Tirik organizmlarning atrof-muhit sharoitlariga moslashuvining asosiy usullari va shakllari. Fotoperiodizm. Moslashuv shakllari Anatomik morfologik moslashishga misollar

Noqulay atrof-muhit omillariga faqat ma'lum sharoitlarda reaktsiyalar tirik organizmlar uchun zararli bo'lib, ko'p hollarda ular adaptiv qiymatga ega. Shuning uchun bu javoblarni Selye "umumiy moslashish sindromi" deb atagan. Keyingi asarlarida u “stress” va “umumiy moslashish sindromi” atamalarini sinonim sifatida ishlatgan.

Moslashuv- bu uning uchun noqulay sharoitlarda barqarorlikni oshirish va ontogenez oqimini ta'minlaydigan himoya tizimlarini shakllantirishning genetik jihatdan aniqlangan jarayoni.

Moslashuv - o'zgargan mavjudlik sharoitida biologik tizimning, shu jumladan o'simlik organizmining barqarorligini oshiradigan eng muhim mexanizmlardan biridir. Organizm qandaydir omillarga qanchalik yaxshi moslashgan bo'lsa, uning tebranishlariga shunchalik chidamli bo'ladi.

Organizmning tashqi muhit ta'siriga qarab, ma'lum chegaralarda metabolizmni o'zgartirish uchun genotipik ravishda aniqlangan qobiliyati deyiladi. reaktsiya tezligi. U genotip tomonidan boshqariladi va barcha tirik organizmlarga xosdir. Reaksiya me'yori doirasida sodir bo'ladigan o'zgarishlarning aksariyati adaptiv ahamiyatga ega. Ular yashash muhitidagi o'zgarishlarga mos keladi va o'zgaruvchan atrof-muhit sharoitida o'simliklarning yaxshi yashashini ta'minlaydi. Shu munosabat bilan bunday o'zgartirishlar evolyutsion ahamiyatga ega. "Reaksiya tezligi" atamasini V.L. Yogansen (1909).

Tur yoki navning atrof-muhitga mos ravishda o'zgartirish qobiliyati qanchalik katta bo'lsa, uning reaktsiya tezligi shunchalik keng bo'ladi va moslashish qobiliyati shunchalik yuqori bo'ladi. Bu xususiyat qishloq xo'jaligi ekinlarining chidamli navlarini ajratib turadi. Qoida tariqasida, atrof-muhit omillarining engil va qisqa muddatli o'zgarishlari o'simliklarning fiziologik funktsiyalarini sezilarli darajada buzilishiga olib kelmaydi. Bu ularning ichki muhitning nisbiy dinamik muvozanatini saqlash qobiliyati va o'zgaruvchan tashqi muhitda asosiy fiziologik funktsiyalarning barqarorligi bilan bog'liq. Shu bilan birga, o'tkir va uzoq muddatli ta'sirlar o'simlikning ko'plab funktsiyalarining buzilishiga olib keladi va ko'pincha uning o'limiga olib keladi.

Moslashuv barqarorlikni oshiradigan va turning saqlanib qolishiga hissa qo'shadigan barcha jarayonlar va moslashuvlarni (anatomik, morfologik, fiziologik, xulq-atvor va boshqalar) o'z ichiga oladi.

1.Anatomik va morfologik moslashuvlar. Kserofitlarning ba'zi vakillarida ildiz tizimining uzunligi bir necha o'nlab metrga etadi, bu o'simlikka er osti suvlaridan foydalanishga imkon beradi va tuproq va atmosfera qurg'oqchiligi sharoitida namlik etishmasligini boshdan kechirmaydi. Boshqa kserofitlarda qalin kesikulaning mavjudligi, barglarning o'sishi va barglarning tikanga aylanishi suv yo'qotilishini kamaytiradi, bu namlik etishmasligi sharoitida juda muhimdir.

Yonayotgan tuklar va tikanlar o'simliklarni hayvonlar tomonidan eyishdan himoya qiladi.

Tundradagi yoki baland tog'li balandlikdagi daraxtlar o'rmalovchi butalarga o'xshaydi, qishda ular qor bilan qoplangan, bu ularni qattiq sovuqdan himoya qiladi.

Kundalik haroratning katta o'zgarishi bo'lgan tog'li hududlarda o'simliklar ko'pincha zich joylashgan ko'p sonli poyalari bilan tekislangan yostiqlar shakliga ega. Bu kun davomida yostiqlar ichidagi namlikni va nisbatan bir xil haroratni saqlashga imkon beradi.

Botqoq va suv o'simliklarida maxsus havo tutuvchi parenxima (aerenxima) hosil bo'lib, u havo ombori bo'lib, suvga botgan o'simlik qismlarining nafas olishini osonlashtiradi.

2. Fiziologik va biokimyoviy moslashuvlar. Sukkulentlarda cho'l va yarim cho'l sharoitlarida o'sish uchun moslashish CAM yo'li bo'ylab fotosintez jarayonida CO 2 ning assimilyatsiyasi hisoblanadi. Bu o'simliklar kun davomida yopiq stomataga ega. Shunday qilib, o'simlik ichki suv zahiralarini bug'lanishdan saqlaydi. Cho'llarda suv o'simliklarning o'sishini cheklovchi asosiy omil hisoblanadi. Stomatalar kechasi ochiladi va bu vaqtda CO 2 fotosintetik to'qimalarga kiradi. Fotosintetik siklda CO2 ning keyingi ishtiroki kunduzi yopiq stomata bilan sodir bo'ladi.

