Вы получаете растения с ОКС, корневая система растений упакована в целлофановый пакет с кокосовым волокном, что позволяет корневой системе не пересохнуть и не переувлажниться. Суккулентные растения передаются с ОКС.
Итак, вы принесли растения домой. Что дальше?
Адаптация.
Растение необходимо осмотреть и удалить (если обнаружатся) все некрозные ткани, включая погибшие корни. Далее, растения следует обработать системным фунгицидом (фундазол и его аналоги) и инсектицидом, даже если не наблюдается визуальных признаков инфицирования и присутствия вредителей. Помните, любое растение, которое попадает в ваш дом, может быть поражено вредителями, не имея визуальных признаков поражения. Независимо от того, где вы взяли растение - у соседки, в магазине, купили у коллекционера, в теплицах или питомниках - первое, что вы должны сделать - это обработать превентивно от вредителей и фунгидных болезней.
Фузариозные гнили представляют серьезную угрозу для неадаптированных растений, они, как известно, не лечатся, их можно лишь попытаться приостановить системным фунгицидом. Из доступных в России - системный (бенлат, беномил) или контактный (флудиоксонил). Возбудители гнилей могут как переноситься насекомыми, находиться в почве, в которую вы посадите растение, так и уже находиться в дремлющем состоянии в растении, поскольку фузариозом заражены абсолютно все почвы, в том числе и в Таиланде. Пока растение здорово, имеет стабильный набор стандартных реакций здорового растения на внешние раздражители, оно способно противостоять возбудителям, но при стрессе (переезде, заливе, скачке температур и тп) дремлющие болезни активно развиваются и могут погубить растение менее, чем за сутки. Посадка в инертный грунт (например, кокос) не дает гарантии, но существенно уменьшает вероятность развития заболевания.
Бороться имеет смысл одновременно и с вредителями, и гнилями, поскольку насекомые и клещи могут переносить болезни от растения к растению.
По поводу борьбы с фузариозными гнилями и вредителями я лично имела беседу еще в 2009 году с Заведующей отдела защиты растений Главного Ботанического Сада Л.Ю.Трейвас, результаты этой беседы учтены в нижеследующих рекомендациях:
1.Для обработки вновь прибывших растений можно использовать баковую смесь:
"Фундазол" (20г)+ "Хом"(40г)+"Актеллик" (20г) на 10 л воды (20г =1 ст.ложка).
Я не рекомендую замачивать неадаптированные растения , обработку необходимо проводить путем опрыскивания. Хочется напомнить, что обработка должна проводиться со всеми мерами предосторожности - маска, очки, перчатки, - и, конечно, в отсутствии детей и животных. Тот же "Актеллик" весьма вреден для человека. Впрочем, не вреднее "Фитоверма", который позиционируется как препарат биологического происхождения (посмотрите на его класс опасности). На данный момент, на нашем рынке "Актеллик" от Сингенты (он же пиримифос) - один из самых продвинутых, и в смысле действенности (он относительно недавно используется, и устойчивости к нему пока не выработалось), и в смысле безопасности для человека. Он относительно малотоксичен (настолько, что его разрешается использовать в домашних аэрозолях от комаров). Отмечу, что пока в мире не изобретено безопасных химикатов, ни пестицидов, ни фунгицидов, и с этим нам придется смириться, увы, от запаха роз клещ умирать почему-то не хочет.
Я настоятельно не рекомендую отмывать корневую систему, это приведет к переувлажнению и травмированию корней, и как следствие, лавинообразному развитию некроза корневой системы и гибели растения. Даже если на каких-либо форумах или в группах вы наслушались советов "бывалых", которые советуют стряхнуть весь старый грунт, а затем тщательно отмыть корневую систему, не слушайте их, они не понимают, что они советуют. Растения итак находятся в состоянии стресса, главная их задача на этом этапе - заставить корневую систему заработать в новых условиях содержания, и чем меньше вы будете травмировать здоровые корни, тем больше шансов на успех.
2.После того, как растение успешно адаптировалось, необходимо провести комплекс профилактических мероприятий:
- однократный пролив почвы баковой смесью "Фундазол" (20г/10 л) + "Актеллик" (по инструкции). Л.Ю.Трейвас предлагает делать это на постоянной основе дважды в год, но я против, на мой взгляд, столь частое применение приводит к образованию резистентных к химическим препаратам популяций патогенов и вредителей.
- опрыскивание этой же смесью 2 раза в год (осень/зима).
Я не рекомендую самостоятельно увеличивать дозировки препаратов , если у вас нет профильного биологического или химического образования. Не забывайте про такое понятие, как фитотоксичность, растение от обилия химии может и погибнуть.
Так же, я не рекомендую самостоятельно составлять баковые смеси. Можно, конечно, до скончания веков делать безумные баковые смеси из ингредиентов либо дублирующих, либо взаимоисключающих друг друга и экспериментировать на своих растениях, базируясь на своих субъективных ощущениях. Но если нас интересует результат, а не процесс, лучше все-таки основываться на мнении профессионалов, выбрав лично для себя, что именно тебе понятнее, доступнее и реальнее.
3.Дезинфекция горшков перед посадкой:
замачивание в 1% р-ре марганцовки, либо в "Фундазоле" (40г/10л воды).
Краткий обзор других химикатов (акарициды и фунгициды):
1.Вместо "Актеллика" можно использовать "Фуфанон" (по сути это, собственно, карбофос, только значительно лучше очищенный от вредных для человека токсинов), оба препарата являются системными акарицидами и действуют на все стадии развития, кроме яйца. Обращаю ваше внимание на то, что препаратов, действующих на яйца клещей, по словам Л.Ю.Трейвас, на данный момент не существует. Еще лучше эти препараты чередовать - 2 обработки "Актелликом", 2 обработки "Фуфаноном". Лично я люблю баковую смесь "Конфидор" + "Фундазол" в дозировках, указанных на упаковке производителя.
3.Все фунгициды, имеющиеся в продаже в нашей стране, не являются системными, кроме "Фундазола" и потому для борьбы с фузариозом, распространяющимся по сосудистой системе растения, не подходят. Альтернативы "Фундазолу", увы, на данный момент у нас нет.
4."Фитоспорин" и подобные ему препараты на основе действия микробиологии, несмотря на заявленный в аннотации широкий спектр действия, работает только для профилактической обработки семян.
5. "Санмайт" эффективен, обладает только контактным действием, растения должны быть обработаны очень тщательно, так как любой необработанный участок совершенно не защищен. Может действовать на яйца, если попадает непосредственно на них или куколки, раствор проникает внутрь и частично попадает в развивающийся организм. Токсичность препарата невелика, он очень быстро разлагается в окружающей среде водой и светом, не накапливается в водах и почве. Препараты этого класса (блокаторы клеточного дыхания) очень быстро вызывают устойчивость, поэтому на применение накладывается строгое ограничение, пользоваься им можно не более 2-х раз в сезон.
Чего делать не надо:
- Замачивать растения в различных стимулирующих растворах, даже если эти растворы хорошо себя зарекомендовали в ваших условиях на других растениях. На замачивание неадаптированные растения могут отреагировать сбросом корневой системы и лавинообразным развитием гнилей. При использовании различных стимуляторов неадаптированное растение, вместо того, чтобы настраивать свою систему ответов на изменившиеся условия окружающей среды, будет реагировать на стимуляцию процесса, который не является для него первоочередным на данном этапе, а на процесс, что является жизненно важным, у него не останется ресурсов. На мой взгляд, подстегивать процессы в неадаптированных растениях крайне опасно , дайте растению самостоятельно наладить систему ответов на внешние сигналы, обеспечив ему требуемые условия для адаптации. Поскольку главное, что должно сделать растение - это нарастить работающую корневую систему, способную обеспечить жизнедетельность всего растительного организма, использования гормонов корнеобразования на основе гетероауксина допустимо, но только в виде опрыскивания. Про "иммунитет" растений"" можно прочитать вот .
