Глава 11. Екологічні групи до температури.

Перехід від одної зони до іншої здійснюється поступово, і на кожний градус широти середня температура зменшується приблизно на 0,5°. Зниження середньої річної температури спостерігається і з підвищенням над рівнем моря. Найтепліші нижні пояси, найхолодніші — найвищі.

Стосовно температури як екологічного фактора розрізняють дві групи рослин: теплолюбні (термофіли) і холодолюбні (психрофіли). Теплолюбними називають рослини, які добре розвиваються в умовах високих температур, холодолюбними — рослини, які можуть рости в умовах досить низьких температур.

Відносно погодних умов рослини поділяють на морозостійкі та неморозостійкі. За ступенем адаптації до умов крайнього дефіциту тепла можна виділити три групи рослин:

1. Нехолодостійкі — сильно пошкоджуються або гинуть при температурах, вищих за точку замерзання води. Загибель пов'язана з інактивацією ферментів, порушенням обміну нуклеїнових кислот і білків, руй¬нуванням мембран і припиненням дії асиміляторів. Це рослини дощових тропічних лісів, водорості теплих морів.

2. Неморозостійкі — переносять низькі температури, але гинуть, як тільки у тканинах починає утворюватись лід. При настанні холодного періоду року в них підвищується концентрація осмотично активних речовин у клітинному соці і цитоплазмі, що знижує точку замерзання до -5°-7°С.

За ступенем адаптації до високих температур виділяють такі групи організмів: 1)нежаростійкі — пошкоджуються вже при температурі ЗО —40°С (водні квіткові, наземні мезофіти); 2)жаровитривалі— рослини сухих місцезростань з сильною інсоляцією (степи, пустелі, савани, сухі субтропіки і т.п.) переносять півгодинне нагрівання до 50 - 60°С; 3)

Відома ще одна група рослин, які витримують температуру пожеж, що сягає сотень градусів, їх називають гігрофітами (рослини саван з грубою корою і товстошкірим насінням).

Морозоустойчивые растения способны предотвращать или уменьшать действие низких отрицательных температур. Такие растения обладают приспособлениями, уменьшающими обез­воживание клетки.

1) Для предотвращения образования внутриклеточного льда при заморозках - быстрый транспорта свободной воды из клетки к местам вне­клеточного образования льда, т. е. поддержание высокой про­ницаемости мембран в этих условиях. Это обес­печивается особенностями липидного состава мембран устой­чивых растений - увеличение количества ненасы­щенных жирных кислот. Это обусловливает снижение темпера­туры фазового перехода липидов из жидко-кристаллического состояния в гель до величины, лежащей ниже точки замерзания у морозостойких растений, а у неустойчивых растений она вы­ше 0°С. Фазовые переходы мембран из жидко-кристаллическо­го в твердое (гель) состояние на */з снижают проницаемость липидных мембран.

2) Усиление про­цессов синтеза веществ, защищающих ткани (криопротекторов). - полимеры, способные связывать значительные количества воды, — гидрофильные белки, моно- и олигосахариды. Вода, связываемая в виде гидратных оболо­чек этими молекулами, не замерзает и не транспортируется, оставаясь в клетке. Таким образом клетки защищаются от внутриклеточного льда и чрезмерного обезвоживания. У растений усили­вается гидролиз крахмала и в цитоплазме накапливаются сахара, у большинства растений возрастает синтез водораство­римых белков. Чем выше их содержание, тем больше способ­ность клетки к выживанию в условиях низких температур.

Другой тип полимеров-криопротекторов — молекулы геми-целлюлоз (ксиланы, арабиноксиланы), выделяемые в клеточ­ную стенку. Они обволакивают кристаллы льда и тормозят их рост. В итоге образуются более мелкие кристаллы, меньше по­вреждающие клетку.

3) У морозоустойчивых растений накапливаются запасные вещества, которые могут исполь­зоваться затем при возобновлении роста. Существенна также устойчивость их к болезням, опасность возникновения которых возрастает при повреждении тканей морозом.

Холодоустойчивость растений можно повысить с помощью закалки. Закаливание подготавливает весь комплекс защитных средств растения, о котором говорилось выше. Закалка уско­ряется при остановке ростовых процессов у растения и осу­ществляется при постепенном снижении температуры, а для ряда объектов — и при укороченном фотопериоде.