Реферати » Реферати по біології » Новий підхід у розумінні преадаптації

Новий підхід у розумінні преадаптації

Строилов Н.

Гімназія № 32, 10 «В» клас

Новий підхід у розумінні преадаптації

Керівник к. б. н. Гуревич А.С.

Ботанічний сад КДУ

Калінінград 1999

Зміст

1. Введення ............... ........................ 3

2. Огляд літератури ..................... ... ... 3
3. Мета ............ .............................. .. 3

4. Методика .................................... ... 3

5. Результати та обговорення .................. 4

6. Висновки ....................................... .. 12

7 . Бібліографічний список ................ 12

Введення

Лабораторією функціональної ботаніки КДУ досліджується питання про преадаптації рослин [1, 2, 3]. Під терміном "преадаптація" ми розуміємо загальне, фундаментальне властивість живих систем, що визначає їх здатність до випереджаючого відображення. У лабораторії розроблено класифікацію преадаптацій, в основу якої покладено принцип взаємодії особини і факторів середовища в екологічній ніші, зібрані численні приклади преадаптації рослин [4]. Так, очевидно, що преадаптівно значення мають придбання рослинами неспецифічної стійкості під впливом стрес-фактора, загартовування, багато фотоперіодичні реакції, осциляції і багато інших явищ.

Огляд літератури

Термін «преадаптація» введено в біологічну науку французьким дослідником Леонардо Кено в 1901 році для позначення явища попереднього пристосування. Кено розумів преадаптація як "... байдужі або полуполезние особливості, наявні у виду і здатні перетворюватися в явні пристосування при зміні способу життя ..."
Експериментальні докази об'єктивності існування преадаптації були отримані в численних роботах рада авторів (Сердж, Райн, 1964;
Кроу, 1957; Беннет, 1960; Северцов А.Н., 1922; Філюков А.І., 1971). Разом з тим антідарвіновская трактування цього явища (преадаптізм), висунута
Кено і його послідовниками, призвела до того, що феномену не приділялося належну увагу, як серед зарубіжних, так і серед російських дослідників.

Мета

Метою роботи було дослідження динаміки співвідношення росту рослин, формування та функціонування фотосинтетичного апарату в онтогенезі жоржини культурної в якості одного з прикладів преадаптації.

Методика

В даній роботі для вивчення преадаптівних реакцій був обраний зростання, оскільки він інтегрує всі фізіологічні процеси рослини [5].

Досліди проводилися в 1995 - 1997 гг. в Ботанічному саду КДУ в умовах мелкоделяночного польового експерименту. Для досліджень використовували такі сорти жоржини: Залп "Аврори", Ангажемент, Піонерський галстук,
Угунсун Нанс, Фатіма, Пам'яті Гагаріна, Вічний вогонь, Сніговий візерунок, Ага,
Піегальві ага, Білий кактус, Озіріс, Преферанс - що відрізняються темпами росту, характером формування та габітусом куща, строками цвітіння.

Висоту рослин вимірювали сантиметровою стрічкою по головному побіжу.
Площа листя визначали ваговим методом [6]. Вміст хлорофілу визначали спектрофотометричним методом в ацетонових екстракті [7].
Мезоструктур листа вивчали на прижиттєвих зрізах за допомогою світлового мікроскопа і окулярного мікрометра. Обсяг палісадних клітин розраховували з урахуванням поправочних коефіцієнтів Ю.Л.Цельнікер [8]. Чисту продуктивність фотосинтезу визначали по сухій масі рослин [6]. Біологічну активність фітогормонів: цитокінінів, гиббереллинов і абсцизовой кислоти - визначали комплексним методом [9]. Зміст фітогормонів у тканинах розраховували по калібрувальним кривим. Заміри і аналізи здійснювали з проміжком 5-10 днів в триразовою біологічної та п'ятикратної аналітичної повторностях.

Результати та обговорення

Оскільки завданням цього дослідження було зіставлення онтогенетической динаміки досліджуваних процесів, ми вважаємо коректним подання даних у вигляді середньодобових змін аналізованих параметрів. Характер змін вивчених процесів в онтогенезі виявився однаковим у всіх сортів. Однак швидкість цих змін у різних сортів помітно варіювала в залежності від скороцветності. Нижче наведені дані по трьох сортам, различающимся термінами зацвітання: ранній сорт Ангажемент, середньоранній - Піонерський галстук і середній - Озіріс.

Зовнішнім проявом продукційних процесів є зростання. У цьому зв'язку вважаємо за доцільне розпочати розгляд питання з онтогенетической динаміки різних параметрів зростання жоржини. Дані за середньодобовим приростом рослин у висоту представлені в графіку рис. 1.
На графіку видно, що темпи зростання у висоту змінюються по одновершінной кривої з максимумом в кінці фази бічного розгалуження. Проте висота не може служити єдиним критерієм розвитку.

Суттєвими показниками є також збільшення маси рослини і площі листя. На графіках рис. 2 і 3 відображений середньодобовий приріст сирої та сухої маси жоржини. Як випливає з графіків, зміна темпів збільшення маси також описується одновершінной кривої. Разом з тим, максимум середньодобового приросту сирої та сухої маси припадає на кінець фази бутонізації і відстоїть від максимального темпу росту рослин у висоту на 15-20 днів.