- Растения не должны быть подселены к уже живущим в доме, они должны находиться на карантине в отдельной тепличке. Не стоит помещать растения в уличные неотапливаемые теплицы - летом ночью в Москве и области около +15С, в теплице, конечно, температура выше, но перепады дневной и ночной температуры довольно существенны, а растениям сейчас нужен ровный температурный режим в районе +30С.
Тепличка - контейнер с крышкой, в крышке по всей площади проделаны отверстия диаметром 0,5 см с шагом 10 см для вентиляции, если тепличка достаточно объемная, дополнительное проветривание не требуется. Если объем воздуха в тепличке небольшой, либо растения стоят в ней излишне плотно, проветривание обязательно.
Целлофановый пакет "на голову"
(когда внутри пакета находится только наземная часть растения) не годится категорически,
пытаясь создать таким образом повышенную влажность вокруг кроны, вы совершенно лишаете растение движения воздушных масс, а значит, провоцируете гнили, которые на неадапированных растениях могут привести к молниеносному развитию гнилей.
Если теплички нет и не предвидется, можно попробовать взять большой пакет, в который помещается все растение целиком вместе с горшком
- температурный режим и режим влажности должен быть равномерным вокруг всего растения, включая корневую систему. Не забывайте, что такой принцип замены теплички можно использовать недолго, 2-4 дня, это вариант экстренной помощи, на то время, пока вы обзаведетесь тепличкой, но никак не может быть полноценной заменой тепличке на период адаптации. Внутри пакета создается микроклимат, благоприятный для развития патогенов, это своеобразная чашка Петри - тепло, влажно, доступа свежего воздуха нет. Помните, что пакетом вместо теплички вы можете нанести больше вреда, чем пользы. Пока растение в пакете, проветривайте его несколько раз в день.
Перед помещением растения в тепличку и в процессе адаптации некрозные ткани необходимо обрезать до здоровых. Если их оставить, гниль распространится дальше, и ослабленное растение может погибнуть. Пока не нарастут новые корни, способные обеспечить питанием вегетативную массу, растение может сбрасывать листья, это нормальный процесс адаптации. Для обрезки используем предварительно обработанные спиртом острые ножницы или секатор, срез можно припудрить фундазолом.
Рекомендуемый грунт на период адаптации - чистое кокосовое волокно без добавок и удобрений, либо перлит, если он вам нравится больше. Во всех промышленных грунтах есть органика с полей с возбудителями фузариозных гнилей, не представляющих серьезную опасность для здоровых адаптированных, но несущих серьезную угрозу для ослабленных неадаптированных растений. Мне часто задают вопрос, каким образом можно обеззаразить почву. Увы, возбудители фузариозных гнилей устойчивы к низким температурам, промораживать почву смысла не имеет. Некоторые некомпетентные авторы предлагают пропаривать грунт перед посадкой. Однако, они не учитывают тот факт, что обеззараживание почвы - палка о двух концах, безусловно, патогенная флора и фауна погибнет, но вместе с ней погибнут и полезные организмы. Земля - это живой организм, сложный биоценоз, если его нарушить, а в случае пропаривания, стерилизовать, то вскорости грунт опять будет заселен, и, естественно, первыми на пустое место придут патогены. К тому же, пропаривание безвовзратно нарушает структуру почвы, она перестает быть гигроскопичной и воздухопроницаемой, через какое-то время такой грунт спекается в монолит и становится совершенно непригодным для выращивания растений. Однократный пролив будет во благо, регулярный пролив приведет к образованию устойчивой к фунгициду популяции, поэтому не стоит увлекаться регулярными проливами почвы инсектицидами и фунгицидами.
Посадку имеет смысл осуществлять с использованием прозрачных горшков (если растение крупное) или одноразовых стаканчиков (объем зависит от размера растения). Это необходимо для осуществения визуального мониторинга влажности грунта и образования новых корней. Хочу отдельно обратить внимание на то, что размер горшка должен быть соразмерен корневой системе растения, нельзя брать горшок на вырост, это спровоцирует закисание грунта и развитие гнилей корневой системы.
Полив - будьте осторожны с поливом, корневая система у растений еще не работает, и они могут отреагировать на обильный полив моментальным лавинообразным загниванием. Гнили бывают не только мокрые, но и сухие, растение внезапно усыхает, вы думаете, что это от недостаточного полива, а на самом деле, это усыхание вызвано развитием сухих гнилей. В клинической картине на растении при фузариозе есть как сухие листья, так и водянистые, и это не зависит от повышенной влажности. При фузариозных увяданиях поражение и гибель растений происходят из-за резкого нарушения жизненных функций вследствие закупорки сосудов мицелием гриба и выделения им токсических веществ (фузариевой кислоты, ликомаразмина и др.), закупорка сосудов приводит к симптомам увядания (клиническая картина - сухие листья), а токсины вызывают токсикоз, и он может выражаться именно в водянистости листьев растений. Токсины вызывают разложение клеток листа, а при разложении, естественно, картина вовсе не сухая. Помните, что растение, слегка пересушенное, имеет все шансы прийти в себя при осторожном поливе, залитое растение не имеет шансов на выздоровление.
Если растение слишком крупное и не помещается в контейнере с крышкой, можно соорудить тепличку из двух контейнеров. Объема воздуха внутри такой теплички достаточно для того, чтобы не проделывать дополнительные вентиляционные отверстия. Если же стенки теплички будут запотевать, значит, проветривание все-таки необходимо, для этого верхний контейнер нужно сдвинуть, чтобы обеспечить доступ воздуха через образовавшиеся щели.
Подсветка - важный момент на период адаптации растения, если оно стоит вдали от естественного источника света, либо растение приехало к вам в осенне-зимний период. О специфике покупки тайских растений в осенне-зимний период можно почитать вот . Подсветка должна быть не менее 12-ти часов в сутки, помимо прочего, использование ламп поможет обеспечить необходимое растениям тепло. В период адаптации очень важно поддерживать ровный температурный режим без суточных колебаний, если это невозможно, разница между дневной и ночной температурой должны быть в пределах 5 градусов.
Суккулентные растения (в том числе, и адениумы), ни в коем случае нельзя помещать в тепличку, они не нуждаются в повышенной влажности воздуха, более того, при повышенной влажности воздуха они будут подвержены гнилям. Тепло, подсветка и обработка фунгицидом и инсектицидом на период адаптации им, конечно, необходимы. Подсвечивать суккуленты первые 2-3 недели можно до 18 часов в сутки.
Однако, хочу вас предостеречь от излишнего рвения в организации подсветки, растениям противопоказан свет круглые сутки, у них обязательно должна быть смена дня и ночи, поскольку в темное время суток в тканях растений идут очень важные химические процессы, нарушение которых может привести к тому, что растение не сможет развиваться правильно.
Разные группы растений адаптируются в разные сроки, бывает, что уже через неделю появляются новые корешки, а через пару недель новые листики наклевываются, а бывает, растение месяцами сидит без видимого движения… Это, конечно, зависит еще и от времени года, в осенне-зимний период растения находятся в состоянии покоя и наращивают корневую систему, а с вегетативной массой не торопятся. Не стоит беспокоиться, всему свое время, наступит весна, и растение проснется.
Специфики агротехники тайских адаптированных растений не существует. Не имеет значения, где вы приобрели растение, какова страна происхождения посадочного материала, голландское растение, российское или тайское, все зависит от потребностей конкретной культуры, тут общих рекомендаций нет и быть не может. Я планирую цикл статей по агротехнике разных групп растений, со статьями можно ознакомиться в разделе .
Когда можно считать, что процесс адаптации завершен? Если вы видите через прозрачные стенки контейнера, в которое посажено растение, новые корешки, значит, растение можно начинать приучать к жизни вне теплички. Делать это надо постепенно, снимая крышку с контейнера на небольшие промежутки времени, постепенно увеличивая время нахождения растений в условиях пониженной влажности воздуха. Не торопитесь вытаскивать растения из тепличек, делайте это только тогда, когда убедитесь, что листья не теряют тургор при нахождении вне теплички, растение не затормаживает процесс вегетации, а продолжает начатый в тепличке рост, активно наращивает корневую систему и вегетирует, и тогда оно, переставленное на постоянное место жительство (например, подоконник), не принесет вам неприятных сюрпризов в виде внезапного увядания и гибели, а будет радовать долгие годы. Пересадить растение можно только тогда, когда корни оплетут земляной ком. До этого, после окончания периода адаптации просто добавьте в кокосовый грунт гранулированные удобрения, или пользуйтесь жидкими удобрениями, если вам так удобнее. Теперь можно использовать любые стимуляторы, которые вам нравятся.
