Глава 7 устойчивость

1.Устойчивость - способность противостоять экстремальному воздействию среды.

Среда обитания - совокупность абиотических(t,свет,климат) и биотических (влияние растений и животных на других членов биогеоценоза) условий, в которых обитает организм. На нашей планете организмы освоили четыре основные среды обитания: водную, наземную (воздушную), почвенную и тело другого организма, используемое паразитами и полу паразитами.

Действие факторов среды на растения. Условия окружающей среды, от которых зависит жизнь организма, называют факторами среды.

Для жизни растений, как и всех других организмов, необходима вода. Ее всасывают корни. Вместе с водой в растение поступают растворенные в ней минеральные вещества, используемые растением для питания, испарения и построения своего тела. В зимнее время для растений наших широт нужен снег. Он укрывает почву, корни и мелкие растения, защищая их от сильных морозов.

Незаменимым для растений фактором среды является свет. Только с использованием света зеленые растения способны образовывать органические вещества. Вот почему от света зависит жизнь любого зеленого растения.

Важное условие жизни растений — температура. Растение реагирует на температуру воздуха, воды и почвы. Большинство растений не переносят очень низкие температуры. Поэтому температурный фактор обусловливает распределение растений по Земле: теплолюбивые произрастают в районах с жарким климатом, холодостойкие — в умеренно холодных зонах. Теплолюбивые растения ведут активную жизнь только при температуре не выше 50 ⁰С, а холодостойкие — при температуре не ниже 0 ⁰С. Растения хорошо развиваются, если температура почвы ниже температуры воздуха, и лучше, если в ночное время прохладнее, чем днем.

Воздух — также важный фактор для растений. Из него растения получают кислород для дыхания и углекислый газ, необходимый для их питания. Поэтому растению, как всем организмам, постоянно нужен чистый воздух.

Имеет значение для растений и ветер. Он перемещает воздух и приносит растениям новые потоки с кислородом и углекислым газом. Ветром разносятся семена и плоды многих растений. Ветер же приносит дождевые облака, охлаждает растения и почву, на которой они растут. Однако очень сильный ветер (ураган) ломает стволы и ветви деревьев, вырывает их с корнем

Условия существования - совокупность жизненно необходимых элементов (свет,тепло,вода,эл-ты питания)

2.Физиологические основы устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды.

В процессе своей жизнедеятельности растения подвергаются воздействию самых разных неблагоприятных факторов среды, или стрессоров. Наиболее распространенные стрессоры – засуха, высокая и низкая температура, недостаток кислорода, избыток солей в почве и т.д. Однако растения способны выживать даже в неблагоприятных условиях благодаря наличию у них свойства устойчивости – способности сохранять относительно стабильное внутреннее состояние (гомеостаз) в меняющихся условиях среды. В агрономическом смысле устойчивость – это способность растений давать достаточно стабильный урожай в неблагоприятных условиях среды.

Адаптация.

При полностью благоприятных окружающих условиях в растении происходит определенный набор физиологических процессов. Если на такое растение подействовать каким-либо стрессором, то растение изменяет этот набор реакций таким образом, чтобы минимизировать вредное действие стрессора. Такое изменение называется адаптацией. Если бы растение не имело способности адаптироваться, то оно погибло бы даже при слабом стрессовом воздействии.

Процесс адаптации растения к действию неблагоприятного фактора среды состоит из 4 фаз: повреждение, возбуждение, закалка и репарация:

1. Повреждение – из-за воздействия стрессора нарушается нормальное функционирование систем растения

2. Возбуждение – в ответ на повреждение в организме растения запускаются различные механизмы, которые должны снизить степень вредного влияния на растение

3. Закалка – эти механизмы начинают действовать, и с их помощью метаболизм растения изменяется так, чтобы действие повреждающего фактора было наименьшим. В результате растение приспосабливается к действию неблагоприятного фактора.

4. Репарация – после того как растение приспособилось к неблагоприятному фактору и ему уже не грозит гибель, оно начинает восстанавливать структуры, поврежденные в ходе предыдущих 3 фаз.

Способы адаптации:

1. Эволюционные (филогенетические) адаптации – адаптации, возникающие в ходе эволюционного процесса на основе генетических мутаций, отбора и передающиеся по наследству. Результат таких адаптаций – оптимальная подгонка организма к среде обитания.

Пример: растения засушливых мест обитания

2. Онтогенетические (фенотипические) адаптации – адаптации, которые обеспечивают выживание данного индивида. Они не связаны с генетическими мутациями и не передаются по наследству. Формирование такого рода приспособлений требует сравнительно много времени, поэтому их иногда называют долговременными адаптациями.

Пример: переход растений на САМ-тип фотосинтеза, помогающий экономить воду, в ответ на водный дефицит

3. Срочная адаптация – адаптация, в основе которой лежит образование и функционирование шоковых защитных систем, происходит при быстрых и интенсивных изменениях условий обитания. Эти адаптации обеспечивают лишь кратковременное выживание при повреждающем действии фактора.

Пример: система теплового шока, образующаяся в ответ на быстрое повышение температур

Типы адаптаций:

• Активная адаптация – это активное противодействие растения неблагоприятному фактору. Для осуществления активной адаптации в растении обязательно должен начаться синтез новых белков (в т.ч. ферментов), которые обеспечивают жизнедеятельность растения в неблагоприятных условиях.

• Пассивная адаптация – это избегание повреждающего действия стрессора или сосуществование с ним. Например, у многих пустынных растений листья покрыты толстой блестящей кутикулой, которая уменьшает нагрев листа и снижает практически до нуля испарение воды с поверхности эпидермиса листьев. Некоторые растения, живущие на почвах, загрязненных тяжелыми металлами, изолируют поглощенные ионы тяжелых металлов в малоактивных клеточных органеллах – вакуолях, а также в стареющих листьях и тем самым без вреда для себя «сосуществуют» с тяжелыми металлами. Многие растения пошли по стратегии избегания еще дальше – на время действия неблагоприятного фактора они гибнут или впадают в состояние глубокого покоя.