Введение к работе
Актуальность темы. Особое место в изучении биологической и хозяйственной продуктивности растений занимает выявление путей адаптации организма к условиям внешней среды и изучение механизмов, обеспечивающих их устойчивость. Как само понятие устойчивости, так и методические приемы ее оценки и диагностики разнообразны и неоднозначны (Методы оценки устойчивости..., 1976; Диагностика устойчивости..., 1988). , Одной из причин этого является отсутствие единой концепции устойчивости (Библь, 1965; Александров, 1975; Титов, 1989; Александров, Кислюк, 1994), объединяющей разные гипотезы и подходы (Lyons, 1973; Александров, 1975; 1985; Трунова, 1979; Туманов, 1979; Удовенко, 1979; Levitt, 1980; Дроздов и др., 1984). Работы по исследованию устойчивости большей частью посвящены изучению реакции растений на экстремальные воздействия условий среды (Удовенко, Гончарова, 1982; Петровская-Баранова, 1983; Дроздов и др., 1984; Коровин, 1984; Александров, 1985, 1994; Альтергот, 1981; Levitt, 1980). Показано, что повышение устойчивости связано с активизацией деятельности белоксинтезирующей системы (Levitt, 1972; Александров, 1975;. Дроздов и др., 1984; Титов, 1989; Кузнецов и др., 1990), изменением углеводного (Трунова, 1984) и липид-ного обменов (Нюппиева и др., 1980; Родионов, 1983; Войни-ков, 1987). Последние годы большое внимание уделяется стрессовым белкам, синтез которых наблюдается при экстремальных воздействиях (Guy, 1991; Vierling, 1991; Войников, Боровский, 1994). Изменения устойчивости сопровождаются ингибиро-ванием роста, что по гипотезе А.Ф.Титова (1989) вызвано включением адаптивной программы, и по мнению Дж.Тайлора (Taylor, 1989), обусловлено увеличением доли ассимилятов на дыхание поддержания.
Наряду с этим, известно, что активный рост растений часто сопровождается увеличением устойчивости (Фельдман, Ка-менцева, 1963; Горбань и др., 1974; Кислюк,- Палеева, 1990). Однако, характер динамики устойчивости отдельных органов и целого растения в онтогенезе при ^различных условиях среды остается невыясненным. В ряде! работ эти вопросы рассматрива-
ются, но результаты исследований противоречивы (Ланге, 1964; Библь, 1965; Генкель, Кушниренко, s 1966; Александров, 1975; Жучеяко, 1988), что ограничивает и использование моделирования. Разработаны лишь единичные статические модели устойчивости (Курец, Попов, 1979; Su Wei-Al et al., 1990).
' Цель и задачи исследования. Целью работьі было исследование закономерностей формирования термоустойчивости листьев растения в онтогенезе, в зависимости от уровня, напряженности факторов внешней среды и интенсивности ростовых процессов. В соответствии с намеченной целью в задачи работы входило:
изучить динамику устойчивости листа в процессе его роста и развития;
исследовать влияние температуры и освещенности на устойчивость и ростовые показатели проростков огурца;
количественно оценить влияние температуры воздуха и освещенности на температуру поверхности листа;
провести сравнительный анализ температурной зависимости роста листьев делением и растяжением клеток;
разработать концепцию динамической модели устойчивости растительного организма.
Научная новизна. Установлено, что изменение термоустойчивости в процессе формирования листа имеет параболический характер. Достижение стационарного уровня устойчивости .происходит одновременно с окончанием роста листа за счет деления клеток. Старение листа сопровождается снижением устойчивости. Установлено совпадение областей оптимальных температур для роста листа огурца делением и растяжением клеток. Сделан вывод, что в условиях среды* обеспечивающих рост и развитие растений, увеличение устойчивости носит иной характер, чем при действии стресса.
Практическая значимость работы. Результаты проведенных исследований и разработанная на их основании концепция моделирования могут быть использованы при разработке динамических моделей устойчивости растения.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на молодежной конференции ботаников стран СНГ (Апатиты, 1993), на межинститутском семинаре "Применение математических методов в биологии"(Петрозаводск, 1993), на лабораторных
семинарах Института биологии КНЦ РАН (Петрозаводск, 1992, 1993, 1994), на 47-ой научной конференции преподавателей и студентов КГПИ (Петрозаводск, 1995).
Публикации: По материалам диссертации опубликовано 5 работ, включая 3 статьи.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц и 26 рисунков. Список цитируемой литературы включает 197 наименований, в том числе 57 на иностранных языках.