в биологии развитие любого признака, который способствует выживанию вида и его размножению. Адаптации могут быть морфологическими, физиологическими или поведенческими.Морфологические адаптации включают изменения формы или строения организма. Пример такой адаптации твердый панцирь черепах, обеспечивающий защиту от хищных животных. Физиологические адаптации связаны с химическими процессами в организме. Так, запах цветка может служить для привлечения насекомых и тем самым способствовать опылению растения. Поведенческая адаптация связана с определенным аспектом жизнедеятельности животного. Типичный пример зимний сон у медведя. Большинство адаптаций представляет собой сочетание перечисленных типов. Например, кровососание у комаров обеспечивается сложной комбинацией таких адаптаций, как развитие специализированных частей ротового аппарата, приспособленных к сосанию, формирование поискового поведения для нахождения животного-жертвы, а также выработка слюнными железами специальных секретов, которые предотвращают свертывание высасываемой крови.
Все растения и животные постоянно адаптируются к окружающей среде. Чтобы понять, как это происходит, необходимо рассматривать не только животное или растение в целом, но и генетическую основу адаптации.
Генетическая основа. У каждого вида программа развития признаков заложена в генетическом материале. Материал и закодированная в нем программа передаются от одного поколения другому, оставаясь относительно неизменными, благодаря чему представители того или иного вида выглядят и ведут себя почти одинаково. Однако в популяции организмов любого вида всегда присутствуют небольшие изменения генетического материала и, следовательно, вариации признаков отдельных особей. Именно из этих разнообразных генетических вариаций процесс приспособления отбирает те признаки или благоприятствует развитию таких признаков, которые в наибольшей степени увеличивают шансы на выживание и тем самым на сохранение генетического материала. Адаптация, таким образом, может рассматриваться как процесс, посредством которого генетический материал повышает свои шансы на сохранение в последующих поколениях. С этой точки зрения, каждый вид олицетворяет собой успешный способ сохранения определенного генетического материала.Чтобы передать генетический материал, особь любого вида должна иметь возможность питаться, дожить до периода размножения, оставить потомство и затем распространить его на возможно большей территории.
Питание. Все растения и животные должны получать из окружающей среды энергию и различные вещества, прежде всего кислород, воду и неорганические соединения. Почти все растения используют энергию Солнца, трансформируя ее в процессе фотосинтеза (см. также ФОТОСИНТЕЗ) . Животные получают энергию, питаясь растениями или другими животными.Каждый вид определенным образом приспособлен к тому, чтобы обеспечивать себя питанием. Ястребы имеют острые когти для захватывания добычи, а расположение глаз в передней части головы позволяет им оценить глубину пространства, что необходимо для охоты при полете на большой скорости. У других птиц, например цапель, развились длинные шея и ноги. Они добывают пищу, осторожно бродя по мелководью и подстерегая зазевавшихся водных животных. Дарвиновы вьюрки группа близкородственных видов птиц с Галапагосских островов представляют классический пример высокоспециализированной адаптации к разным способам питания. Благодаря тем или иным адаптивным морфологическим изменениям, в первую очередь в строении клюва, одни виды стали зерноядными, другие насекомоядными.
Если обратиться к рыбам, то хищники, например акулы и барракуды, имеют острые зубы для поимки добычи. Другие, например мелкие анчоусы и сельди, добывают мелкие частицы пищи путем фильтрации морской воды через гребневидные жаберные тычинки.
У млекопитающих прекрасным примером адаптации к типу питания служат особенности строения зубов. Клыки и коренные зубы у леопардов и других кошачьих исключительно остры, что позволяет этим животным удерживать и разрывать тело жертвы. У оленей, лошадей, антилоп и других пастбищных животных большие коренные зубы имеют широкие ребристые поверхности, приспособленные для пережевывания травы и иной растительной пищи.
Разнообразные способы получения питательных веществ можно наблюдать не только у животных, но и у растений. Многие из них, в первую очередь бобовые горох, клевер и другие развили симбиотические, т.е. взаимовыгодные, отношения с бактериями: бактерии переводят атмосферный азот в химическую форму, доступную для растений, а растения предоставляют бактериям энергию. Насекомоядные растения, такие, как саррацения и росянка, получают азот из тел насекомых, пойманных ловчими листьями.
Защита. Окружающая среда состоит из живых и неживых компонентов. Живое окружение любого вида включает животных, питающихся особями этого вида. Адаптации хищных видов направлены на эффективную добычу пищи; виды-жертвы приспосабливаются, чтобы не стать добычей хищников.Многие виды потенциальные жертвы имеют защитную или маскирующую окраску, которая скрывает их от хищников. Так, у некоторых видов оленей пятнистая шкура молодых особей незаметна на фоне чередующихся пятен света и тени, а зайцев-беляков трудно различить на фоне снежного покрова. Длинные тонкие тела насекомых-палочников тоже трудно увидеть, потому что они напоминают сучки или веточки кустов и деревьев.
У оленей, зайцев, кенгуру и многих других животных развились длинные ноги, позволяющие им убегать от хищников. Некоторые животные, например опоссумы и свиномордые ужи, даже выработали своеобразный способ поведения имитацию смерти, которая повышает их шансы на выживание, поскольку многие хищники не едят падали.
Некоторые виды растений покрыты шипами или колючками, отпугивающими животных. Многие растения имеют отвратительный для животных вкус.
Факторы окружающей среды, в частности климатические, нередко ставят живые организмы в трудные условия. Например, животным и растениям часто приходится приспосабливаться к крайним значениям температуры. Животные спасаются от холода, используя изолирующий мех или перья, мигрируя в места с более теплым климатом или впадая в зимнюю спячку. Большинство растений переживает холода, переходя в состояние покоя, эквивалентное спячке у животных.
В жару охлаждение животного происходит за счет потоотделения или частого дыхания, увеличивающего испарение. Некоторые животные, в особенности пресмыкающиеся и земноводные, способны впадать в летнюю спячку, которая по сути аналогична зимней, но вызвана жарой, а не холодом. Другие просто ищут прохладное место.
Растения могут до некоторой степени поддерживать свою температуру, регулируя интенсивность испарения, которое имеет то же охлаждающее действие, что и потоотделение у животных.
Размножение. Критическим этапом в обеспечении непрерывности жизни является размножение процесс, в ходе которого происходит передача генетического материала следующему поколению. Размножение имеет два важных аспекта: встречу разнополых особей для обмена генетическим материалом и выращивание потомства.К числу адаптаций, обеспечивающих встречу особей разного пола, относится звуковая коммуникация. У некоторых видов большую роль в этом смысле играет обоняние. Например, котов сильно привлекает запах кошки в период течки. Многие насекомые выделяют т.н. аттрактанты химические вещества, привлекающие особей противоположного пола. Запахи цветков являются эффективной адаптацией растений для привлечения насекомых-опылителей. Некоторые цветки сладко пахнут и привлекают питающихся нектаром пчел; другие пахнут отвратительно, привлекая мух, питающихся на падали.
Зрение тоже очень важно для встречи особей разного пола. У птиц брачное поведение самца, его пышные перья и яркая окраска привлекают самку и подготавливают ее к копуляции. Окраска цветка у растений часто указывает, какое животное необходимо для опыления этого растения. Например, цветки, опыляемые колибри, окрашены в красный цвет, который привлекает этих птиц.
Многие животные выработали способы защиты своего потомства в начальный период жизни. Большинство адаптаций такого рода относятся к поведенческим и включают такие действия одного или обоих родителей, которые повышают шансы на выживание детенышей. Большинство птиц строит гнезда, характерные для каждого вида. Однако некоторые виды, например воловья птица, откладывают яйца в гнезда других видов птиц и вверяют детенышей родительской заботе вида-хозяина. У многих птиц и млекопитающих, а также у некоторых рыб имеется период, когда один из родителей идет на большой риск, беря на себя функцию защиты потомства. Хотя такое поведение иногда грозит гибелью родителю, оно обеспечивает безопасность потомства и сохранение генетического материала.