Fiziologik va biokimyoviy moslashuvlarga stomataning tashqi sharoitga qarab ochilish va yopilish qobiliyati kiradi. Hujayralarda abstsiz kislotasi, prolin, himoya oqsillari, fitoaleksinlar, fitonsidlar sintezi, organik moddalarning oksidlanish parchalanishiga qarshi turuvchi fermentlar faolligining oshishi, hujayralardagi qandlarning to'planishi va metabolizmdagi bir qator boshqa o'zgarishlar. o'simliklarning noqulay ekologik sharoitlarga chidamliligini oshirish.

Xuddi shu biokimyoviy reaksiya bir fermentning bir nechta molekulyar shakllari (izofermentlar) tomonidan amalga oshirilishi mumkin, har bir izoform esa harorat kabi ba'zi bir muhit parametrlarining nisbatan tor diapazonida katalitik faollikni namoyon qiladi. Bir qator izofermentlarning mavjudligi o'simlikka reaktsiyani har bir alohida izoferment bilan solishtirganda ancha kengroq harorat oralig'ida amalga oshirishga imkon beradi. Bu o'simlikka o'zgaruvchan harorat sharoitida hayotiy funktsiyalarni muvaffaqiyatli bajarishga imkon beradi.

3. Xulq-atvorga moslashish yoki salbiy omildan qochish. Masalan, efemera va efemeroidlar (ko'knori, yulduz gullari, krokuslar, lolalar, qor barglari). Ular bahorda 1,5-2 oy davomida, hatto issiqlik va qurg'oqchilik boshlanishidan oldin ham butun rivojlanish tsiklini o'tkazadilar. Shunday qilib, ular tark etishadi yoki stressning ta'siri ostida qolishdan qochishadi. Xuddi shunday, qishloq xo'jaligi ekinlarining ertapishar navlari noqulay mavsumiy hodisalar boshlanishidan oldin hosil hosil qiladi: avgust tumanlari, yomg'irlar, sovuqlar. Shuning uchun ko'plab qishloq xo'jaligi ekinlarini tanlash ertapishar navlarni yaratishga qaratilgan. Ko'p yillik o'simliklar qor ostida tuproqda rizomlar va piyozchalar sifatida qishlaydi, bu ularni muzlashdan himoya qiladi.

O'simliklarning noqulay omillarga moslashishi bir vaqtning o'zida tartibga solishning ko'p darajalarida - bitta hujayradan fitotsenozgacha amalga oshiriladi. Tashkilot darajasi (hujayra, organizm, populyatsiya) qanchalik yuqori bo'lsa, o'simliklarning stressga moslashuvida bir vaqtning o'zida ishtirok etadigan mexanizmlar soni ko'p bo'ladi.

Hujayra ichidagi metabolik va adaptiv jarayonlarni tartibga solish tizimlar yordamida amalga oshiriladi: metabolik (fermentativ); genetik; membrana. Ushbu tizimlar bir-biri bilan chambarchas bog'liq. Shunday qilib, membranalarning xossalari genlar faolligiga bog'liq va genlarning o'zlarining differentsial faolligi membranalar nazorati ostida. Fermentlarning sintezi va ularning faolligi genetik darajada boshqariladi, shu bilan birga fermentlar hujayradagi nuklein kislotalar almashinuvini tartibga soladi.

Ustida organizm darajasi moslashishning uyali mexanizmlariga organlarning o'zaro ta'sirini aks ettiruvchi yangilari qo'shiladi. Noqulay sharoitlarda o'simliklar to'liq urug'larni hosil qilish uchun zarur moddalar bilan etarli miqdorda ta'minlangan bunday miqdordagi meva elementlarini yaratadi va saqlaydi. Misol uchun, ekilgan donli o'simliklarning gulzorlarida va mevali daraxtlarning tojlarida, noqulay sharoitlarda, qo'yilgan tuxumdonlarning yarmidan ko'pi tushishi mumkin. Bunday o'zgarishlar fiziologik faol va oziq moddalar uchun organlar o'rtasidagi raqobat munosabatlariga asoslanadi.

Stress sharoitida pastki barglarning qarishi va tushishi jarayonlari keskin tezlashadi. Shu bilan birga, o'simliklar uchun zarur bo'lgan moddalar ulardan yosh organlarga o'tib, organizmning omon qolish strategiyasiga javob beradi. Pastki barglardan ozuqa moddalarini qayta ishlash tufayli, yoshlar, yuqori barglar hayotiy bo'lib qoladi.

Yo'qolgan organlarni qayta tiklash mexanizmlari mavjud. Masalan, yaraning yuzasi ikkilamchi integumentar to'qima (yara peridermasi) bilan qoplangan, magistral yoki shoxdagi yara oqmalar (kallyuzlar) bilan davolanadi. Apikal kurtakning yo'qolishi bilan o'simliklarda uxlab yotgan kurtaklar uyg'onadi va lateral kurtaklar intensiv rivojlanadi. Kuzda tushgan barglar o'rniga bahorgi tiklanish ham organlarning tabiiy tiklanishiga misoldir. Regeneratsiya oʻsimliklarning ildiz boʻlaklari, ildizpoyalari, talluslari, poya va barg soʻqmoqlari, ajratilgan hujayralar, alohida protoplastlar orqali vegetativ koʻpayishini taʼminlovchi biologik qurilma sifatida oʻsimlikchilik, mevachilik, oʻrmonchilik, manzarali bogʻdorchilik va boshqalar uchun katta amaliy ahamiyatga ega.

