4. Роль света в жизни растений, распределение в пространстве.

Значение света велико и разносторонне. Свет необходим для образов-я хлорофилла и формир-я гранальной структуры хлоропластов. Он регулирует работу устьичного аппарата, влияет на газообмен и транспирацию, активирует ряд ферментов, стимулирует биосинтез белков и АК. Свет влияет на деление и растяжение клеток, на ростовые процессы и на развитие растений, опр-т сроки цветения и плодоношения, оказывает формообразующее воздействие. Однако наибольшее влияние свет имеет в воздушном питании растений, в использовании ими солнечной Е в процессе фотосинтеза. С этим связаны основные адаптации растений по отношению к свету.

Солнечная радиация. Всем живым организмам для осущ-я процессов жизнед-ти необходима Е, поступающая извне. Основным её источником явл-я солнечная радиация, на которую приходится ок 99,9% в общем балансе Е земли.

Если принять солнечную Е, достигающую земли за 100%, то 19% её поглощается при прохождении через атмосферу, 34 отражается обратно в космическое пространство и 47 дост-т земной пов-ти в виде прямой и рассеянной радиации.

На УФ часть спектра приходится 1-5%. На видимую 16-45, на инфракрасную 49-84 потока радиации, падающего на землю.Распред-е Е по спектру зависит от массы атмосферы и меняется при различных высотах солнца.Кол-во рассеянной радиации возрастает с увеличением высоты стояния солнца и мутности атмосферы. Спектральный состав рассеянной радиации безоблачн. неба хар-я максимумом Е в области 400-480нм.

Видимый свет, инфракрасное и УФ изл-е различ-я по биологическому действию. Серди УФ-лучей до пов-ти земли доходят только длинноволновые, а коротковолновые-губительны для всего живого, практически полностью поглощ-я на высоте 20-25км озоновым экраном.

Длинноволновые УФ-лучи, обладающие большой Е фотонов, имеют высокую хим-ю активность. Большие дозы их вредны для организмов, а небольшие необходимы многим видам. Инфракрасные лучи с длиной волны более 750нм оказывают тепловое действие.

Видимая радиация несёт ок50% суммарной Е с областью видимой радиации, воспринимаемой человеческим глазом, почти совпадает с физиологич радиацией(300-800нм) в пределах которой выделяют ФАР(область фотосинтетич-й радиации 380-710нм)

область физиологич-й радиации можно условно разделить на ряд зон: УФ-ю(меньше 400нм), сине-фиолетовую(400-500нм), жёлто-зелёную(500-600нм), оранжево-красную(600-700нм), дальнюю красную(больше 700нм)

5. Структурные и физиологические адаптации растений к крайним температурам.

По степени адаптации растений к условиям крайнего дефицита тепла можно выделить 3 группы:

• Нехолодостойкие растения.

Они сильно повреждаются или гибнут при температуре выше точки замерзания воды. Гибель связана с инактивацией ферментов, нарушением обмена НК и белков, проницаемости мембран и прекращением тока ассимилянтов. Это растения дождевых тропических лесов и водоросли теплых морей.

• Неморозостойкие.

Переносят низкие температуры, но гибнут как только в тканях начинает образ-ся лед. При наступлении холодного времени года у них повыш-ся концентрация осмотически активных в-в в клеточном соке и цитоплазм, что понижает точку замерзания до -5-7С^О. Вода в клетках может охлаждаться ниже точки замерзания без немедленного образования льда. Переохлаждаемое состояние не устойчиво и длится чаще всего несколько часов, что позволяет однако растениям переносить заморозки (вечно-зеленые субтропические виды).

• Льдоустойчивые или морозостойкие.

Произрастают в областях с сезонным климатом, с холодными зимами. Во время сильных морозов надземные органы деревьев и кустарников промерзают, но тем не менее сохраняется жизнеспособность.

Осенне-зимний и летний покой растений

В годовой динамике температур четко выражен более или менее продолжительный холодный период, когда преобладают отрицательные температуры и активная жизнедеятельность растений невозможна. В качестве основной адаптации к этому сезонному ритму климатических условий у растений в годичном цикле развития чередуются активные и покоящиеся фазы. Однолетние растения после завершения вегетации переживают осень и зиму в виде семян, многолетние переходят в состояние осенне-зимнего покоя. Состояние покоя у растений характеризуется рядом физиологических особенностей, дающих возможность переносить холод и все другие невзгоды осенне-зимнего периода. Потеря листьев при осеннем листопаде деревьев, кустарников, кустарничков, отмирание надземных частей многолетних травянистых растений — это сокращение транспирирующей поверхности, необходимое зимой, когда корни не способны пополнять большие потери воды, а также сокращение излишних расходов запасных веществ на дыхание листьев. У зимующих частей растений уменьшается содержание воды (особенно ее свободной формы) и проницаемость цитоплазмы, резко замедляется скорость окислительно-восстановительных процессов (снижается интенсивность дыхания), значительно падает содержание ауксинов и других ростовых веществ. В состоянии покоя растения обладают повышенной устойчивостью к различным экстремальным факторам: нагреву, высушиванию и т. д., а также к ядам и другим неэкологическим воздействиям. Но особенно важно то, что в это время значительно увеличивается холодостойкость. В течение всего осенне-зимнего периода покоящиеся растения в большинстве случаев не обнаруживают никаких внешних признаков изменения. Однако в этот период в растениях происходят глубокие внутренние сдвиги, и их состояние в конце зимы сильно отличается от осеннего. Это хорошо видно по изменению способности растений реагировать на оптимальные тепловые условия). Если на первом этапе покоя (осенью или в начале зимы) поставить в воду срезанную ветку дерева или выкопать из-под снега травянистый многолетник и поместить их в тепло, то почки не раскрываются очень долго (а у некоторых не раскрываются совсем). В это время не удается вывести растения из состояния покоя и другими воздействиями, например теплыми ваннами, химическими или механическими раздражителями. Эта фаза получила название глубокого, или органического, покоя. Уже в декабре — начале января срок от момента внесения в тепло до распускания почек сокращается, т. е. покой становится менее глубоким. Начиная с середины — конца января, растения реагируют на действие тепла очень быстро: почки распускаются через 2—3 дня, и в последующие месяцы это состояние уже не меняется. Иными словами, растения готовы к возобновлению развития, глубокий покой окончен, но начало развития в природе невозможно из-за низких зимних температур, и потому эту фазу называют вынужденным покоем. Осенний период с его неустойчивым температурным режимом, частой сменой похолоданий и потеплений опасен для растений тем, что кратковременные потепления могут вызвать возобновление роста и развития и стать толчком к началу новой вегетации. Адаптивный смысл глубокого покоя как раз и заключается в защите против возможных осенних провокаций преждевременного начала развития. Подготовка растений к состоянию покоя происходит заблаговременно. Задолго до наступления холодов начинаются пожелтение и сбрасывание листвы у деревьев и кустарников, процессы «вызревания» побегов (одревеснение, утолщение пробкового слоя). У многолетних травянистых растений и озимых культур происходит закаливание— накопление растворимых углеводов и других защитных веществ, повышающих морозостойкость. Окончание состояния покоя и начало нового вегетационного периода (начало сокодвижения у деревьев, раскрывание почек, отрастание побегов, бутонизация и т. д.) происходят под действием весеннего повышения температуры, т. е. гораздо позже, чем заканчивается фаза глубокого покоя у растений (в середине зимы).