Сезонні цикли рослин і їх пристосувальне значення

Один з проявів періодичності - сезонні і річні цикли, пов'язані з чергуванням періодів зростання і спокою.

Незалежно від тривалості життя рослини в ході еволюції виробляється певна ритмічність, відповідна сезонності клімату. У формуванні сезонної ритміки має значення звернення Землі навколо Сонця, що веде до зміни пір року. У той же час в житті рослин відіграють роль і більш тривалі цикли. Наприклад, в прирості багаторічних рослин фіксуються коливання не тільки клімату, але і відображаються 11-річні цикли діяльності Сонця. Шляхом обліку таких циклів зроблено запис сонячної активності по спиляли секвої за 3200 років. Спалахи чисельності у ламінарії також пов'язані з 11-річним циклом Сонця. Рясне плодоношення у модрини в Сибіру настає тільки в роки мінімальної активності Сонця.

За винятком крайніх типів клімату (вічна мерзлота і вологі тропіки), існує чергування сприятливих і несприятливих сезонів для зростання і розвитку рослин. Негативні впливу середовища рослини змушені переносити шляхом перебудови життєдіяльності. Освітою органів, позбавлених активних життєвих процесів (насіння, нирок, укорочених пагонів), або скиданням листя, частини пагонів і плодів забезпечується виживання рослин в несприятливі сезони.

У більш високо організованих рослин сезонна періодичність ускладнюється і автономізуються за фазами онтогенезу. В ході еволюції насамперед регулюються початкові етапи, т. Е. Сходи розвиваються з настанням сприятливих умов, виробляються механізми, що виключають випередження або запізнювання в проростанні насіння, - твердосемянность, післязбиральної дозрівання, глибокий спокій і ін. В непостійних умовах формуються різні типи насіння, що відрізняються за термінами проростання. Така різноманітність відтворюється в потомстві кожного типу насіння, що підвищує стійкість виду до несприятливих умов, так як нерідко проростання насіння при цьому розтягується на кілька років (вівсюг). Цікаво зазначити на «капризи» насіння тютюну, які в літні місяці втрачають здатність до проростання, а в осінньо-весняні місяці відновлюють її. Природа регуляції проростання насіння і її фізіологічні механізми стають зрозумілими тільки в зв'язку з екологією виду. Тому не випадково в посівах йде відбір бур'янів за темпами і термінів проростання насіння, близьким до ритму проростання культурних рослин.

В подальшому регуляція росту та розвитку рослин здійснюється більш складним шляхом. Різні етапи онтогенезу відрізняються по чутливості до умов середовища і виділяються як критичні по відношенню до світла, вологості і температури. З цієї точки зору озимий та ярий, ефемерність розвитку, однорічний, дворічний і багатолітній спосіб життя, тип фотоперіодичною реакції, утворення органів для переживання періодів похолодань і посухи виступають як різні способи пристосування рослин до несприятливих умов. У тропічних ж рослин все нирки на рослині починають і закінчують спокій одночасно, оскільки старіючі листя виробляють фактори старіння і індукують тим самим старіння інших листя і перехід нирок у стан спокою (Е. Лібберг, 1976).

У середніх широтах (з посушливим літом і холодною зимою) спостерігається синхронізація активності росту рослини в цілому. При цьому синхронізація з кліматичними умовами досягається в межах одного етапу розвитку, а всі інші беруть відлік часу від нього, причому сигнальну роль відіграють різні фактори.

Сезонна ритміка проявляється і в фізіологічних процесах, про що свідчать матеріали, що характеризують інтенсивність дихання і фотосинтезу у рослин в різні періоди року. Це ж підтверджують і результати безпосереднього вивчення ендогенного ритму темнового дихання, приросту пагонів і коренів у різних деревних.

Диханню, як і багатьом іншим фізіологічним процесам, властиво зміна добової і сезонної активності, яке визначається спадковістю, умовами середовища і віковим станом. Ці коливання мають ендогенну обумовленість, що видно по сезонної активності дихання у листопадних і вічнозелених рослин. Так, активність дихання у вічнозелених рослин, мешканців більш-менш постійних умов, Змінюється плавно. Ендогенний характер носять і зміни в активності росту пагонів і коренів. Навіть в тропіках, там, де зовнішні умови в цілому залишаються сприятливими для росту рослин протягом року, періоди зростання перериваються спокоєм. І для зростання листопадних форм характерна відома автономність, що виявляється у відмінностях у часі початку і закінчення росту пагонів, в розбіжності його піків для різних видів. Зростання коренів, незважаючи на велику його залежність від зовнішніх умов, також є автономним процесом, що видно при порівнянні різних видів.

Заслуговує на увагу також питання про еволюцію річних циклів. Ці цикли історично могли виникнути тільки в ті геологічні періоди, коли складалася зміна умов протягом року, що показано на прикладі явищ фотопериодизма. Спочатку регуляція росту, можливо, була вимушеною і стосувалася вегетативних органів, а пізніше і насіння. На основі криптобиоза і коливань довжини дня відбір формує механізм ендогенної регуляції росту, найбільш досконалий для відліку астрономічного часу.

Поділіться посиланням з друзями