Gormonal tizim o'simlik darajasida himoya qilish va moslashish jarayonlarida ham ishtirok etadi. Misol uchun, o'simlikdagi noqulay sharoitlar ta'sirida o'sish inhibitörlerinin tarkibi keskin ortadi: etilen va abssis kislotasi. Ular metabolizmni kamaytiradi, o'sish jarayonlarini inhibe qiladi, qarishni, organlarning tushishini va o'simlikning uyqu holatiga o'tishini tezlashtiradi. O'sish inhibitörleri ta'sirida stress ostida funktsional faollikni inhibe qilish o'simliklar uchun xarakterli reaktsiya hisoblanadi. Shu bilan birga, to'qimalarda o'sish stimulyatorlarining tarkibi kamayadi: sitokinin, auxin va gibberellinlar.

Ustida aholi darajasi selektsiya qo'shiladi, bu esa ko'proq moslashgan organizmlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Tanlash imkoniyati o'simliklarning turli xil atrof-muhit omillariga chidamliligidagi populyatsiya ichidagi o'zgaruvchanlikning mavjudligi bilan belgilanadi. Qarshilikning populyatsiya ichidagi o'zgaruvchanligiga misol sifatida sho'rlangan tuproqda ko'chatlarning yoqimsiz ko'rinishi va stress omili ta'sirining kuchayishi bilan unib chiqish vaqtining o'zgarishini ko'rsatish mumkin.

Zamonaviy ko'rinishdagi tur ko'p sonli biotiplardan iborat - genetik jihatdan bir xil, ammo atrof-muhit omillariga har xil qarshilik ko'rsatadigan kichikroq ekologik birliklar. Turli xil sharoitlarda barcha biotiplar bir xil darajada hayotiy emas va raqobat natijasida ulardan faqat berilgan shartlarga eng yaxshi javob beradiganlari qoladi. Ya'ni populyatsiyaning (turning) ma'lum bir omilga chidamliligi populyatsiyani tashkil etuvchi organizmlarning qarshiligi bilan belgilanadi. Chidamli navlar o'z tarkibida noqulay sharoitlarda ham yaxshi mahsuldorlikni ta'minlaydigan biotiplar to'plamiga ega.

Shu bilan birga, uzoq muddatli etishtirish jarayonida populyatsiyadagi biotiplarning tarkibi va nisbati navlarda o'zgaradi, bu navning mahsuldorligi va sifatiga ta'sir qiladi, ko'pincha yaxshi tomonga emas.

Shunday qilib, moslashish o'simliklarning noqulay muhit sharoitlariga (anatomik, morfologik, fiziologik, biokimyoviy, xulq-atvor, populyatsiya va boshqalar) chidamliligini oshiradigan barcha jarayonlar va moslashuvlarni o'z ichiga oladi.

Ammo moslashishning eng samarali usulini tanlash uchun asosiy narsa tananing yangi sharoitlarga moslashishi kerak bo'lgan vaqtdir.

Ekstremal omilning to'satdan ta'siri bilan javobni kechiktirish mumkin emas, o'simlikka qaytarilmas zararni istisno qilish uchun u darhol kuzatilishi kerak. Kichkina kuchning uzoq muddatli ta'siri bilan moslashuvchan qayta tashkil etish asta-sekin sodir bo'ladi, shu bilan birga mumkin bo'lgan strategiyalarni tanlash ortadi.

Shu munosabat bilan uchta asosiy moslashish strategiyasi mavjud: evolyutsion, ontogenetik va shoshilinch. Strategiyaning vazifasi - asosiy maqsadga erishish uchun mavjud resurslardan samarali foydalanish - stress ostida organizmning omon qolishi. Moslashuv strategiyasi hayotiy makromolekulalarning strukturaviy yaxlitligini va hujayra tuzilmalarining funktsional faolligini saqlashga, hayotiy faoliyatni tartibga solish tizimlarini saqlashga va o'simliklarni energiya bilan ta'minlashga qaratilgan.

Evolyutsion yoki filogenetik moslashuvlar(filogeniya - biologik turning o'z vaqtida rivojlanishi) - bular genetik mutatsiyalar, seleksiya asosida evolyutsiya jarayonida paydo bo'ladigan va meros bo'lib o'tadigan moslashuvlardir. Ular o'simliklarning omon qolishi uchun eng ishonchli hisoblanadi.

Har bir o'simlik turi evolyutsiya jarayonida yashash sharoitlari va o'zi egallagan ekologik o'ringa moslashish, organizmning atrof-muhitga barqaror moslashishi uchun ma'lum ehtiyojlarni ishlab chiqdi. Tegishli sharoitlarning uzoq muddatli ta'siri natijasida o'ziga xos o'simlik turlarining namlik va soyaga chidamliligi, issiqlikka chidamliligi, sovuqqa chidamliligi va boshqa ekologik xususiyatlari shakllangan. Shunday qilib, issiqliksevar va qisqa kunlik o'simliklar janubiy kengliklarga, issiqlikka kamroq talabchan va uzoq kunlik o'simliklar shimoliy kengliklarga xosdir. Kserofit o'simliklarining qurg'oqchilikka ko'plab evolyutsion moslashuvlari yaxshi ma'lum: suvdan tejamkor foydalanish, chuqur ildiz tizimi, barglarning to'kilishi va uyqu holatiga o'tishi va boshqa moslashuvlar.

