58. Газоустойчивость

1. Растений

Несовершенное до сих пор использование в каче­стве энергетического химического, металлургическо­го и иных ресурсов каменного угля, нефти, торфа, раз­личных руд и других видов минерального сырья, от­сутствие замкнутых циклов и средств очистки приводят к загрязнению воздуха вредными для растений газа­ми, особенно сернистым и серным ангидридами, оки­сью углерода, фтором, хлором, парами соляной и си­нильной кислот. Загрязняют воздух автомобильный транспорт, предприятия стройматериалов и др.

Сернистый и серный газы, проникая в мезофилл листа в токсических концентрациях, вызывают фото­окисление хлорофилла, хлороз, образуют сернистую и серную кислоты и тем самым резко изменяют рН кле­точного сока листьев.

Растения сильно снижают свою продуктивность, урожайность, сопротивляемость к болезням и вредите­лям.

При остром повреждении происходит коагуляция белков и других биоколлоидов, нарушения мембран и отмирание части или целого листа. Это подкисляющее действие сернистого ангидрида подтверждается тем фактом, что симптомы повреждений от него и от Фтори­стоводородной кислоты очень сходны. Возможно, что указанные вещества и другие газы вызывают образова­ние в клетках свободных радикалов, резко нарушающих общий обмен веществ и энергии в растении.

Газообразные токсиканты отрицательно влияют на плодоношение и семеношение древесных растений, за­вязавшиеся шишки у хвойных растений отличаются мень­шими размерами, а семена - меньшей массой и худшей всхожестью. Вредное воздействие оказывают газы и на прорастание пыльцы, длину пыльцевых трубок.

Ю.З. Кулагин выделяет следующие основные фор­мы газо - и дымоустойчивости растений:

• анатомо-морфологическая, связанная с особенно­стями строения покровных и внутренних тканей, препятствующих проникновению газов и их рас­пространению по телу растения (ксероморфизм, плотное сложение внутренних тканей, пробка на побегах и стволах деревьев);

• физиологическая, основанная на снижении актив­ности газообмена, в частности, фотосинтеза, реф­лекторном закрывании устьичных щелей и т.д.;

• биохимическая, определяемая теми особенностями метаболизма, которые затрудняют или исключают повреждаемость ферментных систем и нарушения обмена веществ.

Повышенное содержанuе СО₂ также промышленного выброса, в несколько раз снижает повреждаемость растений сернистым ангидридом и окислами азота, что может найти практическое применение: на небольших площадях или около особо ценных растений в условиях аварийного выброса указанных токсикантов проводить тем или иным способом обогащение воздуха СО₂.

Отдельно следует сказать о твердых загрязните­лях атмосферы – цементной пыли, окислах тяжелых металлов, сажи и др.

59. Различные растения на разных этапах развития неодинаково реагируют на радиацию. Наиболее устой­чивы сухие семена и покоящиеся почки, выдерживаю­щие облучение в дозах до 300 тыс. рад (рад - единица поглощенной дозы ионизирующей радиации, равная 100 эрг энергии, поглощенной 1 г вещества). Весьма чувствительны проростки и вегетирующие растения.

Хвойные и лиственные древесные породы довольно отчетливо различаются по своей способности выно­сить действие ионизирующей радиации.

Большая радиационная поражаемость связана с более крупными ядрами и хромосомами кле­ток хвойных древесных пород. Тесная кор­реляция найдена и с содержанием в ядре ДНК.

Облучение относительно небольшими дозами по­рядка 500 рад вызывает, образно говоря, ускоре­ние развертывания генетической программы и в целом стимуляцию роста и развития растений.

Более сильное облучение нарушает некоторые струк­туры и процессы, приводит к разрыву отдельных хро­мосом и появлению соматических мутаций, что прояв­ляется в изменении морфологических признаков. Скорость роста растений в этом случае или не меня­ется, или снижается, как и активность обмена веществ.

Известно, что радиорезистентность увеличивается при наличии в растениях ряда специфических ве­ществ - радиопротекторов. Среди них находятся со­единения, содержащие сульфгидрильные (SН) и ами­ногруппы (NH₂), например, цистеамин, цистеин и др.