Într-o zi fierbinte de vară, în pădurea de pin a capului alb sub picioare, cu o criză, lichen-jagel (muschi de ren) se rupe. Pe trunchiurile de pini, puteți vedea un lichen de culoare gri închis - parmelia. Este, de asemenea, complet uscat și se prăbușește în degete. Dar într-o zi ploioasă, yagelul este rezistent în picioare, topirea aburului devine și ea elastică și, ruptă din copac, nu se mai sfărâmă. În zona de stepă, pe sol solonez, există niște cruste care nici nu seamănă cu o plantă. Dar, după o ploaie torențială, aceste cruste se umflă și dobândesc o nuanță albastră-verde. Se pare că acestea sunt coloniile mucoase ale comunei nostro alge albastru-verde.
Aceste plante inferioare sunt capabile să se usuce până la o stare uscată la aer, fără a pierde nici o vitalitate. Unele organisme în stare uscată pot exista de mai mulți ani. În 1962, omul de știință american Cameron a arătat că cuibul de alge albastru-verde, care a rămas 107 de ani în herbar, era destul de viabil și își putea continua activitatea vitală în condiții favorabile.
Pentru prima dată acest fenomen a fost descoperit de faimosul om de știință olandez A. Leuvenook în 1705, adică mai mult de două secole și jumătate în urmă. El a descoperit că rotiferii pot tolera uscarea. Cercetătorul a concluzionat că viața acestor organisme în timpul uscării nu încetează, ci dobândește o formă latentă. A fost absolut adevărat. În a doua jumătate a secolului XIX. acest fenomen a fost numit anabioasă la uscare. Acest nume nu este corect, deoarece cuvântul "anabioză" înseamnă literal "renaștere" sau "înviere". De fapt, nu apare "renaștere", deoarece viața animată suspendată este păstrată. Toate plantele care curg în anabioze când sunt uscate au o trăsătură: nu-și reglează regimul de apă, adică trăiesc din ploaie până în ploaie. Va ploua - vor absorbi umezeala, apoi o vor pierde treptat și se vor usca până la o stare uscată la aer. Atât de multe mușchi, licheni și unele alge s-au adaptat vieții (de exemplu, cele care acoperă părțile verzi ale părților inferioare ale trunchiurilor de brad). Uscarea lor este un proces normal. Dar pentru cele mai multe plante pierderea unei cantități semnificative de apă - moarte.
Ce permite plantelor să tolereze deshidratarea severă și să cadă într-o stare de animație suspendată, în care metabolismul este atât de lent încât este practic zero? Atunci când se deshidratează plantele care sunt capabile să cadă în anabioasă, procesul de respirație nu este întrerupt, își păstrează, după cum se spune, valoarea energetică. Cu alte cuvinte, atunci când sunt deshidratate, compușii bogați în energie, cum ar fi ATP (acidul adenozin trifosforic), continuă să se formeze în aceste plante. Energia, care se formează în timpul procesului de respirație până la uscarea aproape completă a acestor plante, este transmisă tuturor structurilor celulei, iar întregul conținut de celule, deshidratat, devine o stare gelatinoasă. În cele mai multe plante, în aceste condiții, protoplastul coagulează și moare. Într-o astfel de stare de gelatină, celulele își pot menține viabilitatea de ani de zile și chiar decenii.
Un proces similar apare atunci când semințele se coacă. Nu este surprinzător, prin urmare, că multe semințe își păstrează germinarea pentru o lungă perioadă de timp (a se vedea volumul 6 din DE, punctul "Semințe"). Unele semințe o rețin de zeci de ani și chiar de secole. Astfel, semințele lotusului, care au rămas în turbă peste o mie de ani, au fost păstrate. Dar aceasta este mai mult o excepție decât regula.
Se pune întrebarea: dacă unele plante sunt capabile să tolereze deshidratarea aproape completă fără a face rău, este posibil să forțeze planta să tolereze temperaturi extrem de scăzute, care se încadrează în anabioze? Se știe că oriunde se întâmplă ierni grave, plantele lemnoase sunt afectate de acțiunea cristalelor de gheață. Este posibil să se asigure că cristalele de gheață nu se formează deloc în plante sau cel puțin nu dăunează plantei? Sa dovedit că impactul foarte rapid al temperaturilor joase (temperatura aerului lichid - 190 ° și mai jos) este relativ ușor de tolerat. Faptul este că, la temperaturi de -150-200 °, apa, răcirea rapidă, nu îngheață în cristalină, ci în formă amorfă și citoplasmă în celulele plantei nu este deteriorată. Unii cercetători cred că în timp ce se formează încă gheață cristalină, dar cristalele sale sunt foarte mici și, prin urmare, nu dăunează conținutul celulei. Acest proces a fost numit vitrificarea (vitrarea) citoplasmei și tranziția inversă a plantei de la starea vitrificată la devitrificarea obișnuită. Într-unul din experimente, ramurile de coacăze au fost reduse la -195 °, și după decongelare rapidă au rămas în viață.
