «перекрестный разговор» сигнальных систем. В одних случаях сигналы от разных систем подтверждают друг друга (например, длина дня и понижение температур), и тогда стимулы действуют как синэргисты, усиливая друг друга. Если растение оказалось в противоречивой, непривычной ситуации, возникает антагонизм между сигналами.