Shu munosabat bilan, qishloq xo'jaligi o'simliklarining navlari ko'paytirish va mahsuldor shakllarni tanlash amalga oshiriladigan ekologik omillarga aniq qarshilik ko'rsatadi. Agar selektsiya qandaydir noqulay omilning doimiy ta'siri fonida bir qator ketma-ket avlodlarda sodir bo'lsa, unda navning unga chidamliligi sezilarli darajada oshishi mumkin. Janubi-Sharqiy dehqonchilik ilmiy-tadqiqot instituti (Saratov) tomonidan yetishtirilgan navlar Moskva viloyati naslchilik markazlarida yaratilgan navlarga qaraganda qurg'oqchilikka chidamli bo'lishi tabiiy. Xuddi shunday tuproq-iqlim sharoiti noqulay ekologik zonalarda chidamli mahalliy o‘simlik navlari shakllangan, endemik o‘simlik turlari esa yashash muhitida ifodalangan stress omillariga chidamli.

Butunrossiya o'simlik sanoati instituti kollektsiyasidan bahorgi bug'doy navlarining chidamliligi tavsifi (Semenov va boshqalar, 2005)

Tabiiy muhitda atrof-muhit sharoitlari odatda juda tez o'zgarib turadi va stress omili zarar etkazuvchi darajaga yetadigan vaqt evolyutsion moslashuvlarni shakllantirish uchun etarli emas. Bunday hollarda o'simliklar doimiy emas, balki stressni keltirib chiqaradigan himoya mexanizmlarini qo'llaydi, ularning shakllanishi genetik jihatdan oldindan aniqlangan (aniqlangan).

Ontogenetik (fenotipik) moslashuvlar genetik mutatsiyalar bilan bog'liq emas va meros qilib olinmaydi. Bunday moslashuvlarning shakllanishi nisbatan uzoq vaqtni talab qiladi, shuning uchun ular uzoq muddatli adaptatsiyalar deb ataladi. Bu mexanizmlardan biri qurg'oqchilik, sho'rlanish, past harorat va boshqa stress omillari ta'sirida suv tanqisligi sharoitida bir qator o'simliklarning suvni tejaydigan CAM tipidagi fotosintez yo'lini shakllantirish qobiliyatidir.

Ushbu moslashuv normal sharoitda faol bo'lmagan fosfoenolpiruvat karboksilaza genini va CO2 ni qabul qilishning CAM yo'lining boshqa fermentlari genlarini osmolitlar (prolin) biosintezi bilan, antioksidantning faollashuvi bilan bog'liq. tizimlar va stomatal harakatlarning kunlik ritmlarining o'zgarishi bilan. Bularning barchasi juda tejamkor suv iste'moliga olib keladi.

Dala ekinlarida, masalan, makkajo'xorida normal o'sish sharoitida aerenxima yo'q. Ammo suv toshqini va ildizlardagi to'qimalarda kislorod etishmasligi sharoitida ildiz va poyaning birlamchi korteksining hujayralarining bir qismi nobud bo'ladi (apoptoz yoki dasturlashtirilgan hujayra o'limi). Ularning o'rnida bo'shliqlar hosil bo'ladi, ular orqali kislorod o'simlikning havo qismidan ildiz tizimiga o'tkaziladi. Hujayra o'limi uchun signal etilenning sintezidir.

Shoshilinch moslashish turmush sharoitida tez va kuchli o'zgarishlar bilan yuzaga keladi. U zarbadan himoya qilish tizimlarining shakllanishi va ishlashiga asoslanadi. Zarbadan mudofaa tizimlari, masalan, haroratning tez o'sishiga javoban hosil bo'lgan issiqlik zarbasi oqsil tizimini o'z ichiga oladi. Ushbu mexanizmlar zarar etkazuvchi omil ta'sirida qisqa muddatli omon qolish sharoitlarini ta'minlaydi va shu bilan yanada ishonchli uzoq muddatli ixtisoslashtirilgan moslashish mexanizmlarini shakllantirish uchun zarur shart-sharoitlarni yaratadi. Ixtisoslashgan moslashish mexanizmlariga misol qilib, past haroratlarda antifriz oqsillarining yangi hosil bo'lishi yoki qishki ekinlarni qishlash paytida shakar sintezi mumkin. Shu bilan birga, agar omilning zarar etkazuvchi ta'siri tananing himoya va reparativ imkoniyatlaridan oshsa, o'lim muqarrar ravishda sodir bo'ladi. Bunday holda, organizm ekstremal omilning intensivligi va davomiyligiga qarab shoshilinch yoki ixtisoslashtirilgan moslashish bosqichida nobud bo'ladi.

Farqlash xos va o'ziga xos bo'lmagan (umumiy) o'simliklarning stress omillariga javoblari.

Nonspesifik reaktsiyalar ta'sir etuvchi omilning tabiatiga bog'liq emas. Ular yuqori va past haroratlar, namlikning etishmasligi yoki ko'pligi, tuproqdagi tuzlarning yuqori konsentratsiyasi yoki havodagi zararli gazlar ta'sirida bir xil bo'ladi. Barcha hollarda o'simlik hujayralarida membranalarning o'tkazuvchanligi kuchayadi, nafas olish buziladi, moddalarning gidrolitik parchalanishi kuchayadi, etilen va abtsiz kislotasining sintezi kuchayadi, hujayra bo'linishi va cho'zilishi inhibe qilinadi.

