Глава 3. Жароустойчивость растений.

Жароустойчивость – это способность растений переносить действие высоких температур. Для большинства растений наиболее благоприятными являются температуры +15-+30⁰С; пустынные растения способны переносить нагревание до 55-65⁰С.

3.1. Влияние высоких температур на растение

Излишне высокие температуры вызывают в растениях 3 группы неблагоприятных процессов:

1. начинают денатурировать белки, в результате чего подавляется деятельность ферментов, нарушается структура мембранных белков и т.д.

2. из-за усиления температурного движения молекул липидов мембраны становятся более текучими; вместе  с нарушением строения мембранных белков это приводит к увеличению проницаемости мембран (плазмалеммы, мембран хлоропластов, митохондрий и др.)

3. в клетке образуется большое количество соединений активного кислорода (перекисей, атомарного кислорода О и др.), которые вызывают повреждение различных клеточных компонентов

3.2. Защитные механизмы растений против действия высоких температур.

Растения могут бороться с действием высоких температур с помощью 3 «стратегий»:

- снизить температуру своего тела по сравнению с окружающей средой

- не снижая своей температуры, повысить устойчивость своих структур к повышенной температуре

- перейти в менее активное состояние и переждать действие высоких температур

Чаще всего растения пользуются не одной стратегией, а несколькими сразу

1. Способы снижения температуры растения:

- наличие на поверхности растения опушения и толстой блестящей кутикулы, которые отражают солнечные лучи и тем самым снижают нагрев растения

- в солнечные жаркие дни листья поворачиваются параллельно солнечным лучам, чтобы меньше нагреваться; с этой же целью хлоропласты в клетках листа в солнечную погоду перемещаются к клеточным стенкам, параллельным солнечным лучам

- листья могут охлаждаться за счет интенсивной транспирации – этот способ используют растения с глубокой корневой системой, которые не испытывают недостатка в воде (арбуз, верблюжья колючка и другие тонколистные ксерофиты)

2. Способы повышения устойчивости структур растения к низким температурам

- понижение текучести мембран за счет увеличения в них доли насыщенных жирных кислот

- синтез термостабильных белков

- повышение активности антиоксидантных ферментов (напр., супероксиддисмутазы), которые нейтрализуют активный кислород и защищают клетки от повреждения

3. Пережидание растением экстремальных температур

В этом случае растение в период наиболее высоких температур переходит в малоактивное состояние и поэтому становится менее уязвимым для высоких температур. Большинство растений переходят в это состояние путем частичной дегидратации своих тканей; из-за недостатка воды интенсивность метаболизма резко снижается, и растение меньше повреждается высокими температурами. Например, мох в вегетирующем состоянии гибнет при 42-50⁰С, а в высушенном – при 85-110⁰С. Однако для культурных растений такой способ неприемлем, т.к. в неактивном состоянии растения практически не фотосинтезируют и не растут, а значит – не создают урожай.