Целый ряд видов животных и растений использует иную стратегию размножения: они производят на свет огромное число потомков и оставляют их незащищенными. В этом случае низкие шансы на выживание у отдельной подрастающей особи оказываются сбалансированы многочисленностью потомства. См. также РАЗМНОЖЕНИЕ.
Расселение. Большинство видов выработало механизмы для удаления потомства от тех мест, где оно появилось на свет. Этот процесс, называемый расселением, увеличивает вероятность того, что потомство будет подрастать на еще не занятой территории.Большинство животных просто избегает мест, где слишком сильна конкуренция. Однако накапливаются свидетельства в пользу того, что расселение обусловлено генетическими механизмами.
Многие растения приспособились к распространению семян с помощью животных. Так, соплодия дурнишника имеют на поверхности крючочки, которыми они цепляются за шерсть проходящих мимо животных. Другие растения образуют вкусные мясистые плоды, например ягоды, которые поедаются животными; семена проходят через пищеварительный тракт и неповрежденными «высеваются» в другом месте. Для распространения растения используют и ветер. Например, ветром переносятся «пропеллеры» семян клена, а также семена ваточника, имеющие хохолки из тонких волосков. Степные растения типа перекати-поле, приобретающие к моменту созревания семян шарообразную форму, перегоняются ветром на большие расстояния, по пути рассеивая семена.
Выше были приведены лишь некоторые наиболее яркие примеры адаптаций. Однако практически каждый признак любого вида является результатом адаптации. Все эти признаки составляют гармоничную совокупность, что позволяет организму успешно вести свой особый образ жизни. Человек во всех его признаках, от структуры головного мозга до формы большого пальца на ноге, является результатом адаптации. Адаптивные признаки способствовали выживанию и размножению его предков, имевших те же самые признаки. В целом концепция адаптации имеет большое значение для всех направлений биологии. См. также НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ.
ЛИТЕРАТУРА Левонтин Р.К. Адаптация . В сб.: Эволюция. М., 1981Покрытосеменные по сравнению с другими высшими растениями в настоящее время преобладают в растительном покрове Земли. Они оказались «победителями в борьбе за существование», т.к. смогли приспособиться к различным условиям жизни благодаря следующим особенностям:
Семя защищено плодом, который формируется из цветка;
Растения опыляются не только с помощью ветра, но и с помощью насекомых и других животных, которых привлекает нектар цветков;
Плоды имеют разнообразные приспособления для расселения семян ветром, водой, животными;
Проводящая система, соединяющая надземную и подземную части, развита лучше, чем у всех остальных отделов растений;
Вегетативные органы (корни, стебли, листья) очень разнообразны по строению в зависимости от условий обитания;
Покрытосеменные представлены разнообразными жизненными формами: деревья, кустарники, травы;
Наряду с семенным размножением широко распространено вегетативное;
Таким образом, господство покрытосеменных в современной флоре связано с появлением нового генеративного органа (цветка), разнообразием вегетативных органов, появлением различных способов питания и размножения.
Что такое СПИД и в чем заключается опасность этого заболевания?
Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) - это инфекционное заболевание, поражающее иммунную систему человека. Возбудителем является вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), который поселяется в Т-лимфоцитах и уничтожает их, нарушая иммунный ответ организма на проникновение инфекции и возникновение опухолевых клеток. В результате такого воздействия ВИЧ любая инфекция (например, стафилококк) может привести к летальному исходу.
Особая опасность СПИДа заключается в длительном бессимптомном инкубационном периоде, когда даже сам больной не знает, что он является источником инфекции.
Пока не найдена вакцина или лекарство от СПИДа, медицинская помощь состоит в облегчении симптомов заболевания. Смертность на сегодня составляет 100% от количества зараженных.
Пути передачи вируса: половой, от матери к плоду, через кровь.
Предупреждением заболевания является прерывание путей передачи.
Половой путь можно прервать:
воздержанием от половых отношений;
ответственным выбором партнера;
использованием презерватива.
Путь передачи ВИЧ через кровь от матери к плоду прервать крайне затруднительно (необходим постоянный медицинский контроль с момента зачатия).
ВИЧ может попасть в кровь:
1) при использовании нестерильных медицинских инструментов (инъекции, лечение зубов);
2) в результате нарушения гигиенических требований к проведению косметических процедур (маникюр, педикюр).
ВИЧ распространен среди наркоманов, т.к. для внутривенных инъекций они используют общий шприц.
Таким образом, предупредить СПИД возможно при условии соблюдения норм личной и социальной гигиены.
Билет № 3
1. Охарактеризуйте особенности скелета человека, возникшие в связи с прямохождением и трудовой деятельностью.
3. Какие основные пути попадания в организм человека радионуклидов, каковы меры предупреждения?
1. Охарактеризуйте особенности скелета человека, возникшие в связи с прямохождением и трудовой деятельностью.
I. Сходство в строении скелетов человека и млекопитающих животных:
1. Скелеты состоят из одинаковых отделов: череп, туловище (грудная клетка и позвоночник), верхние и нижние конечности, пояса конечностей.
2. Эти отделы образованы одинаковой последовательностью соединения костей.
Например:
грудная клетка - ребра, грудина, грудной отдел позвоночника;
верхняя конечность:
1) плечо (плечевая кость);
2) предплечье (локтевая и лучевая кости);
3) кисть (запястье, пястье и фаланги пальцев);
пояс верхних конечностей - лопатки, ключицы;
нижняя конечность:
1) бедро (бедренная кость);
2) голень (большая и малая берцовая кости);
3) стопа (предплюсна, плюсна, фаланги пальцев);
пояс нижних конечностей - тазовые кости.
II. Отличия в строении скелетов человека и животных:
1. Мозговой отдел черепа больше, чем лицевой. Это связано с развитием мозга в результате трудовой деятельности.
2. Кость нижней челюсти имеет подбородочный выступ, что связано с развитием речи.
3. Позвоночник имеет четыре плавных изгиба: шейный, грудной, поясничный, крестцовый, которые амортизируют толчки при ходьбе, беге, прыжках.
4. В связи с вертикальным положением тела грудная клетка человека расширена в стороны.
5. Таз имеет форму чаши и является опорой для внутренних органов.
6. Сводчатая стопа амортизирует толчки при ходьбе, беге, прыжках.
7. Все кости кисти и их соединение с запястьем очень подвижны, большой палец противопоставлен остальным. Рука - орган труда. Развитие большого пальца руки и его противопоставление всем остальным, благодаря чему кисть способна выполнять разнообразные и чрезвычайно тонкие трудовые операции. Это связано с трудовой деятельностью.
Таким образом, сходство в строении скелетов связано с единым происхождением, а отличия - с прямохождением, трудовой деятельностью и развитием речи.
2. Как организмы взаимодействуют между собой в среде? Приведите примеры форм сосуществования организмов.
Возможны следующие виды влияний одних организмов на другие:
Положительное - один организм получает пользу за счёт другого.
Отрицательное - организму причиняется вред из-за другого.
Нейтральное - другой никак не влияет на организм.
Способы сосуществования организмов
Мутуализм - взаимовыгодные отношения между организмами. Мутуализм может быть «жёстким» или «мягким». В первом случае сотрудничество жизненно необходимо для обоих партнеров, во втором отношения более или менее факультативны.
Пиявка, живущая на брюшке омара и истребляющая только погибшие и
загнивающие яйца, которые омар носит прикрепленными к брюшку;
Рыба-клоун живет вблизи актиний, в случае угрозы рыба находит убежище в
щупальцах актиний, при этом рыбы-клоуны отгоняют других рыб, которые любят
полакомиться актиниями.
