Механизмы защиты и устойчивости у растений

Для предотвращения отказов используются системы стабилизации:

1, принцип избыточности,

2, принцип гетерогенности равнозначных компонентов,

3,механизмы гомеостаза.

4, Для ликвидации возникших отказов служат системы репарации (восстановления).

На каждом уровне биологической организации действуют свои механизмы. На молекулярном уровне принцип избыточности находит свое выражение, например, в полиплоидии, на организменном — в образовании большого количества гамет и семян. Примерами восстановительной активности на молекулярном уровне служит энзиматическая репарация поврежденной ДНК, на организменном — пробуждение пазушных почек при повреждении апикальной меристемы, регенерация и т. д.

Защита от неблагоприятных факторов среды у растений обеспечивается особенностями:

-анатомического строения (кутикула, корка, механические ткани и т. д.),

-специальными органами защиты (жгучие волоски, колючки),

-двигательными и физиологическими реакциями,

-выработкой защитных веществ (смол, фитоалексинов, фитонцидов, токсинов, защитных белков).

О2

Условия кислородной недостаточности возникают при временном или постоянном переувлажнении, при заболачивании почвы, при вымокании растений, образовании ледяной корки на озимых посевах, в результате создания асфальтовых покрытий в городах, в процессе орошаемого землепользования, при хранении сельскохозяйственной продукции и т. п. Наиболее часто оказываются в этих условиях озимые хлеба (пшеница, рожь, ячмень), а также соя, рис, хлопчатник, некоторые древесные растения — ель, береза, сосна, ива, ольха.

Несмотря на низкое содержание кислорода в заболоченных или затопляемых почвах, многие виды растений приспособились к произрастанию на них. Приспособления к существованию при недостатке кислорода направлены, с одной стороны, на сохранение близкого к нормальному уровню содержания кислорода в тканях, а с другой — на адаптацию к функционированию при пониженной концентрации кислорода в среде.

У растений, корни которых постоянно испытывают недостаток содержания кислорода, в процессе длительной эволюции появились разнообразные изменения в морфолого-анатомическом строении тканей:

-разрастания основания стебля,

-образование дополнительной поверхностной корневой системы,

-вентиляционных систем межклетников, аэренхимы, необходимых для транспорта кислорода из надземных частей растения в корни.

Эти приспособления способствуют тому, что растение получает возможность избежать действия неблагоприятного фактора. В обеспечении кислородом корневой системы, наиболее часто страдающей от недостатка атмосферного кислорода, существенна роль листьев, а у древесных — и чечевичек ветвей и стволов.

Появляется необходимость возникновения приспособлений к существованию растений при пониженной концентрации кислорода. Эти приспособления по своей сути являются физиолого-биохимическими (метаболическими).

Они прежде всего связаны с процессом дыхания. При недостатке кислорода один тип приспособлений состоит в снижении общей интенсивности дыхания и использования дыхательных субстратов, хотя запасы субстратов у растений, характеризующихся такой реакцией (например - у болотных), могут быть больше, чем у мезофитов.

Другой тип приспособлений связан с перестройками в путях дыхания, необходимыми прежде всего для поддержания синтеза АТР, достаточного для сохранения жизнедеятельности растений.

При гипоксии приспособительную роль может играть увеличение активности пентозофосфатного пути дыхания, возобновлению и повышению активности гликолиза.

При отсутствии в анаэробных условиях кислорода как конечного акцептора электронов приспособительными оказываются процессы так называемого аноксического эндогенного окисления, в ходе которого электроны переносятся на такие вещества, как нитраты, двойные связи ненасыщенных соединений (жирные кислоты, каротиноиды). Перенос электронов на подобные акцепторы играет роль «запасного выхода» и способствует продлению жизни растений в описываемых условиях.

Таким образом, устойчивость к гипо- и аноксии характеризуется целым комплексом анатомо-морфологических и физиолого-биохимических приспособлений, обеспечивающих в данных условиях функционирование обмена веществ.

Одним из агротехнических мероприятий, повышающих устойчивость растений к избыточному водоснабжению, является обработка растений и замачивание семян в растворах хлорхолинхлорида. Положительное влияние хлорхолинхлорида отражается на развитии генеративных органов и завязывании зерновок в колосьях пшеницы при ее затоплении. При затоплении ячменя наблюдалось также при предпосевном намачивании семян в растворе никотиновой кислоты, раствором сульфата марганца.