Jadvalda atrof-muhitning turli omillari ta'sirida o'simliklarda sodir bo'ladigan o'ziga xos bo'lmagan o'zgarishlar majmuasi ko'rsatilgan.

Stressli sharoitlar ta'sirida o'simliklardagi fiziologik ko'rsatkichlarning o'zgarishi (G.V., Udovenko, 1995 bo'yicha)

Jadvaldagi ma'lumotlarga asoslanib, o'simliklarning bir necha omillarga chidamliligi bir tomonlama fiziologik o'zgarishlar bilan birga ekanligini ko'rish mumkin. Bu o'simlikning bir omilga chidamliligining oshishi boshqa omillarga qarshilikning kuchayishi bilan birga bo'lishi mumkin, deb hisoblashga asos beradi. Bu tajribalar bilan tasdiqlangan.

Rossiya Fanlar akademiyasi Oʻsimliklar fiziologiyasi institutida (Vl. V. Kuznetsov va boshqalar) oʻtkazilgan tajribalar shuni koʻrsatdiki, gʻoʻza oʻsimliklariga qisqa muddatli issiqlik bilan ishlov berish ularning keyingi shoʻrlanishga chidamliligi oshishi bilan birga kechadi. Va o'simliklarning sho'rlanishga moslashishi ularning yuqori haroratga chidamliligini oshirishga olib keladi. Issiqlik zarbasi o'simliklarning keyingi qurg'oqchilikka moslashish qobiliyatini oshiradi va aksincha, qurg'oqchilik jarayonida tananing yuqori haroratga chidamliligi ortadi. Yuqori haroratga qisqa muddatli ta'sir qilish og'ir metallar va UV-B nurlanishiga qarshilikni oshiradi. Oldingi qurg'oqchilik sho'rlanish yoki sovuq sharoitida o'simliklarning omon qolishiga yordam beradi.

Boshqa tabiat omiliga moslashish natijasida tananing ma'lum bir ekologik omilga qarshiligini oshirish jarayoni deyiladi. o'zaro moslashish.

Qarshilikning umumiy (nospesifik) mexanizmlarini o'rganish uchun o'simliklarning o'simliklardagi suv tanqisligini keltirib chiqaradigan omillarga javobi katta qiziqish uyg'otadi: sho'rlanish, qurg'oqchilik, past va yuqori haroratlar va boshqalar. Butun organizm darajasida barcha o'simliklar suv tanqisligiga xuddi shunday munosabatda bo'lishadi. Kurtaklar o'sishini inhibe qilish, ildiz tizimining o'sishining kuchayishi, abscisic kislota sintezi va stomatit o'tkazuvchanligining pasayishi bilan tavsiflanadi. Biroz vaqt o'tgach, pastki barglar tez qariydi va ularning o'limi kuzatiladi. Bu reaktsiyalarning barchasi bug'lanish yuzasini kamaytirish, shuningdek, ildizning so'rilish faolligini oshirish orqali suv sarfini kamaytirishga qaratilgan.

Maxsus reaktsiyalar har qanday stress omilining ta'siriga reaktsiyalar. Shunday qilib, fitoaleksinlar (antibiotik xususiyatlarga ega moddalar) patogenlar (patogenlar) bilan aloqa qilishda o'simliklarda sintezlanadi.

Javoblarning o'ziga xosligi yoki o'ziga xos emasligi, bir tomondan, o'simlikning turli xil stress omillariga munosabatini, ikkinchi tomondan, har xil turdagi va navli o'simliklarning bir xil stressorga xos reaktsiyalarini nazarda tutadi.

O'simliklarning o'ziga xos va o'ziga xos bo'lmagan reaktsiyalarining namoyon bo'lishi stressning kuchiga va uning rivojlanish tezligiga bog'liq. Stress sekin rivojlansa va tanani qayta qurish va unga moslashish uchun vaqt bo'lsa, o'ziga xos reaktsiyalar tez-tez sodir bo'ladi. Nonspesifik reaktsiyalar odatda stressorning qisqaroq va kuchli ta'siri bilan yuzaga keladi. Nonspesifik (umumiy) qarshilik mexanizmlarining ishlashi o'simlikka yashash sharoitida normadan har qanday og'ishlarga javoban maxsus (maxsus) moslashish mexanizmlarini shakllantirish uchun katta energiya sarfini oldini olishga imkon beradi.

O'simliklarning stressga chidamliligi ontogenez bosqichiga bog'liq. Uyqusiz holatda eng barqaror o'simliklar va o'simlik organlari: urug'lar, piyozchalar shaklida; yog'ochli ko'p yillik o'simliklar - barglar tushganidan keyin chuqur uyqu holatida. O'simliklar yoshligida eng sezgir, chunki o'sish jarayonlari birinchi navbatda stress sharoitida buziladi. Ikkinchi tanqidiy davr - gametalarning shakllanishi va urug'lanish davri. Bu davrda stressning ta'siri o'simliklarning reproduktiv funktsiyasining pasayishiga va hosilning pasayishiga olib keladi.

Agar stress holatlari takrorlansa va past intensivlikka ega bo'lsa, ular o'simliklarning qattiqlashishiga hissa qo'shadilar. Bu past haroratlarga, issiqlikka, sho'rlanishga va havodagi zararli gazlarning ko'payishiga qarshilikni oshirish usullari uchun asosdir.

Ishonchlilik O'simlik organizmining mavjudligi uning biologik tashkilotning turli darajalarida: molekulyar, subhujayra, hujayra, to'qima, organ, organizm va populyatsiyadagi nosozliklarni oldini olish yoki bartaraf etish qobiliyati bilan belgilanadi.