Комменсализм - взаимоотношения между индивидами или группами разных видов, которые существуют без конфликтов и без взаимопомощи. Варианты комменсализма:
· комменсал ограничивается использованием пищи организма другого вида (в извивах раковины рака-отшельника обитает кольчатый, питающийся остатками пищи рака);
· комменсал прикрепляется к организму другого вида, который становится «хозяином» (например, рыба-прилипала плавником-присоской прикрепляется к коже акул и др. крупных рыб, передвигаясь с их помощью);
· комменсал селится во внутренних органах хозяина (например, некоторые жгутиконосцы обитают в кишечнике млекопитающих).
Аменсализм - тип межвидовых взаимоотношений, при котором один вид, именуемый аменсалом, претерпевает угнетение роста и развития, а второй, именуемый ингибитором, таким испытаниям не подвержен.
Влияние деревьев-доминантов на виды мохового и травяного ярусов: под пологом
деревьев уменьшается освещенность, повышается влажность воздуха.
Хищничество - трофические отношения между организмами, при которых один из них (хищник) атакует другого (жертву) и питается частями его тела.Например, львы поедают буйволов; медведи ловят рыбу.
Реакции на неблагоприятные факторы среды только при некоторых условиях являются губительными для живых организмов, а в большинстве случаев они имеют адаптивное значение. Поэтому эти ответные реакции были названы Селье «общим адаптационным синдромом». В более поздних работах термины «стресс» и «общий адаптационный синдром» он употреблял как синонимы.
Адаптация — это генетически детерминированный процесс формирования защитных систем, которые обеспечивают повышение устойчивости и протекание онтогенеза в неблагоприятных для него условиях.
Адаптация является одним из важнейших механизмов, который повышает устойчивость биологической системы, в том числе растительного организма, в изменившихся условиях существования. Чем лучше организм адаптирован к какому-то фактору, тем он устойчивее к его колебаниям.
Генотипически обусловленная способность организма изменять метаболизм в определенных пределах в зависимости от действия внешней среды называется нормой реакции . Она контролируется генотипом и свойственна всем живым организмам. Большинство модификаций, которые возникают в пределах нормы реакции, имеют адаптивное значение. Они соответствуют изменениям среды обитания и обеспечивают лучшую выживаемость растений при колебаниях условии окружающей среды. В этой связи такие модификации имеют эволюционное значение. Термин «норма реакции» введен В.Л. Йогансеном (1909).
Чем больше способность вида или сорта модифицироваться в соответствии с окружающей средой, тем шире его норма реакции и выше способность к адаптации. Это свойство отличает устойчивые сорта сельскохозяйственных культур. Как правило, несильные и кратковременные изменения факторов внешней среды не приводят к существенным нарушениям физиологических функций растений. Это обусловлено их способностью сохранять относительное динамическое равновесие внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций в условиях изменяющейся внешней среды. В то же время резкие и продолжительные воздействия приводят к нарушению многих функций растения, а нередко и к его гибели.
Адаптация включает в себя все процессы и приспособления (анатомические, морфологические, физиологические, поведенческие и др.), которые способствуют повышению устойчивости и способствуют выживанию вида.
1. Анатомо-морфологические приспособления . У некоторых представителей ксерофитов длина корневой системы достигает несколько десятков метров, что позволяет растению использовать грунтовую воду и не испытывать недостатка влаги в условиях почвенной и атмосферной засухи. У других ксерофитов наличие толстой кутикулы, опушенность листьев, превращение листьев в колючки уменьшают потери воды, что очень важно в условиях недостатка влаги.
Жгучие волоски и колючки защищают растения от поедания животными.
Деревья в тундре или на больших горных высотах имеют вид приземистых стелющихся кустарников, зимой они засыпаются снегом, который защищает их от сильных морозов.
В горных районах с большими суточными колебаниями температуры растения часто имеют форму распластанных подушек с плотно расположенными многочисленными стеблями. Это позволяет сохранять внутри подушек влагу и относительно равномерную в течение суток температуру.
У болотных и водных растений формируется специальная воздухоносная паренхима (аэренхима), которая является резервуаром воздуха и облегчает дыхание частей растения, погруженных в воду.
2. Физиолого-биохимические приспособления . У суккулентов приспособлением для произрастания в условиях пустынь и полупустынь является усвоение СО 2 в ходе фотосинтеза по CAM-пути. У этих растений устьица днем закрыты. Таким образом, растение сохраняет внутренние запасы воды от испарения. В пустынях вода является главным фактором, ограничивающим рост растений. Устьица открываются ночью, и в это время происходит поступление СО 2 в фотосинтезирующие ткани. Последующее вовлечение СО 2 в фотосинтетический цикл происходит днем уже при закрытых устьицах.
К физиолого-биохимическим приспособлениям относятся способность устьиц открываться и закрываться, в зависимости от внешних условий. Синтез в клетках абсцизовой кислоты, пролина, защитных белков, фитоалексинов, фитонцидов, повышение активности ферментов, противодействующих окислительному распаду органических веществ, накопление в клетках сахаров и ряд других изменений в обмене веществ содействует повышению устойчивости растений к неблагоприятным условиям внешней среды.
Одна и та же биохимическая реакция может осуществляться несколькими молекулярными формами одного и того же фермента (изоферментами), при этом каждая изоформа проявляет каталитическую активность в относительно узком диапазоне некоторого параметра окружающей среды, например температуры. Наличие целого ряда изоферментов позволяет растению осуществлять реакцию в значительно более широком диапазоне температур, по сравнению с каждым отдельным изоферментом. Это дает возможность растению успешно выполнять жизненные функции в изменяющихся температурных условиях.
3. Поведенческие приспособления, или избегание действия неблагоприятного фактора . Примером могут служить эфемеры и эфемероиды (мак, звездчатка, крокусы, тюльпаны, подснежники). Они проходят весь цикл своего развития весной за 1,5-2 месяца, еще до наступления жары и засухи. Таким образом, они как бы уходят, или избегают попадания под влияние стрессора. Подобным образом раннеспелые сорта сельскохозяйственных культур формируют урожай до наступления неблагоприятных сезонных явлений: августовских туманов, дождей, заморозков. Поэтому селекция многих сельскохозяйственных культур направлена на создание раннеспелых сортов. Многолетние растения зимуют в виде корневищ и луковиц в почве под снегом, защищающим их от вымерзания.
Адаптация растений к неблагоприятным факторам осуществляется одновременно на многих уровнях регуляции — от отдельной клетки до фитоценоза. Чем выше уровень организации (клетка организм, популяция) тем большее число механизмов одновременно участвует в адаптации растений к стрессам.
Регуляция метаболических и адаптационных процессов внутри клетки осуществляется с помощью систем: метаболической (ферментативной); генетической; мембранной. Эти системы тесно связаны между собой. Так, свойства мембран зависят от генной активности, а дифференциальная активность самих генов находится под контролем мембран. Синтез ферментов и их активность контролируются на генетическом уровне, в то же время ферменты регулируют нуклеиновый обмен в клетке.
На организменном уровне к клеточным механизмам адаптации добавляются новые, отражающие взаимодействие органов. В неблагоприятных условиях растения создают и сохраняют такое количество плодоэлементов, которое в достаточном количестве обеспечено необходимыми веществами, чтобы сформировать полноценные семена. Например, в соцветиях культурных злаков и в кронах плодовых деревьев в неблагоприятных условиях более половины заложившихся завязей могут опасть. Такие изменения основаны на конкурентных отношениях между органами за физиологически активные и питательные вещества.
В условиях стрессов резко ускоряются процессы старения и опадения нижних листьев. При этом нужные растениям вещества перемещаются из них в молодые органы, отвечая стратегии выживания организма. Благодаря реутилизации питательных веществ из нижних листьев сохраняются жизнеспособными более молодые — верхние листья.
Действуют механизмы регенерации утраченных органов. Например, поверхность ранения покрывается вторичной покровной тканью (раневой перидермой), рана на стволе или ветке зарубцовывается наплывами (каллюсами). При утрате верхушечного побега у растений пробуждаются спящие почки и усиленно развиваются боковые побеги. Весеннее восстановление листьев вместо опавших осенью — это также пример естественной регенерации органов. Регенерация как биологическое приспособление, обеспечивающее вегетативное размножение растений отрезками корня, корневища, слоевища, стеблевыми и листовыми черенками, изолированными клетками, отдельными протопластами, имеет большое практическое значение для растениеводства, плодоводства, лесоводства, декоративного садоводства и пр.
