Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.
Скачать (прямая ссылка):
НЕБЛАГОПРИЯТНЫЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ УСЛОВИЯ И НЕДОСТАТОК ВОДЫ
В летний не слишком сухой и жаркий день травянистое растение чувствует себя хорошо и довольно быстро растет. Иное дело, если бы его вдруг перенести летом куда-нибудь в жаркую пустыню или зимой высоко в горы; здесь бы оно без специальной защиты долго не выжило. В обоих случаях ему пришлось бы испытать на себе действие крайних температур, усугубляемое в пустыне отсутствием воды, а в горах — ее недоступностью вследствие замерзания. Тем не менее и в горах, и в пустынях местные растения живут и даже сохраняют способность к росту. Каким образом это им удается? Ответ на этот вопрос позволит нам составить себе представление об изощренности и о разнообразии механизмов, возникших в процессе эволюции под влиянием естественного отбора.
Растения могут обеспечить себе выживание в суровом климате тремя главными способами: 1) с помощью механизмов, которые дают им возможность избежать неблагоприятных воздействий; 2) посредством специальных структурных приспособлений; 3) благодаря физиологическим свойствам, позволяющим им преодолеть пагубное влияние окружающей среды. Избежать неблагоприятных условий растения могут, проведя это время в форме устойчивых семян или в состоянии покоя. В жаркое и сухое время года пустыня кажется совсем бесплодной, но после весенних дождей здесь быстро появляются на свет различные травянистые растения, семена которых до того лежали в песке в состоянии покоя. Сразу же после прорастания эти растения начинают быстро расти, зацветают и, обеспечив сохранение вида, т. е. образовав новые устойчивые семена, отмирают к началу сухого и жаркого лета. Сходным образом ведут себя и однолетники в умеренных зонах: свой жизненный цикл они завершают в благоприятные летние дни, а зимуют в виде устойчивых семян. Травянистые многолетние растения могут зимовать в виде подземных запасающих органов — луковиц или корневищ, защищенных от вымерзания слоем почвы, а поверх нее часто и слоем снега. Разумеется, древесные породы умеренных зон не могут укрыться от мороза в почве, как это делают травянистые многолетники, но и они как-то защищаются от зимних холодов: их нежные листья опадают, и зимовать остаются только более устойчивые к холоду ветви и покрытые жесткими чешуевидными листьями почки. Таким же способом растения могут противостоять и водному дефициту. У произрастающего в пустыне кустарника Fouquieria splendens листья сохраняются только в сезон дождей; в сухой период они сбрасываются, потому что при слабом поступлении воды из почвы испарение ее с их обширной поверхности угрожало бы существованию растения.
СТРУКТУРНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Структурные приспособления для выживания в экстремальных условиях иногда имеются у растений на протяжении всей их жизни, а иногда возникают лишь на каком-то определенном этапе развития, обеспечивая тем самым растению возможность преодолеть неблагоприятную часть жизненного цикла. Назначение главных защитных приспособлений состоит в.том, чтобы ограничить потерю воды, потому что именно ее растению обычно больше всего не хватает. Листья могут быть покрыты толстым слоем воскообразной кутикулы, играющей роль водонепроницаемого барьера, а их густое опушение и погруженные устьица удерживают у поверхности листа слой влажного воздуха, что также снижает интенсивность транспирации (см. гл. 6). У некоторых видов листья очень мелкие или их совсем нет, т. е. у них ограничена площадь поверхности, с которой идет испарение. Часто растения имеют сочные листья и стебли, так как в них сохраняются запасы воды. Эту последнюю особенность можно встретить не только у растений пустыни, но и у многолетников арктической и альпийской зон. Объясняется это тем, что вода в почве здесь часто бывает замерзшей в то самое время, когда яркое солнце обусловливает интенсивную транспирацию. Для растительности таких мест характерна также карликовость: растения как бы прижимаются к земле, ослабляя тем самым иссушающее и охлаждающее действие ветра. Жителям северных районов знакомы в прогнозах погоды ссылки на «охлаждающее действие ветра»; способствуя испарению воды, ветер охлаждает испаряющую поверхность, в результате чего ее температура оказывается ниже, чем температура окружающей среды, так что организм может пострадать от холода, даже если температура воздуха выше уровня, являющегося для него критическим.
Человек стремится как-то помочь растениям преодолеть трудное для них время. Для этого строят, например, теплицы. В них улавливается солнечное тепло, а зимой их замкнутое пространство можно отапливать. Летом, правда, слишком яркое солнце вызывает иногда перегрев; поэтому теплицы часто красят в белый цвет, чтобы снизить избыточное поглощение энергии. Охлаждения можно также достичь, непрерывно пропуская через теплицу поток воздуха, прошедшего над увлажнителями. (В сухом климате, где испарение происходит легко, поглощение энергии, связанное с переходом воды из жидкой в газообразную фазу, вызывает значительное охлаждение воздуха.) В районах с холодным климатом достаточно надежную защиту от холода обеспечивает растениям снежный покров. Чувствительные к холоду кустарники удается в какой-то степени защитить, закрывая их, например, мешковиной; это, конечно, не спасает