Noqulay omillar ta'sirida o'simliklar hayotida buzilishlarning oldini olish, tamoyillar ortiqchalik, funksional ekvivalent komponentlarning heterojenligi, yo'qolgan tuzilmalarni ta'mirlash tizimlari.

Tuzilmalarning ortiqchaligi va funksionalligi tizimlarning ishonchliligini ta'minlashning asosiy usullaridan biridir. Ortiqchalik va ortiqchalik bir nechta ko'rinishga ega. Subhujayra darajasida genetik materialning zahiralanishi va takrorlanishi o'simlik organizmining ishonchliligini oshirishga yordam beradi. Bu, masalan, DNKning qo'sh spirali, ploidlikni oshirish orqali ta'minlanadi. O'zgaruvchan sharoitlarda o'simlik organizmining ishlashining ishonchliligi turli xil xabarchi RNK molekulalarining mavjudligi va geterogen polipeptidlarning shakllanishi bilan ham qo'llab-quvvatlanadi. Bularga bir xil reaksiyani katalizlovchi, lekin fizik-kimyoviy xossalari va oʻzgaruvchan muhit sharoitlarida molekulyar strukturaning barqarorligi bilan farq qiluvchi izofermentlar kiradi.

Hujayra darajasida ortiqchalik misoli hujayra organellalarining ortiqcha bo'lishidir. Shunday qilib, mavjud xloroplastlarning bir qismi o'simlikni fotosintez mahsulotlari bilan ta'minlash uchun etarli ekanligi aniqlandi. Qolgan xloroplastlar xuddi zahirada qoladi. Xuddi shu narsa xlorofillning umumiy tarkibiga ham tegishli. Ortiqchalik ko'plab birikmalarning biosintezi uchun prekursorlarning katta to'planishida ham namoyon bo'ladi.

Organizm darajasida ortiqchalik printsipi turli vaqtlarda avlodlar almashinuvi uchun zarur bo'lgandan ko'ra ko'proq kurtaklar, gullar, boshoqlar, juda ko'p miqdordagi gulchanglar, tuxumdonlar, urug'larning shakllanishi va qo'yilishida ifodalanadi.

Aholi darajasida ortiqchalik printsipi ma'lum bir stress omiliga qarshilik ko'rsatishda farq qiluvchi ko'p sonli shaxslarda namoyon bo'ladi.

Ta'mirlash tizimlari ham turli darajalarda ishlaydi - molekulyar, hujayrali, organizm, populyatsiya va biotsenotik. Reparativ jarayonlar energiya va plastik moddalarning sarflanishi bilan kechadi, shuning uchun reparatsiya faqat metabolizmning etarli tezligi saqlanib qolgan taqdirdagina mumkin. Agar metabolizm to'xtasa, reparatsiya ham to'xtaydi. Tashqi muhitning ekstremal sharoitida nafas olishni saqlash ayniqsa muhimdir, chunki nafas olish tiklanish jarayonlarini energiya bilan ta'minlaydi.

Moslashgan organizmlar hujayralarining reduktiv qobiliyati ularning oqsillarining denaturatsiyaga chidamliligi, ya'ni oqsilning ikkilamchi, uchinchi va to'rtinchi darajali tuzilishini belgilovchi bog'larning barqarorligi bilan belgilanadi. Masalan, etuk urug'larning yuqori haroratga chidamliligi, odatda, suvsizlanishdan keyin ularning oqsillari denaturatsiyaga chidamli bo'lishi bilan bog'liq.

Nafas olish uchun substrat sifatida energiya materialining asosiy manbai fotosintezdir, shuning uchun hujayraning energiya bilan ta'minlanishi va unga bog'liq reparatsiya jarayonlari fotosintetik apparatning barqarorligi va shikastlanishdan tiklanish qobiliyatiga bog'liq. O'simliklarda ekstremal sharoitlarda fotosintezni saqlab turish uchun tilakoid membrana komponentlarining sintezi faollashadi, lipid oksidlanishi inhibe qilinadi va plastid ultrastrukturasi tiklanadi.

Organizm darajasida regeneratsiyaning namunasi - o'sish nuqtalari shikastlanganda, o'rnini bosuvchi kurtaklarning rivojlanishi, uxlab yotgan kurtaklarning uyg'onishi.

Agar xato topsangiz, matnning bir qismini ajratib ko'rsating va bosing Ctrl+Enter.

Asosan, moslashish tizimlari u yoki bu tarzda sovuqqa taalluqlidir, bu juda mantiqiy - agar siz chuqur minusda omon qolishga muvaffaq bo'lsangiz, qolgan xavflar unchalik dahshatli bo'lmaydi. Aytgancha, xuddi shu narsa juda yuqori haroratlarga ham tegishli. Kim moslasha oladi, ehtimol hech qayerda yo'qolmaydi.

Arktika quyonlari Shimoliy Amerikadagi eng katta quyonlar bo'lib, ular negadir nisbatan qisqa quloqlarga ega. Bu og'ir sharoitlarda omon qolish uchun hayvon nimani qurbon qilishi mumkinligining ajoyib namunasidir - uzun quloqlar yirtqichni eshitishga yordam berishi mumkin, kaltalari esa Arktika quyonlari uchun muhimroq bo'lgan qimmatbaho issiqlikning tarqalishini kamaytiradi.