В процессах защиты и адаптации на уровне растения участвует и гормональная система. Например, при действии неблагоприятных условий в растении резко возрастает содержание ингибиторов роста: этилена и абсциссой кислоты. Они снижают обмен веществ, тормозят ростовые процессы, ускоряют старение, опадение органов, переход растения в состояние покоя. Торможение функциональной активности в условиях стресса под влиянием ингибиторов роста является характерной для растений реакцией. Одновременно с этим в тканях снижается содержание стимуляторов роста: цитокинина, ауксина и гиббереллинов.
На популяционном уровне присоединяется отбор, который приводит к появлению более приспособленных организмов. Возможность отбора определяется существованием внутрипопуляционной изменчивости устойчивости растений к разным факторам внешней среды. Примером внутрипопуляционной изменчивости по устойчивости может служить недружность появления всходов на засоленной почве и увеличение варьирования сроков прорастания при усилении действия стрессора.
Вид в современном представлении состоит из большого числа биотипов — более мелких экологических единиц, генетически одинаковых, но проявляющих разную устойчивость к факторам внешней среды. В различных условиях не все биотипы одинаково жизненны, и в результате конкуренции остаются лишь те из них, которые наиболее отвечают данным условиям. То есть, устойчивость популяции (сорта) к тому или иному фактору определяется устойчивостью составляющих популяцию организмов. Устойчивые сорта имеют в своем составе набор биотипов, обеспечивающих хорошую продуктивность даже в неблагоприятных условиях.
Вместе с тем, в процессе многолетнего культивирования у сортов изменяется состав и соотношение биотипов в популяции, что отражается на продуктивности и качестве сорта, часто не в лучшую сторону.
Итак, адаптация включает в себя все процессы и приспособления, повышающие устойчивость растений к неблагоприятным условиям среды (анатомические, морфологические, физиологические, биохимические, поведенческие, популяционные и др.)
Но для выбора наиболее эффективного пути адаптации главным является время, в течение которого организм должен приспособиться к новым условиям.
При внезапном действии экстремального фактора ответ не может быть отложен, он должен последовать незамедлительно, чтобы исключить необратимые повреждения растения. При длительных воздействиях небольшой силы адаптационные перестройки происходят постепенно, при этом увеличивается выбор возможных стратегий.
В этой связи различают три главные стратегии адаптации: эволюционные , онтогенетические и срочные . Задача стратегии — эффективное использование имеющихся ресурсов для достижения основной цели — выживания организма в условиях стресса. Стратегия адаптации направлена на поддержание структурной целостности жизненно важных макромолекул и функциональной активности клеточных структур, сохранение систем регуляции жизнедеятельности, обеспечение растений энергией.
Эволюционные, или филогенетические адаптации (филогенез — развитие биологического вида во времени) — это адаптации, возникающие в ходе эволюционного процесса на основе генетических мутаций, отбора и передающиеся по наследству. Они являются наиболее надежными для выживания растений.
У каждого вида растений в процессе эволюции выработались определенные потребности к условиям существования и приспособленность к занимаемой им экологической нише, стойкое приспособление организма к среде обитания. Влаголюбие и теневыносливость, жароустойчивость, холодоустойчивость и другие экологические особенности конкретных видов растений сформировались в результате длительного действия соответствующих условий. Так, теплолюбивые и короткодневные растения характерны для южных широт, менее требовательные к теплу и длиннодневные растения — для северных. Хорошо известны многочисленные эволюционные адаптации к засухе растений-ксерофитов: экономное расходование воды, глубоко залегающая корневая система, сбрасывание листьев и переход в состояние покоя и другие приспособления.
В этой связи сорта сельскохозяйственных растений проявляют устойчивость именно к тем факторам внешней среды, на фоне которых проводится селекция и отбор продуктивных форм. Если отбор проходит в ряде последовательных генераций на фоне постоянного влияния какого-либо неблагоприятного фактора, то устойчивость сорта к нему может быть существенно увеличена. Закономерно, что сорта селекции НИИ сельского хозяйства Юго-Востока (г. Саратов), более устойчивы к засухе, чем сорта, созданные в селекционных центрах Московской области. Таким же путем в экологических зонах с неблагоприятными почвенноклиматическими условиями сформировались устойчивые местные сорта растений, а эндемичные виды растений устойчивы именно к тому стрессору, который выражен в ареале их обитания.
Характеристика устойчивости сортов яровой пшеницы из коллекции Всероссийского института растениеводства (Семенов и др., 2005)
| Сорт | Происхождение | Устойчивость |
| Энита | Подмосковье | Средне засухоустойчивый |
| Саратовская 29 | Саратовская обл. | Засухоустойчивый |
| Комета | Свердловская обл. | Засухоустойчивый |
| Каразино | Бразилия | Кислотоустойчивый |
| Прелюдия | Бразилия | Кислотоустойчивый |
| Колониас | Бразилия | Кислотоустойчивый |
| Тринтани | Бразилия | Кислотоустойчивый |
| ППГ-56 | Казахстан | Солеустойчивый |
| Ошская | Киргизия | Солеустойчивый |
| Сурхак 5688 | Таджикистан | Солеустойчивый |
| Мессель | Норвегия | Соленеустойчивый |
В природной обстановке условия среды обычно изменяются очень быстро, и времени, в течение которого стрессовый фактор достигает повреждающего уровня, недостаточно для формирования эволюционных приспособлений. В этих случаях растения используют не постоянные, а индуцируемые стрессором защитные механизмы, формирование которых генетически предопределено (детерминировано).
Онтогенетические (фенотипические) адаптации не связаны с генетическими мутациями и не передаются по наследству. Формирование такого рода адаптаций требует сравнительно много времени, поэтому их называют долговременными адаптациями. Одним из таких механизмов является способность ряда растений формировать водосберегающий путь фотосинтеза CAM-типа в условиях водного дефицита, вызванного засухой, засолением, действием низких температур и других стрессорами.
Эта адаптация связана с индукцией экспрессии «неактивного» в нормальных условиях гена фосфоенолпируваткарбоксилазы и генов других ферментов CAM-пути усвоения СО 2 , с биосинтезом осмолитов (пролина), с активацией антиоксидантных систем и изменением суточных ритмов устьичных движений. Все это приводит к очень экономному расходованию воды.
У полевых культур, например, у кукурузы, аэренхима в обычных условиях произрастания отсутствует. Но в условиях затопления и недостатка в тканях кислорода в корнях у нее происходит гибель части клеток первичной коры корня и стебля (апоптоз, или программируемая смерть клеток). На их месте образуются полости, по которым кислород из надземной части растения транспортируется в корневую систему. Сигналом для гибели клеток является синтез этилена.
Срочная адаптация происходит при быстрых и интенсивных изменениях условий обитания. В основе ее лежит образование и функционирование шоковых защитных систем. К шоковым защитным системам относятся, например, система белков теплового шока, которая образуется в ответ на быстрое повышение температуры. Эти механизмы обеспечивают кратковременные условия выживания при действии повреждающего фактора и тем самым создают предпосылки для формирования более надежных долговременных специализированных механизмов адаптации. Примером специализированных механизмов адаптации является новообразование антифризных белков при низких температурах или синтез сахаров в процессе перезимовки озимых культур. Вместе с тем, если повреждающее действие фактора превышает защитные и репарационные возможности организма, то неминуемо наступает смерть. В этом случае организм погибает на этапе срочной или на этапе специализированной адаптации в зависимости от интенсивности и продолжительности действия экстремального фактора.
Различают специфические и неспецифические (общие) ответные реакции растений на стрессор.
Неспецифические реакции не зависят от природы действующего фактора. Они одни и те же при действии высокой и низкой температуры, недостатка или избытка влаги, высокой концентрации солей в почве или вредных газов в воздухе. Во всех случаях в клетках растений повышается проницаемость мембран, нарушается дыхание, возрастает гидролитический распад веществ, увеличивается синтез этилена и абсцизовой кислоты, тормозится деление и растяжение клеток.
