Реферат: Как зимуют растения

Растениязимой

<img src="/cache/referats/21348/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">

Совершеннобезжизненными кажутся нам растения в зимнем лесу. А между тем и зимой, в самыетрескучие морозы, жизнь не вполне покидает деревья и кустарники. Растения в этовремя лишь отдыхают, накапливают силы, чтобы с наступлением весны сброситьзимние оковы. «То, что мы называем сном природы,- писал С. Покровский,-есть лишь особая форма жизни, полная глубокого смысла и значения». Такаяформа жизни растительных организмов называется состоянием покоя.

В состоянииглубокого покоя у растения резко заторможен обмен веществ и прекращаетсявидимый рост. Однако это не значит, что в нем полностью остановились всепроцессы жизнедеятельности. Некоторые из них идут и во время зимнего покоя.Например, крахмал превращается в сахара и жиры, сахара расходуются в ходедыхания. Правда, интенсивность его зимой в 200-400 раз меньше, чем летом.

Происходят в этовремя и процессы роста, только они никак не проявляются внешне. Состояниезимнего покоя — период особенно интенсивной деятельности так называемой образовательнойткани, или меристемы, из которой возникают новые клетки и ткани. Как увечнозеленых, так и у листопадных растений в это время закладываются зачаткилистьев в вегетативных почках и элементы цветков — в почках цветочных. Безэтого предстоящий весной переход растительного организма к активнойжизнедеятельности был бы попросту невозможен. Вот почему для большого числарастений, и прежде всего для всех многолетних форм, покой — обязательноеусловие нормального роста в период вегетации.

Способность погружатьсяв состояние покоя выработалась у растений в ходе эволюции — это важноеприспособление к периодическому наступлению неблагоприятных внешних условий.Это лишний раз подтверждается тем фактом, что растения иногда перестают растине только зимой, но и летом. Например, в засуху некоторые из них сбрасываютлистья и совершенно прекращают рост — точно так же, как и глубокой осенью.Такой покой получил название вынужденного. В вынужденном покое лесные деревья икустарники находятся и в самом конце зимы — в это время такое их состояниеобъясняется только неблагоприятными внешними условиями. Если в январе-февралесрезать в лесу березовую ветку, принести ее в комнату и поставить в воду, толистовые почки вскоре тронутся в рост и дадут побеги.

Однако еслитакую же ветку срезать или принести в теплое помещение в октябре или ноябре, тоона не распустится очень долго. В это время растение находится в состоянии такназываемого глубокого покоя, которого не может нарушить даже наступление самыхблагоприятных для роста условий. Глубокий покой — необходимая фаза развитиярастения, сменяющая период вегетации.

Продолжительность,периода покоя у разных деревьев и кустарников различна. Одни растения — бузина,жимолость, крушина, сирень, черная смородина — отличаются коротким периодомпокоя; у них глубокий покой в естественных условиях заканчивается уже воктябре. Значительно дольше — до января — продолжается период покоя у березыбородавчатой, боярышника, тополя белого. А самый длительный период покоя — улипы мелколистной, клена татарского, ели сибирской, сосны обыкновенной.Зимующие почки липы, например, неспособны прорастать на протяжении почтиполугода. У дуба, бука и ясеня почки находятся в покоящемся состоянии вплоть доконца апреля.

Сигналом к покоюслужит для них уменьшение длины светового дня. Изменение длины дня воспринимаюту растений листая, а в отсутствие их — почки.

На переходрастений в состояние покоя оказывает влияние и температура: для некоторых видов(преимущественно южного происхождения — ясеня, конского каштана, сирени, вишни)понижение ночных температур является главным сигналом к покою.

Растениям,которые зимой укрыты снегом, под его теплой шубой — не так уж холодно. Но какпротивостоят морозам деревья и кустарники, обнаженные ветви которых насквозьпронизывает холод? Почему не гибнут их почки и побеги?

Устойчивостьрастений к низким температурам создается главным образом благодаря внутреннимизменениям в клетках, и прежде всего изменениям их химического состава.

Роль антифриза — вещества, которое снижает температуру замерзания растворов, находящиеся вклеточных вакуолях, играют сахара: они накапливаются в клеточном соке во времяподготовки растения к зиме. Важную защитную функцию выполняют сахара и вцитоплазме: они предохраняют ее белки от коагуляции (свертывания) при понижениитемпературы. Чем больше Сахаров накопили растения в своих клетках, тем лучшеони подготовлены к действию низких температур. Хорошо известно, что если уплодовых деревьев, например яблонь, плодоношение летом было особенно обильным,то зимой они оказываются менее морозоустойчивыми. В этом случае питательныевещества расходуются в основном на формирование плодов, а про запас Сахаровоткладывается мало. Неудивительно, что такие деревья легче вымерзают.

Плохо переносятморозы и те растения, которые осенью интенсивно росли — например, вследствиедлительной теплой погоды или в результате обильной подкормки азотом. Причиназдесь та же: растения плохо подготовлены к зиме, их питательные веществаиспользовались на рост вегетативных органов (стеблей, листьев), а неоткладывались в виде запасных углеводов.

Падаетморозостойкость растений и весной, когда сахара начинают использоваться впроцессах жизнедеятельности, превращаться в другие соединения. Поэтому такопасны для растений весенние заморозки, хотя температура при этом далеко недостигает уровня зимних морозов, которые растения прекрасно перенесли.

Но устойчивостьрастений к морозам объясняется не только накоплением Сахаров в их тканях. Какпоказали исследования, формирование морозоустойчивости — сложный, ступенчатыйпроцесс. Закаливание озимых злаков и плодовых деревьев начинается в осенниесолнечные дни, когда еще довольно интенсивно идет фотосинтез, а процессыдыхания уже ослаблены. Благодаря этому в тканях и накапливаются сахара и другиезащитные вещества, клетки становятся беднее водой.

После этогоцитоплазма готова к прохождению второй фазы закаливания, которая проходит прирегулярно повторяющихся слабых морозах (от -2 до -5°С). В это время изменяетсяультраструктура цитоплазмы, перестраивается ферментный аппарат клеток, врезультате чего они приобретают способность переносить значительное понижениетемпературы. Теперь растению холода не страшны.

В феврале, когданередки еще сильные морозы, можно, раскопав снег в широколиственном лесу,обнаружить пробившиеся сквозь опавшую листву бледно-желтые ростки со свернутымилистьями, а иногда и бутонами. Осенью этих ростков здесь не было...

Дело в том, чтов широколиственном лесу почва зимой не промерзает. Это объясняется наличием вней большого количества перегноя и глубоким снежным покровом, создающимипрекрасную теплоизоляцию. Благодаря этому температура почвы здесь всю зимуостается около 0°С. В такой почве остается незамерзшая влага, доступная длярастений.

Что же касаетсяпитательных веществ, столь же необходимых для роста, то подснежное развитиерастений происходит за счет готовых, отложенных ранее запасов. Например, умедуницы и ветреницы эти запасы находятся в корневищах, у пролески и гусиноголука — в луковицах, у чистяка — в клубнях.

Интенсивноеиспользование этих отложенных про запас питательных веществ в процессе дыханияспособствует повышению температуры самого растения. Часто вокруг него дажепротаивает снег. Например, в феврале начинают расти под снегом побегимать-и-мачехи, заложенные еще осенью. Если в это время откопать растение, томожно увидеть, что вокруг него в снежном покрове протаяла крошечная пещерка.

Еще трещатсуровые морозы, а под снегом уже начинается весна.