Alyaskadan kelgan qurbaqalar, Rana sylvatica turi, ehtimol, hatto Antarktika baliqlaridan ham oshib ketgan. Ular qishda tom ma'noda muzga tushib, sovuq mavsumni kutishadi va bahorda hayotga qaytadilar. Bunday "krios uyqu" ular uchun qish uyqusida ikki baravar ko'payadigan jigarning maxsus tuzilishi va qonning murakkab biokimyosi tufayli mumkin.

Kun bo'yi quyoshda o'tkaza olmaydigan ba'zi mantis turlari o'z tanalaridagi kimyoviy reaktsiyalar orqali issiqlik etishmasligini engib, qisqa muddatli isitish uchun issiqlik chaqnashlarini ichkariga jamlaydi.

Kist - bu bakteriyalar va ko'plab bir hujayrali organizmlar mavjudligining vaqtinchalik shakli bo'lib, unda tana o'zini tajovuzkor tashqi muhitdan himoya qilish uchun o'zini zich himoya qobig'i bilan o'rab oladi. Bu to'siq juda samarali - ba'zi hollarda uy egasiga bir necha o'n yillar davomida omon qolishiga yordam beradi.

Nototheniform baliqlar Antarktika suvlarida shunchalik sovuq yashaydiki, oddiy baliqlar u erda muzlab o'ladi. Dengiz suvi faqat -2 ° C haroratda muzlaydi, bu butunlay yangi qon haqida gapirish mumkin emas. Ammo Antarktika baliqlari qonda muz kristallari paydo bo'lishiga to'sqinlik qiluvchi tabiiy antifriz oqsilini chiqaradi - va tirik qoladi.

Megatermiya - tana massasi yordamida issiqlik hosil qilish qobiliyati, shu bilan sovuq sharoitda qonda antifriz bo'lmasa ham omon qoladi. Bu ba'zi dengiz toshbaqalari tomonidan qo'llaniladi, ular atrofidagi suv deyarli muzlaganda harakatchan bo'lib qoladilar.

Osiyo tog 'g'ozlari Himoloy tog'larini kesib o'tishda katta balandlikka ko'tariladi. Ushbu qushlarning eng baland parvozi 10 ming metr balandlikda qayd etilgan! G'ozlar tana haroratini to'liq nazorat qiladi, hatto muzli va nozik havoda omon qolish uchun zarur bo'lganda qon kimyosini o'zgartiradi.

Mudskippers baliqlarning eng keng tarqalgan turi emas, garchi ular juda oddiy gobilarga tegishli. Suv oqimi past bo'lganda, ular loy bo'ylab sudralib yurishadi, o'z ovqatlarini olishadi va vaqti-vaqti bilan daraxtlarga chiqishadi. O'zlarining hayot tarzida loydan suzuvchilar amfibiyalarga juda yaqinroq va ulardagi baliqlarni faqat gillalari bo'lgan qanotlar chiqaradi.

Noqulay iqlim sharoitida omon qolish uchun o'simliklar, hayvonlar va qushlar ba'zi xususiyatlarga ega. Bu xususiyatlar "fiziologik moslashuvlar" deb ataladi, ularning misollarini deyarli barcha sutemizuvchilar turlarida, shu jumladan odamlarda ham ko'rish mumkin.

Nima uchun bizga fiziologik moslashish kerak?

Dunyoning ba'zi qismlarida yashash sharoitlari unchalik qulay emas, ammo yovvoyi tabiatning turli vakillari mavjud. Bu hayvonlarning dushmanlik muhitini tark etmasligining bir qancha sabablari bor.

Avvalo, ma'lum bir hududda ma'lum bir tur mavjud bo'lganda, iqlim sharoiti o'zgarishi mumkin. Ba'zi hayvonlar migratsiyaga moslashmagan. Hududiy xususiyatlar migratsiyaga yo'l qo'ymasligi ham mumkin (orollar, tog' platolari va boshqalar). Muayyan tur uchun o'zgargan yashash sharoitlari boshqa har qanday joyga qaraganda ko'proq mos keladi. Va fiziologik moslashish muammoning eng yaxshi yechimidir.

Moslashish deganda nima tushuniladi?

Fiziologik moslashuv - bu organizmlarning ma'lum yashash muhiti bilan uyg'unligi. Misol uchun, uning aholisi cho'lida qulay yashash, ularning yuqori haroratga moslashishi va suvga kirish imkoniyati yo'qligi bilan bog'liq. Moslashuv - bu organizmlarda atrof-muhitning har qanday elementlari bilan moslashishga imkon beradigan ma'lum belgilarning paydo bo'lishi. Ular tanadagi ma'lum mutatsiyalar jarayonida paydo bo'ladi. Misol uchun, dunyoda yaxshi ma'lum bo'lgan fiziologik moslashuvlar, masalan, ba'zi hayvonlarda (ko'rshapalaklar, delfinlar, boyqushlar) aksolokatsiya qobiliyatidir. Bu qobiliyat ularga yorug'ligi cheklangan joyda (qorong'uda, suvda) harakat qilishda yordam beradi.

Fiziologik moslashuv - bu organizmning atrof-muhitdagi ma'lum patogen omillarga reaktsiyalari majmui. Bu organizmlarning omon qolish ehtimolini oshiradi va populyatsiyadagi kuchli va chidamli organizmlarni tabiiy tanlash usullaridan biridir.