В таблице представлен комплекс неспецифических изменений, протекающих у растений под влиянием различных факторов внешней среды.
Изменение физиологических параметров у растений под действием стрессовых условий (по Г.В, Удовенко, 1995)
| Параметры | Характер изменения параметров в условиях | |||
| засухи | засоления | высокой температуры | низкой температуры | |
| Концентрация ионов в тканях | Растет | Растет | Растет | Растет |
| Активность воды в клетке | Падает | Падает | Падает | Падает |
| Осмотический потенциал клетки | Растет | Растет | Растет | Растет |
| Водоудерживающая способность | Растет | Растет | Растет | — |
| Водный дефицит | Растет | Растет | Растет | — |
| Проницаемость протоплазмы | Растет | Растет | Растет | — |
| Интенсивность транспирации | Падает | Падает | Растет | Падает |
| Эффективность транспирации | Падает | Падает | Падает | Падает |
| Энергетическая эффективность дыхания | Падает | Падает | Падает | — |
| Интенсивность дыхания | Растет | Растет | Растет | — |
| Фотофосфорилирование | Снижается | Снижается | — | Снижается |
| Стабилизация ядерной ДНК | Растет | Растет | Растет | Растет |
| Функциональнаяя активность ДНК | Снижается | Снижается | Снижается | Снижается |
| Концентрация пролина | Растет | Растет | Растет | — |
| Содержание водорастворимых белков | Растет | Растет | Растет | Растет |
| Синтетические реакции | Подавлены | Подавлены | Подавлены | Подавлены |
| Поглощение ионов корнями | Подавлено | Подавлено | Подавлено | Подавлено |
| Транспорт веществ | Подавлен | Подавлен | Подавлен | Подавлен |
| Концентрация пигментов | Падает | Падает | Падает | Падает |
| Деление клеток | Тормозится | Тормозится | — | — |
| Растяжение клеток | Подавлено | Подавлено | — | — |
| Число плодоэлементов | Снижено | Снижено | Снижено | Снижено |
| Старение органов | Ускорено | Ускорено | Ускорено | — |
| Биологический урожай | Понижен | Понижен | Понижен | Понижен |
Исходя из данных таблицы видно, что устойчивость растений к нескольким факторам сопровождается однонаправленными физиологическими изменениями. Это дает основание считать, что повышение устойчивости растений к одному фактору может сопровождаться повышением устойчивости к другому. Это подтверждено экспериментами.
Опытами в Институте физиологии растений РАН (Вл. В. Кузнецов и др.) показано, что кратковременная тепловая обработка растений хлопчатника сопровождается повышением их устойчивости к последующему засолению. А адаптация растений к засолению приводит к повышению их устойчивости к высокой температуре. Тепловой шок повышает способность растений приспосабливаться к последующей засухе и, наоборот, в процессе засухи повышается устойчивость организма к высокой температуре. Кратковременное воздействие высокой температурой повышает устойчивость к тяжелым металлам и УФ-Б облучению. Предшествующая засуха способствует выживанию растений в условиях засоления или холода.
Процесс повышения устойчивости организма к данному экологическому фактору в результате адаптации к фактору иной природы называется кросс-адаптацией .
Для изучения общих (неспецифических) механизмов устойчивости большой интерес представляет ответ растений на факторы, вызывающие у растений водный дефицит: на засоление, засуху, низкие и высокие температуры и некоторые другие. На уровне целого организма все растения реагируют на водный дефицит одинаково. Характерно угнетение роста побегов, усиление роста корневой системы, синтеза абсцизовой кислоты, снижение устьичной проводимости. Спустя некоторое время, ускоренно стареют нижние листья, и наблюдается их гибель. Все эти реакции направлены на снижение расходования воды за счет сокращения испаряющей поверхности, а также за счет увеличения поглотительной деятельности корня.
Специфические реакции — это реакции на действие какого-либо одного стрессового фактора. Так, фитоалексины (вещества со свойствами антибиотиков) синтезируются в растениях в ответ на контакт с болезнетворными микроорганизмами (патогенами).
Специфичность или не специфичность ответных реакций, подразумевает, с одной стороны, отношение растения к различным стрессорам и, с другой стороны, характерность реакций растений различных видов и сортов на один и тот же стрессор.
Проявление специфических и неспецифических ответных реакций растений зависит от силы стресса и скорости его развития. Специфические ответные реакции возникают чаще, если стресс развивается медленно, и организм успевает перестроиться и приспособиться к нему. Неспецифические реакции обычно возникают при более кратковременном и сильном действии стрессора. Функционирование неспецифических (общих) механизмов устойчивости позволяет растению избегать больших затрат энергии для формирования специализированных (специфических) механизмов адаптации в ответ на любое отклонение от нормы условий их обитания.
Устойчивость растений к стрессовому воздействию зависит от фазы онтогенеза. Наиболее устойчивы растения и органы растений в покоящемся состоянии: в виде семян, луковиц; древесные многолетние — в состоянии глубокого покоя после листопада. Наиболее чувствительны растения в молодом возрасте, так как в условиях стресса процессы роста повреждаются в первую очередь. Вторым критическим периодом является период формирования гамет и оплодотворения. Действие стресса в этот период приводит к снижению репродуктивной функции растений и снижению урожая.
Если стрессовые условия повторяются и имеют небольшую интенсивность, то они способствуют закаливанию растений. На этом основаны методы повышения устойчивости к низким температурам, жаре, засолению, повышенному содержанию в воздухе вредных газов.
Надежность растительного организма определяется его способностью не допускать или ликвидировать сбои на разных уровнях биологической организации: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, организменном и популяционном.
Для предотвращения сбоев в жизнедеятельности растений под влиянием неблагоприятных факторов используются принципы избыточности , гетерогенности функционально равнозначных компонентов , системы репарации утраченных структур .
Избыточность структур и функциональных возможностей — один из основных способов обеспечения надежности систем. Избыточность и резервирование имеет многообразные проявления. На субклеточном уровне повышению надежности растительного организма способствуют резервирование и дублирование генетического материала. Это обеспечивается, например, двойной спиралью ДНК, увеличением плоидности. Надежность функционирования растительного организма в изменяющихся условиях поддерживается также благодаря наличию разнообразных молекул информационной РНК и образованию гетерогенных полипептидов. К ним относятся и изоферменты, которые катализируют одну и ту же реакцию, но отличаются по свои физико-химическим свойствам и устойчивостью структуры молекул в изменяющихся условиях среды.
На уровне клетки пример резервирования — избыток клеточных органелл. Так, установлено, что для обеспечения растения продуктами фотосинтеза достаточно части имеющихся хлоропластов. Остальные хлоропласты как бы остаются в резерве. То же касается и общего содержания хлорофилла. Избыточность проявляется также в большом накоплении предшественников для биосинтеза многих соединений.
На организменном уровне принцип избыточности выражается в образовании и в разновременной закладке большего, чем требуется для смены поколений, числа побегов, цветков, колосков, в огромном количестве пыльцы, семязачатков, семян.
На популяционном уровне принцип избыточности проявляется в большом числе особей, различающихся по устойчивости к тому или иному стрессовому фактору.
Системы репарации также работают на разных уровнях — молекулярном, клеточном, организменном, популяционном и биоценотическом. Репаративные процессы идут с затратой энергии и пластических веществ, поэтому репарация возможна только при сохранении достаточной интенсивности обмена веществ. Если обмен веществ прекращается, то прекращается и репарация. В экстремальных условиях внешней среды особенно большое значение имеет сохранение дыхания, так как именно дыхание обеспечивает энергией репарационные процессы.
Восстановительная способность клеток адаптированных организмов определяется устойчивостью их белков к денатурации, а именно устойчивостью связей, которые определяют вторичную, третичную и четвертичную структуру белка. Например, устойчивость зрелых семян к высоким температурам, как правило, связана с тем, что после обезвоживания их белки приобретают устойчивость к денатурации.
