Суточные и сезонные адаптации у растений к температуре

Функциональная деятельность живых биологических cистем существенно зависит от температурного уровня окружающей среды. В первую очередь это касается организмов, не способных поддерживать постоянную температуру тела (все растения и многие животные). Именно у таких организмов (пойкилотермных) повышение температуры до определенного предела значительно ускоряет физиологические процессы: темпы роста и развития (у насекомых, пресмыкающихся), прорастание семян, рост листьев и побегов, цветение и т. д. Чрезмерное повышение температуры вызывает гибель организмов вследствие тепловой денатурации белковых молекул, необратимых изменений структуры биологических коллоидов клетки, нарушения деятельности ферментов, резкого усиления гидролитических процессов, дыхания и др. С другой стороны, заметное снижение температуры ниже О °С может вызвать гибель клеток и всего организма. В природных условиях температура очень редко держится на уровне, благоприятном для жизни. Ответом на это является возникновение у растений и животных специальных приспособлений, которые ослабляют вредное действие колебаний температуры. Это, в частности, комплекс свойств и адаптивных приспособлений, которые формируют соответствующий уровень зимостойкости и морозоустойчивости растений. Зимостойкость - стойкость растений к комплексу неблагоприятных факторов зимнего периода (чередования морозов и оттепелей, ледяной корки, вьмокания, выпревания и др.). Обусловливается и обеспечивается переходом растений в состояние органического покоя, размещением почек в защищенных местах, накоплением энергетического материала (крахмала, жиров), сбрасыванием листьев, адаптивными реакциями организмов. Морозоустойчивость - способность клеток, тканей и целых растений без повреждений переносить действие морозов. Благодаря многим физиолого-биохимическим приспособлениям и свойствам у морозоустойчивых растений образование льда происходит при более низкой температуре, чем у менее морозоустойчивых, и сопровождается меньшими повреждениями. Холодостойкость - свойство ранневесенних растений (эфемеров и эфемероидов) успешно произрастать при низких плюсовых температурах. Этот термин используется также для характеристики теплолюбивых растений (кукуруза, огурцы, арбузы). Свойство суточной термопериодичности присуще всем растениям, степень его выраженности зависит от тестируемых физиологических показателей, биологических особенностей вида и может варьировать в онтогенезе.

3. В области среднесуточных температур ниже оптимальных развитие растений разных фотопериодических групп ускоряется градиентными температурными режимами, включающими закаливающие значения температур. Это ускорение развития позволяет растениям проходить онтогенез в менее благоприятных условиях при меньшей сумме температур.

4. Сухая масса длиннодневных растений с увеличением длительностифотопериода возрастает, а короткодневных значимо не меняется. Максимальные значения биомассы отмечаются у длиннодневных растений при постоянной суточной температуре на всех фотопериодах, а у короткодневных — при градиентных температурах на длинном фотопериоде. Это поддерживает гипотезу о роли суточного температурного градиента при продвижении и адаптации короткодневных растений в высоких широтах.

5. В реакцию растения на действие кратковременных ежесуточных снижений температуры, наряду с термоморфогенетическим эффектом, включается изменение холодоустойчивости, связанное с закаливанием.

6. Существуют оптимальные параметры кратковременных ежесуточных снижений температуры (длительность снижения и его время в суточном цикле), использование которых приводит одновременно к формированию растений с высокими уровнями холодоустойчивости и биологической продуктивности.