Fiziologik moslashuv turlari

Organizmning moslashuvi genotipik va fenotipik bo'linadi. Genotipik tabiiy tanlanish shartlariga va butun tur yoki populyatsiyaning organizmlarida o'zgarishlarga olib kelgan mutatsiyalarga asoslanadi. Aynan shu turdagi moslashish jarayonida hayvonlar, qushlar va odamlarning zamonaviy turlari shakllangan. Moslashuvning genotipik shakli irsiydir.

Moslashuvning fenotipik shakli ma'lum bir iqlim sharoitida qulay yashash uchun ma'lum bir organizmdagi individual o'zgarishlarga bog'liq. Agressiv muhitga doimiy ta'sir qilish tufayli ham rivojlanishi mumkin. Natijada, organizm o'z sharoitlariga qarshilik ko'rsatadi.

Murakkab va o'zaro moslashuvlar

Murakkab moslashuvlar ma'lum iqlim sharoitida namoyon bo'ladi. Masalan, shimoliy hududlarda uzoq vaqt qolish paytida tananing past haroratga moslashishi. Moslashuvning bu shakli har bir odamda boshqa iqlim zonasiga o'tganda rivojlanadi. Muayyan organizmning xususiyatlariga va uning sog'lig'iga qarab, moslashishning bu shakli turli yo'llar bilan davom etadi.

O'zaro moslashish - bu bir omilga qarshilikning rivojlanishi ushbu guruhning barcha omillariga qarshilikni oshiradigan tanani odatlantirish shakli. Insonning stressga fiziologik moslashuvi uning boshqa ba'zi omillarga, masalan, sovuqqa chidamliligini oshiradi.

Ijobiy o'zaro moslashuvlar asosida yurak mushaklarini mustahkamlash va yurak xurujlarining oldini olish bo'yicha kompleks chora-tadbirlar ishlab chiqildi. Tabiiy sharoitda, hayotida stressli vaziyatlarga tez-tez duch kelgan odamlar tinch hayot tarzini olib borganlarga qaraganda miyokard infarktining oqibatlariga kamroq moyil.

Moslashuv reaksiyalarining turlari

Tananing adaptiv reaktsiyalarining ikki turi mavjud. Birinchi tur "passiv moslashuvlar" deb ataladi. Bu reaktsiyalar hujayra darajasida sodir bo'ladi. Ular organizmning salbiy ekologik omil ta'siriga qarshilik darajasining shakllanishini tavsiflaydi. Masalan, atmosfera bosimining o'zgarishi. Passiv moslashish atmosfera bosimining kichik o'zgarishi bilan tananing normal ishlashini ta'minlashga imkon beradi.

Passiv tipdagi hayvonlarning eng mashhur fiziologik moslashuvlari tirik organizmning sovuq ta'siriga bo'lgan himoya reaktsiyalaridir. Hayotiy jarayonlar sekinlashadigan qish uyqusi o'simlik va hayvonlarning ayrim turlariga xosdir.

Adaptiv reaktsiyalarning ikkinchi turi faol deb ataladi va patogen omillar ta'sirida tananing himoya choralarini nazarda tutadi. Bunday holda, tananing ichki muhiti doimiy bo'lib qoladi. Ushbu turdagi moslashuv yuqori darajada rivojlangan sutemizuvchilar va odamlarga xosdir.

Fiziologik moslashuvlarga misollar

Insonning fiziologik moslashuvi uning muhiti va turmush tarzi uchun barcha nostandart vaziyatlarda namoyon bo'ladi. Akklimatizatsiya moslashuvning eng mashhur namunasidir. Turli organizmlar uchun bu jarayon turli tezliklarda sodir bo'ladi. Ba'zilar yangi sharoitga o'rganish uchun bir necha kun kerak bo'ladi, ko'pchilik uchun oylar kerak bo'ladi. Shuningdek, odatlanish tezligi odatiy muhit bilan farq darajasiga bog'liq.

Agressiv yashash joylarida ko'plab sutemizuvchilar va qushlar fiziologik moslashuvni tashkil etuvchi tana reaktsiyalarining xarakterli to'plamiga ega. Misollar (hayvonlarda) deyarli har bir iqlim zonasida kuzatilishi mumkin. Masalan, cho'lda yashovchilar teri osti yog 'zaxiralarini to'playdi, ular oksidlanadi va suv hosil qiladi. Bu jarayon qurg'oqchilik davri boshlanishidan oldin kuzatiladi.

O'simliklarda fiziologik moslashuv ham sodir bo'ladi. Ammo u passiv. Bunday moslashishning misoli - sovuq mavsum boshlanganda daraxtlarning barglarini to'kish. Buyraklarning joylari tarozilar bilan qoplangan bo'lib, ularni past harorat va qorning zararli ta'siridan shamol bilan himoya qiladi. O'simliklardagi metabolik jarayonlar sekinlashadi.

Morfologik moslashuv bilan birgalikda organizmning fiziologik reaktsiyalari uni noqulay sharoitlarda va atrof-muhitning keskin o'zgarishi bilan yuqori darajada omon qolishini ta'minlaydi.

Bular tananing optimal nisbati, soch yoki tuklar qoplamining joylashishi va zichligi va boshqalar. Suvda yashovchi sutemizuvchi - delfinning ko'rinishi hammaga ma'lum. Uning harakatlari engil va aniq. Suvdagi mustaqil tezlik soatiga 40 kilometrga etadi. Suvning zichligi havodan 800 baravar ko'p. Tananing torpedo shaklidagi shakli delfin atrofida suv oqimining girdoblari paydo bo'lishining oldini oladi.