În natură, nu există astfel de temperaturi scăzute și nu se observă procesul de vitrificare a citoplasmei. Dar cum pot tolera iarna plantele care nu se încadrează în anabioze? Aceste plante sunt pregătite pentru iarnă. Dacă vara o ramură de molid și pin este așezată într-o cameră rece, chiar și la o temperatură de -3 ° sau -4 °, ramura va muri. În timpul iernii, aceleași plante tolerează înghețuri -40 ° și mai jos fără nici un fel de deteriorare. Care este pregătirea plantelor pentru iarnă?
Schimbarea stării citoplasmei în celulele mugurilor de coacăze: pe celulele din stânga în perioada de odihnă, în timpul creșterii din dreapta.
Încă din toamnă, când temperatura aerului scade, planta reduce consumul de substanțe pentru procesul de respirație și începe să scoată în rezervă carbohidrații (zahăr, amidon), proteine, grăsimi. În același timp, începe să intre într-o stare de odihnă. În același timp, creșterea plantei se oprește, intensitatea tuturor proceselor fiziologice și biochimice scade brusc, iar frunzele cad în arbori de foioase. Astfel, plantele trec prima fază de întărire (adaptare) la iarnă. Cu toate acestea, în acest moment plantele nu dobândesc încă o rezistență ridicată la îngheț. Cu primul îngheț de -4 °, -5 °, planta pierde o cantitate semnificativă de apă, suferă schimbări profunde în conținutul intern. Aceasta este a doua fază de întărire. În acest proces, planta devine rezistentă la îngheț, iar această stabilitate crește în timpul iernii aspre. În același timp, planta merge, de asemenea, într-o pace profundă.
În timpul verii, plantele înghețate mor, deoarece gheața formată rapid în spațiile lor intercellulare presează pe citoplasmă și le dăunează. În timpul iernii, acest lucru nu se întâmplă. Problema este că celulele țesuturilor de plante sunt legate una de cealaltă prin țesuturi speciale de citoplasmă - plasmodez, care trec prin porii de la o celulă la alta. Atunci când planta intră în repaus, plasmodezmele sunt atrase în celulă, iar citoplasma își pierde legătura cu membrana (obosablivaetsya). Pe suprafața sa, substanțele lemnoase acumulează substanțe grase.
Datorită procesului de izolare a citoplasmei, cristalele de gheață care apar în spațiile intercelulare nu mai exercită presiune asupra citoplasmei și nu o deteriorează. În interiorul celulei, plantele întărite produc gheață la temperaturi mult mai scăzute. Cu toate acestea, în ierni foarte severe plantațiile de iarnă și fructe sunt încă ucise parțial. Este posibilă combaterea pagubelor cauzate de îngheț și, într-o oarecare măsură, împiedicarea înghețării plantelor?
Fără îndoială. Oamenii noștri de știință - crescătorii au creat și au creat soiuri rezistente la îngheț de fructe și culturi de iarnă. De mare importanță sunt și măsurile agrotehnice: tăierea în timp util a copacilor, prelucrarea solului, fertilizarea, precum și udarea de toamnă a livezilor.
Uneori, plantele mor de la revenirea la rece în primăvară, când au părăsit deja starea de odihnă și sunt ușor deteriorate de înghețuri mici. În acest caz, se folosesc diferite metode de protecție a plantelor.
Cu toate acestea, în timpul iernii, plantele nu mor numai din cauza înghețului, ci și din alte condiții nefavorabile. Astfel, culturile de iarnă sunt adesea deteriorate și chiar mor din cauza obstrucționării. În cazul în care zăpada cade pe pământ nedegradat sau formează o acoperire prea groasă, atunci plantele nu intră într-o stare de repaus, respiră intensiv, depozitează substanțe nutritive și mor de primăvară din cauza epuizării.
Plantele de origine sudică (castraveți, roșii, bumbac, pepeni etc.) sunt afectați nu numai de temperaturile scăzute negative, ci și de temperaturile scăzute pozitive. Plantele de castravete la o temperatură de + 3 ° mor după 3-4 zile de la tulburări metabolice. Sub influența temperaturii scăzute, ele sunt deranjate de procesele fiziologice și biochimice, în special de procesul de respirație. Pentru a crește rezistența plantelor din sud până la frig, recurge la întărirea semințelor lor, acționând asupra lor cu temperatură variabilă (prima + 12 °, apoi +3 °) timp de câteva zile. Temnite de temperaturi variabile, plantele devin mai rezistente la frig, tolerează mai bine temperaturile scăzute pozitive și chiar înghețurile mici, cresc randamentul.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: