Определение и общая характеристика стресса у растений

Стресс – общая неспецифическая адаптационная реакция организма на действие любых неблагоприятных факторов.

На клеточном уровне к первичным неспецифическим процессам, происходящим при нарастающем действии стрессора, относятся:

- повышение проницаемости мембран, деполяризация мембранного потенциала плазмалеммы;

- вход ионов кальция в цитоплазму из клеточных стенок и внутриклеточных компартментов (вакуоли, ЭПС, митохондрии);

- сдвиг рН цитоплазмы в кислую сторону;

- активация сборки актиновых микрофиламентов и сетей цитоскелета, в результате чего возрастает вязкость и светорассеивание цитоплазмы;

- усиление поглощения кислорода, ускоренная трата АТФ, развитие свободнорадикальных реакций;

- ускорение гидролитических процессов;

- активация и синтез стрессовых белков;

- усиление активности водородной помпы в плазмалемме (возможно, и в тонопласте), что препятствует неблагоприятным сдвигам ионного гомеостаза;

- увеличение синтеза этилена и абсцизовой кислоты, торможение деления и роста, поглотительной активности клетки и других физиологических и метаболических процессов.

Эти стрессовые реакции наблюдаются при действии любого стрессора. Они направлены на защиту внутриклеточных структур и устранение неблагоприятных изменений в клетках. Данные явления взаимосвязаны и развиваются как каскадные реакции. Стрессоры оказывают и специфическое влияние: синтез стрессовых белков и увеличение содержания пролина и т. д.

Чем выше уровень биологической организации, тем большее число механизмов одновременно участвует в адаптации растений к стрессовым воздействиям.

На этом уровне сохраняются все механизмы адаптации, свойственные клетке, но они дополняются новыми, отражающими взаимодействие органов растении.

При конкурентных отношениях между органами за физиологически активные вещества и трофические факторы отношения построены на силе аттрагирующего действия. Этот механизм позволяет растениям в экстремальных условиях сформировать такой минимум генеративных органов (аттрагирующих центров), которые они в состоянии обеспечить необходимыми веществами для нормального созревания.

В процессе замены поврежденных или утраченных органов путем регенерации и роста пазушных почек участвуют межклеточные системы регуляции (гормональная, трофическая, электрофизиологическая).

В растениях резко возрастает выработка этилена и абсцизовой кислоты, что снижает обмен веществ, тормозит ростовые процессы, способствует старению и опадению органов, переходу растения в состояние покоя. Одновременно в тканях снижается содержание ауксина, цитокинина, гиббереллинов. Ведущая роль принадлежит фитогормонам, тормозящим функциональную активность растений.

При адаптации на популяционном уровне в условиях длительного стресса гибнут те индивидуумы, генетическая норма реакции которых на данный экстремальный фактор ограничена узкими пределами. Эти растения устраняются из популяции, а семенное потомство образуют лишь генетически более устойчивые растения. Общий уровень устойчивости в популяции возрастает. В стрессовую реакцию включается дополнительный фактор – отбор, приводящий к появлению более приспособленных организмов и новых

видов (генетическая адаптация). Предпосылка – внутрипопуляционная вариабельность уровня устойчивости к тому или иному фактору или группе факторов.

Грицук Е.Д., 20БТ-2

УСР №16