загрузка...
Экология  | Влияние на растения низких и высоких температур
Экология

Жароустойчивость растения

Жароповреждения наблюдают и в пустынях, но здесь у разных видов они проявляются поразному. Высокие температуры высушивают растение и нарушают баланс ассимиляции, т. е. они усиливают дыхание и снижают фотосинтез. Кроме того, высокие температуры могут повредить клетку и даже убить цитоплазму.

При подъеме температуры выше максимальной для роста растения (например жарких пустынь) впадают в покой, а при дальнейшем ее повышении они могут погибнуть. Надо отметить, что летальная температура всегда на несколько градусов выше оптимальной температурной кардинальной точки роста. Но это не объясняет сравнительно низких температурных уровней, при которых повреждаются, например, виды из областей с холодным климатом. Органы растений умеренной зоны обычно страдают от тепловых повреждений при температурах воздуха между 40 и 55°, редко наблюдаемых в этой зоне. Однако термальная смерть тканей листа — вполне реальное явление даже в умеренном климате, и если транспирационное охлаждение по тем или иным причинам снижено, то лист довольно быстро нагревается. Нередко растения получают тепловые повреждения при пожарах, особенно в саваннах и чепаррале, а также на пустошах, которые человек сознательно подвергает огню.

Жароустойчивость растений во многом зависит от продолжительности действия высоких температур — кратковременное их влияние может быть таким же губительным, как продолжительное воздействие менее высоких температур. По выраженности жаростойкости иногда различают три группы растений: 1) нежаростойкие, — способные эффективно снижать свою температуру за счет транспирации; сюда в основном относятся мягколистные наземные растения; 2) жаровыносливые— растения сухих, солнечных местообитаний; они иногда могут выдерживать кратковременный нагрев до 60°; 3) жаростойкие, — главным образом низшие растения, например термофильные бактерии и синезеленые водоросли. Однако даже близкородственные виды нередко весьма различны по этому свойству. Жароустойчивость довольно широко коррелирует со стадией развития растения, например молодые, активно растущие ткани менее устойчивы, чем старые и покоящиеся. Кроме того, жаростойкость, так же как и морозостойкость, четко коррелирует с отрицательным водным потенциалом растения: чем он больше (т. е. чем менее обводнено растение), тем выше и жаростойкость.

К основным приспособлениям, защищающим растение от тепловых повреждений, от перегрева, относятся следующие: тонкая листовая пластинка, обладающая высокой транспирацией, несколько снижающей перегрев; вертикальная ориентация листьев (и компасность), когда лучи не могут падать на них перпендикулярно; беловатая окраска поверхности, экранирующая инсоляцию; опушение или чешуйки, защищающие от перегрева глубже лежащие ткани; тонкие слои пробковой ткани, предохраняющие флоэму и камбии; высокое содержание углеводов и малое содержание воды в цитоплазме, высокая интенсивность транспирационного охлаждения, изолированность ткани (например камбия) слоем другой ткани и т. д. Интересно, что многие из перечисленных приспособлений аналогичны тем, которые позволяют переносить мороз или засуху.

Наибольшей устойчивостью к интенсивному прогреву поверхности субстрата обладают лишайники, особенно эпилитические; возможно, это связано с высокой степенью их обезвоживания (особенно в сухой и жаркий сезон). У некоторых видов жароустойчивость (подобно морозостойкости) также подвержена сезонным изменениям, хотя и менее четко выраженным. Интересно, что жаростойкость видов умеренных и арктических зон часто выше зимой и обычно коррелирует со степенью зимнего покоя. Жаростойкость же видов тех регионов (климатов), где нет выраженного зимнего покоя (например средиземноморские растения), летом выше, чем зимой. Приведем ряд примеров. Арктические виды (Arc-tostaphylos uva-ursi, Vaccinium vitis idaea) летом переносят нагрев до 48—52°, зимой до 56—60°; североокеанические (Calluna vulgaris, Vaccinium myrtillus) — летом до 47—48°, зимой до 50—52°; вечнозеленые умеренной зоны (Picea abies, Abies alba) — летом до 46°, зимой до 47—48° и, наконец, средиземноморская маслина (Olea europaea) — летом до 55°, зимой до 48° (Bannister, 1976).

Кроме того, жароустойчивость растения меняется в зависимости от выраженности транспи-рационного охлаждения: чем ниже интенсивность транспирационного охлаждения, тем выше жаростойкость (т. е. приспособленность) растения. Наконец, жаростойкость имеет и географическую зависимость. Так, самые высокие ее значения (летом) зафиксированы у растений более теплых южных регионов. Однако у видов с выраженными механизмами избегания (например у глубокотеневых форм) географическая зависимость малозаметна. Жаростойкость может варьировать и с высотой над уровнем моря: чем выше распространен вид, тем он менее жароустойчив. Это может отражать или адаптацию к господствующим температурам, или зависит от более медленного развития высокогорных растений.

загрузка...

В заключение напомним, что стволы деревьев зимой нередко страдают от так называемых солнечных ожогов, которые образуются больше из-за подскоков температур, а не вследствие самой интенсивности тепла; наблюдениями установлено, что температура камбия на солнечной стороне ствола повышается до 30° при температуре воздуха около нуля.

  • Реклама