Главным источником энергетического материала как субстрата дыхания является фотосинтез, поэтому от устойчивости и способности фотосинтетического аппарата восстанавливаться после повреждений зависит энергообеспечение клетки и связанные с ним репарационные процессы. Для поддержания фотосинтеза в экстремальных условиях в растениях активизируется синтез компонентов мембран тилакоидов, происходит торможение окисления липидов, восстанавливается ультраструктура пластид.
На организменном уровне примером регенерации может служить развитие замещающих побегов, пробуждение спящих почек при повреждении точек роста.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Очень редко семена прорастают на самом растении, как это наблюдается у так называемых живородящих представителей мангровых лесов. Гораздо чаще семена или плоды с заключенными в них семенами полностью теряют связь с материнским растением и начинают самостоятельную жизнь где-то в другом месте.
Часто семена и плоды падают недалеко от материнского растения и здесь же прорастают, давая начало новым растениям. Но чаще всего животные, ветер или вода уносят их на новые места, где они, если условия окажутся подходящими, могут прорасти. Так происходит расселение - необходимый этап в семенном размножении.
Для обозначения любых частей растения, служащих для расселения, существует очень удобный термин диаспора (от гроч. diaspeiro - рассеиваю, распространяю). Употребляются также такие термины, как «пропагула», «мигрула», «диссеминула» и «гермула», а в русской литературе, кроме того, предложенный В.Н. Хитрово термин «зачаток расселения». В мировой литературе получил распространенно термин «диаспора», хотя он, может быть, и не самый лучший. Основные диаспоры, с которыми мы будем иметь дело в этом разделе, - это семена и плоды, реже - целью соплодия или же, напротив, только части плода, очень редко целое растение.
Первоначально диаспорами цветковых растений являлись отдельные семена. Но, вероятно, уже на ранних этапах эволюции эта функция стала переходить к плодам. У современных цветковых растений диаспорами являются в одних случаях семена (особенно у примитивных групп), в других - плоды. У растений с вскрывающимися плодами, такими, как листовка, боб или коробочка, диаспорой является семя. Но с возникновением сочных плодов (ягод, костянок и пр.), а также нераскрывающихся сухих плодов (орешков, семянок и пр.) диаспорой становится сам плод. В некоторых семействах, например в семействе лютиковых, мы можем наблюдать оба типа диаспор.
У относительно очень небольшого числа цветковых растений диаспоры распространяются без участия каких-либо внешних агентов. Такие растения называются автохорами (от греч. autos - сам и choreo - отхожу, продвигаюсь), а само явленно - автохорией. Но у подавляющего большинства цветковых растений диаспоры распространяются посредством животных, воды, ветра или, наконец, человека. Это аллохоры (от греч. allos - другой).
В зависимости от агента, участвующего в распространении семян и плодов, аллохория подразделяется на зоохорию (от греч. zoon - животное), антропохорию (от греч, anthropos - человек), анемохорию (от греч. anomos - ветер) и гидрохорию (от греч. hydro - вода) (Фёдоров, 1980).
Автохория - распространение семян в результате активности каких-либо структур самого растения либо под влиянием силы тяжести. Например, створки бобов нередко резко скручиваются при вскрывании плода и отбрасывают семена. Опадение диаспор под действием силы тяжести называют барохорией.
Баллистохория - разбрасывание диаспор в результате упругих движений стеблей растений, вызванных порывами ветра, или возникающих, когда ка-кое-либо животное или человек при движении задевает растение. У баллистохорных гвоздичных диаспорами служат семена, а у зонтичных - мерикарпии.
Анемохория - распространение диаспор при помощи ветра. Диаспоры могут при этом распространяться в толще воздуха, по поверхности грунта или воды. Для анемохорных растений адаптивно выгодно увеличение парусности диаспор. Это может достигаться путем уменьшения их размеров. Так, семена Pyroloideae (грушанковых, одно из подсемейств вересковых - Ericaceae ) и орхидных очень мелкие, пылевидные и могут подхватываться даже конвективными потоками воздуха в лесу. Семена грушанковых и орхидных содержат недостаточно питательных веществ для нормального развития проростка. Наличие у этих растений столь мелких семян возможно только потому, что их проростки микотрофны. Другой способ увеличения парусности диаспор - возникновение разнообразных волосков, хохолков, крыльев и т.д. Плоды с крыловидными выростами, которые развиты у ряда древесных растений, в процессе падения с дерева вращаются, что замедляет их падение и позволяет им удаляться от материнского растения. Аэродинамические свойства плода одуванчика и некоторых других, сложноцветных таковы, что позволяют ему подниматься в воздухе под действием ветра благодаря тому, что разросшийся хохолок волосков в форме зонтика отделен от тяжелой содержащей семя тяжелой части семянки, так называемым носиком. Поэтому под действием ветра плод наклоняется, и возникает подъемная сила. Впрочем, у многих других сложноцветных носика нет, а их снабженные волосками плоды также успешно распространяются ветром.
Гидрохория - перенос диаспор с помощью воды. Диаспоры гидрохорных растений имеют приспособления, повышающие их плавучесть и защищающие зародыш от попадания воды.
Зоохория - распространение диаспор животными. Наиболее важные группы животных, распространяющих плоды и семена - птицы, млекопитающие и муравьи. Муравьи обычно разносят односемянные диаспоры или отдельные семена (мирмекохория). Для диаспор мирмекохорных растений характерно наличие элайосом - богатых питательными веществами придатков, которые могут привлекать муравьев также своим внешним видом и запахом. Муравьи не поедают сами семена разносимых диаспор.
Распространение диаспор позвоночными животными можно разделить на три типа. При эндозоохории животные поедают целые диаспоры (обычно сочные) или их части, причем семена проходят через пищеварительный тракт, но не перевариваются там и выводятся наружу. Содержимое семени защищено от переваривания плотной оболочкой. Это может быть спермодерма (в ягодах) или внутренний слой перикарпия (в костянках, пиренариях). Семена некоторых растений не способны к прорастанию до тех пор, пока не пройдут через пищеварительный тракт животного. При синзоохории животные употребляют в пищу непосредственно содержимое семени, богатое питательными веществами. Диаспоры синзоохорных растений обычно окружены достаточно прочной оболочкой (например, орехи), разгрызание которой требует усилий и времени. Некоторые животные создают запасы таких плодов в особых местах или уносят их в гнезда, либо просто предпочитают поедать их вдали от продуцирующего растения. Часть диаспор животные теряют или не используют, что и обеспечивает расселение растения. Эпизоохория - перенос диаспор на поверхности животных. Диаспоры могут иметь выросты, шипы и другие структуры, позволяющие зацепиться за шерсть млекопитающих, перья птиц и т.д. Нередки и клейкие диаспоры.
Под антропохорией понимают распространение диаспор человеком. Хотя большинство растений естественных фитоценозов практически не имеют исторически сложившихся адаптаций к распространению плодов и семян именно человеком, хозяйственная деятельность людей способствовала расширению ареала многих видов. Многие растения были впервые - отчасти преднамеренно, отчасти случайно - завезены на континенты, где они ранее не встречались. Некоторые сорняки по ритму развития и размеру диаспор очень близки к возделываемым растениям, поля которых они засоряют. Это можно рассматривать как адаптацию к антропохории. В результате совершенствования техники земледелия некоторые из таких сорных растений стали очень редкими и заслуживают охраны.
Для некоторых растений характерна гетерокарпия - способность к образованию на одном растении плодов различного строения. Иногда неоднородными оказываются не плоды, а части, на которые распадается плод. Гетерокарпия часто сопровождается гетероспермией - разнокаче-ственностью семян, производимых одним растением. Гетерокарпия и гете-роспермия могут проявляться как в морфологическом, так и анатомическом строении плодов и семян, а также в физиологических особенностях семян. Эти явления имеют важное адаптивное значение. Нередко одна часть производимых растением диаспор имеет приспособления к разносу на далекие расстояния, а другая таких приспособлений не имеет. Первые часто содержат семена, способные к прорастанию на следующий год, а вторые - семена, находящиеся в более глубоком покое и входящие в почвенный банк семян. Гетероспермия и гетерокарпия более обычны у однолетних растений (Тимонин, 2009).