Біологічне значення цього феномена полягає, ймовірно, в тому, що посилення росту в висоту супроводжується активним формуванням листового апарату і таким чином закладаються структурні передумови для майбутнього посилення фотосинтетичної активності при формуванні органів насіннєвого і вегетативного розмноження. Це припущення підтверджується даними про темпи росту листової поверхні (рис. 4). Максимальні прирости площі листя спостерігаються в фазу бічного розгалуження, співпадаючи з максимальними темпами росту стебел.

В основі біологічної продуктивності лежить процес фотосинтезу. У цьому зв'язку наступним етапом дослідження було вивчення структурних і функціональних параметрів фотосинтетичної діяльності рослин. Для вивчення динаміки формування фотосинтетичного апарату ми визначали вміст хлорофілу в листках і характеристики мезоструктур листа: потужність шару палісадні паренхіми, кількість хлоропластів в клітинах палісадні і губчастої паренхіми. На графіку рис. 5 видно, що вміст хлорофілу в листках зростає в перші дні онтогенезу, потім у фазі сходів знижується; а потім знову зростає в фази бічного розгалуження і початку бутонізації і поступово знижується в наступні фази.

Рис. 1. Середньодобовий приріст у висоту

Рис. 2. Середньодобовий приріст сирої маси

Рис. 3. Середньодобовий приріст сухої маси

Рис. 4. Середньодобовий приріст площі листя

Аналогічно змінюються в онтогенезі жоржини параметри мезоструктур листа (графіки рис. 6, 7, 8). Разом з тим слід зазначити, що максимальні значення показників розвитку фотосинтетичного апарату в абсолютному виразі спостерігаються на початку онтогенезу.

Іншу спрямованість має динаміка функціонування фотосинтетичного апарату. Так, що починається з перших днів онтогенезу зростання чистої продуктивності фотосинтезу (рис. 9) продовжується до кінця фази сходів, потім у фазу бічного розгалуження і на початку бутонізації відбувається зниження, а в кінці фази бутонізації параметр знову помітно підвищується. В фази цвітіння і початку пожовтіння нижніх листків чиста продуктивність фотосинтезу різко знижується.

Рис. 5. Середньодобове зміна вмісту хлорофілу в листках

Рис. 6. Середньодобове зміна потужності шару палісадні паренхіми

Рис. 7. Середньодобове зміна кількості хлоропластів в клітинах палісадні паренхіми

Рис. 8. Середньодобове зміна хлоропластів в клітинах губчастої паренхіми

Наявність двох максимумів на графіках зміни структурних і функціональних показників фотосинтетичної діяльності, ймовірно, пов'язане з необхідністю забезпечення продуктами фотосинтезу інтенсивного росту стебел, листя і коріння в фазу бічного розгалуження і процесів формування органів насіннєвого і вегетативного розмноження в фазу цвітіння.

Оскільки істотним моментом регуляції росту і фотосинтезу є гормональний баланс, нами була вивчена динаміка вмісту ендогенних фітогормонів в листя рослин (графіки рис. 10-12).

Зміст гиббереллинов в листках збільшується аж до фази бутонізації, потім падає. Зміст абсцизовой кислоти та її похідних зменшується від фази сходів до фази бічного розгалуження і потім зростає аж до кінця онтогенезу. Активність цитокининов знижується від сходів до бічного розгалуження, зростає до фази цвітіння і падає в фазу початку пожовтіння нижніх листків.

Рис. 9. Чиста продуктивність фотосинтезу

Рис. 10. Зміст гиббереллинов в листі

Рис. 11. Зміст цитокининов в листі

Рис. 12. Зміст абсцизовой кислоти в листі

Cопоставленіе отриманих даних дає наступні результати. При порівнянні графіків рис. 5, 6, 7, 8 і графіка рис. 9 видно, що інтенсифікація формування структури фотосинтетичного апарату випереджає в онтогенезі посилення його функціональної активності. Дійсно, в перші дні показники мезоструктур листа найвищі, дуже різко на початку фази сходів зростає вміст хлорофілу в листках, а чиста продуктивність фотосинтезу в цей період низька і тільки починає рости. Далі в фазі сходів вміст хлорофілу і показники мезоструктур знижуються, в той час як чиста продуктивність зростає. Максимум як за темпами приросту, так і за абсолютними значеннями для показників розвитку структури фотосинтетичного апарату припадає на початок фази сходів, а для його функціональної активності - на кінець цієї фази. Проміжок часу між зазначеними екстремумами становить у різних сортів від 10 до 20 днів. У фазі бічного розгалуження структурні показники знову ростуть, досягаючи максимуму на початку фази бутонізації, разом з тим функціональна активність фотосинтетичного апарату в фазу бічного розгалуження і на початку бутонізації знижується, а зростає і досягає максимуму тільки наприкінці фази бутонізації рослин, знову відстаючи від максимуму структурних показників на 10-15 днів. У період цвітіння і початку пожовтіння нижніх листків як структурні, так і функціональні показники знижуються. Таким чином, графіки, що відображають зміни структурних і функціональних параметрів фотосинтетичної діяльності, виявляються зсунутими по фазі.
Формування структури передує посилення фотосинтетичної функції.

Порівняння динаміки ростових процесів і фотосинтетичної діяльності показує, що в онтогенезі підвищення фотосинтетичної активності передує активізації росту рослин. Так, максимальний рівень структурованості фотосинтетичного апарата має місце на початку фази сходів, слідом за ним в кінці цієї фази досягає максимуму фотосинтетична активність, і тільки в фазу бічного розгалуження спостерігається пік лінійного росту стебел і листя. Другий максимум темпів формування елементів

Сторінки: 1 2

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар