Биология. В 3-х томах. Т. 3
- Автор: Грин Найджел, Стаут Уилф
- Год: 1990
- Язык: русский
- Жанр: Биология
Электронная книга - «Биология. В 3-х томах. Т. 3». Краткое содержание книги:
В т. 3 рассматриваются опорно-двигательные системы, гомеостаз, процессы выделения и осморегуляции; размножение, рост и развитие; вопросы наследственности, изменчивости и эволюции. В книгу включен также дополнительный материал по проблемам экологии из последнего английского издания 1989 г.
Для студентов-биологов, преподавателей биологии в школе, биологов всех специальностей, а также учащихся старших классов.
В более северных широтах среди деревянистых растений преобладают хвойные. Они имеют игольчатые листья, благодаря чему уменьшается количество снега, который может скапливаться на них зимой. Кроме того, эти листья покрыты толстой кутикулой, уменьшающей потерю влаги летом. Разнообразные виды однолетних растений имеют короткие периоды роста и переносят зиму, образуя холодостойкие семена или подземные органы. Низшие растения переносят холодный период, образуя устойчивые споры, которые могут сохранять жизнеспособность сотни лет, как можно видеть на примере спор, найденных в Сибири, которые после их извлечения из вечной мерзлоты нормально проросли.
Многие растения нуждаются в воздействии низких температур, чтобы выйти из состояния покоя и подвергнуться яровизации. Например, почки сирени развиваются быстрее после выдерживания при низкой температуре, чем при высокой. Другие примеры влияния низкой температуры на рост растений описаны в гл. 15 и разд. 21.6.
18.2.3. Адаптация растений к высоким температурам
Во многих регионах мира высокие температуры воздуха сочетаются с недостатком воды, и адаптации, наблюдаемые здесь у растений, часто бывают связаны, с одной стороны, со способностью переносить засуху, а с другой — с необходимостью испарять воду для охлаждения.
Растения не могут избегать высоких температур, перемещаясь в затененные места, и для предотвращения перегрева у них выработались морфологические и физиологические приспособления. Нагревающему воздействию солнечных лучей подвергаются наземные части растения, а наибольшей поверхностью обладают листья. Листья отличаются малой толщиной и большим отношением площади к объему, что облегчает газообмен и поглощение света. Такое строение лучше всего предотвращает повреждение от перегрева. С другой стороны, тонкий лист обладает относительно небольшой теплоемкостью и поэтому принимает температуру окружающей среды (явление, известное как гетеротермия). Связанную с этим опасность перегрева у растений жарких стран уменьшает образование глянцевой кутикулы, выделяемой эпидермисом. Кутикула отражает значительную часть падающего на нее света, препятствуя таким образом поглощению тепла и перегреванию. Большая площадь поверхности содержит многочисленные устьица, через которые осуществляется транспирация. В жаркую сухую погоду растение может терять за счет транспирации до 0,5 кг воды на 1 м2 за 1 ч, что соответствует потере приблизительно 350 Вт тепловой энергии на 1 м2 и составляет почти половину общего количества энергии, поглощаемой растением. Благодаря этим механизмам растения способны в значительной степени регулировать свою температуру. Эта способность тесно связана с относительной влажностью воздуха.
18.2. Почему нарушается жизнедеятельность растений при температуре воздуха выше 30°С или при высокой влажности воздуха?
В жаркие солнечные дни у многих растений, подвергающихся опасности перегрева, наблюдается явление "фотосинтетического кризиса". Предполагают, что оно вызвано временным прекращением метаболической активности вследствие изменения структуры ферментов или закрытия устьиц в результате накопления СО2 в палисадных клетках. Возможно, однако, что причина закрытия устьиц — просто отсутствие воды в листьях. Обычной реакцией на высокую температуру и недостаток влаги бывает увядание. Дисбаланс между скоростями транспирации и поглощения воды приводит к потере тургора в таких частях растений, как паренхима, где клетки не имеют утолщенных клеточных стенок. Адаптивное значение этого явления состоит в уменьшении поверхности листа, подверженной прямому действию света, благодаря чему предотвращается перегрев. У растений, растущих в теплицах, увядание может происходить под действием слишком высокой температуры, которая создается в листьях, несмотря на достаточное снабжение водой. При снижении температуры растения начинают очень быстро оправляться даже после сильного ожога.