Читаем Экологические стрессы у растений полностью

Экологические стрессы у растений

В книге описываются экологические стрессы у растений на примере тяжелых металлов и засоления, а также клеточная селекция для получения растений, устойчивых к неблагоприятным экологическим факторам.

Евгений Александрович Гладков , Ольга Викторовна Гладкова

Учебная и научная литература / Образование и наука18+

Ольга Гладкова, Евгений Гладков

Экологические стрессы у растений

1.1 Экологические стрессы

Ганс Селье впервые описал явление стресса – общей неспецифической реакции организма , направленной на мобилизацию его защитных сил при действии раздражающих факторов. В развитии стресса были выделены три стадии :

1.Стадия тревоги, выражающаяся в мобилизации всех ресурсов организма

2. Стадия сопротивления

3.Стадия истощения.

Г. Селье сформировал теорию общего адаптационного синдрома ( ОАС) и адаптационных болезней , как следствие адаптационной реакции, согласно которой ОАС проявляется каждый раз , когда организм чувствует опасность.

Особенно актуальна эта проблема для растений, т.к. растения в отличии от других организмов не могут мигрировать.Загрязнения окружающей среды наносят громадный ущерб городскому озеленению и растениеводству, поэтому необходимо получать растения, устойчивые к этим воздействиям.

Для получения растений, устойчивых к загрязнениям , наряду с традиционными методами селекции перспективно использовать современные биотехнологические подходы, которые уже хорошо зарекомендовали себя при получении растений, толерантных к различным экологическим стрессовым факторам: засухе, засолению, низким и высоким температурам и др. В настоящее время получены клеточные линии льна , устойчивые к кадмию ( Гончарук и др., 2001 ), полевицы, устойчивые к кадмию,цинку и кобальту ( Гладков, Гладкова 2003), получены клеточные линии перца , кукурузы, полевицы и овсяницы, устойчивые к осмотическому стрессу (Diaz, 1994, Долгих и др., 1994, Гладков и др. ,2003), к замораживанию (И.И.Туманов, 1977), каллусные культуры кукурузы , толерантные к низким температурам и жаре.

1.2. Действие тяжелых металлов (ТМ) на растения

1.2.1 Влияние тяжелых металлов на рост и развитие растений


Термин” тяжелые металлы" применяется к металлам с плотностью, превышающей 50 г/см^3 либо атомным числом больше 20. Однако существует другая точка зрения, согласно которой к тяжелым металлам относят свыше 40 химических элементов с атомными массами, превышающими 50 единиц (Кабата-Пендиас,1989; ).

Пути поступления ТМ в экосистемы весьма разнообразны. Важнейшие из них: – отходы жилых домов (среди которых отходы отопительных систем, мусор, пищевые отходы, непригодные предметы домашнего обихода, отходы общественных учреждений- являются важной чертой экосистем городов);

– теплоэнергетика (помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля, выделяется в атмосферу сажа и несгоревшие частицы, оседающие в почве);

– электростанции;

* минеральные и органические удобрения;

*

сточные воды промышленных предприятий (в которых в больших количествах присутствуют различные тяжелые металлы);

* отходы животноводства;

*

автотранспорт (при работе двигателей внутреннего сгорания в большом количестве выделяются оксиды азота, углеводороды и тяжелые металлы, оседающие на поверхность почвы; в результате истирания автопокрышек в почву поступают кадмий, медь, свинец, цинк и другие элементы )

* сжигание твердых отходов;

* работа металлообрабатывающих предприятий и предприятий черной и цветной металлургии;

* добыча полезных ископаемых.

Тяжелые металлы наиболее токсичны среди химических элементов и сравнимы по уровню опасности с пестицидами. К очень токсичным относятся следующие химические элементы : Cu , Co , Ni , Zn , Sn , As , Se , Fe , Rb , Ag , Cd , Au , Hg , Pb , Sb , Bi , Pt . Фитотоксичность тяжелых металлов зависит от многих химических свойств: валентности, ионного радиуса и способности к комплексообразованию.

В большинстве случаев химические элементы по степени опасности располагаются в следующей последовательности: Cu > Ni > Cd > Pb > Hg > Fe > Mo > Mn (Гуральчук ,1994; Феник и др., 1995). Ряды элементов по токсичности для растений отличаются в зависимости от эксперимента и вида растений, но коррелируют со следующими факторами (Матвеев и др,1995; Пронина, 2000):

электроотрицательностью двухвалентных ионов;

устойчивостью хелатов;

произведением растворимости сульфидов;

биологической доступностью.

При длительном поступлении в почвах городов накапливается значительное количество тяжелых металлов, сопоставимое с содержанием их в естественных геохимических аномалиях или даже превосходящее его (Ильин, 1991; Ладонин, Ладонина, 2000). Однако между почвами техногенно загрязненных территорий и почвами геохимических аномалий есть существенная разница. В первом случае тяжелые металлы концентрируются в верхнем слое почв и присутствуют в виде металлосодержащих минералов, во втором – прослеживается увеличение концентрации тяжелых металлов с глубиной почвенного профиля и они присутствуют в различных формах.

Действие тяжелых металлов на растения в биогеохимических провинциях и в антропогенно загрязненных территориях различается. В биогеохимических провинциях, в районах рудных месторождений, в течении веков шла адаптация и сформировалась, так называемая, металлофитная флора.

Перейти на страницу:

Похожие книги

Принципы коммунизма
Принципы коммунизма

В настоящую книгу вошли шесть важных работ выдающихся философов, историков и социологов своего времени – Карла Маркса и Фридриха Энгельса.«Принципы коммунизма», написанные в формате ответов на вопросы, касаются объяснения таких основополагающих вещей как понятие коммунизма, возникновение пролетариата и последствий промышленной революции.«Манифест коммунистической партии» – одно из самых известных произведений Маркса и Энгельса, переведенных на многие европейские языки. Эта работа определила направление общественной мысли и стала важным историческим свидетельством становления и развития социализма. Крупнейший философ и ученый современности Умберто Эко назвал его «шедевром политического красноречия».Издание дополнено сочинениями и очерками К. Маркса и Ф. Энгельса, а также комментариями специалиста.В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.

Карл Генрих Маркс , Карл Маркс , Фридрих Энгельс

Обществознание, социология / Учебная и научная литература / Образование и наука
Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире
Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Морские черепахи, лангусты и бабочки находят дорогу при помощи магнитного поля Земли. Жуки-навозники прокладывают курс по свету Млечного Пути. Муравьи и пчелы ориентируются по световым узорам, невидимым для человека. Лосось возвращается к месту своего рождения по запаху. Киты проплывают тысячи миль, ни разу не отклонившись от прямого курса, а птицы находят свои гнезда на крошечных островах, многократно перелетев туда и обратно целые океаны. Многие животные обладают навигационными способностями и зачастую опираются в навигационных целях на чувства и навыки, недоступные человеку.А что же человек?.. Некоторые коренные народы до сих пор применяют древние методы навигации, позволяющие им совершать долгие и трудные путешествия на суше и на море, не используя даже карт и компасов – не говоря уже о GPS. Но мы по большей части целиком полагаемся на электронику. Мы можем определить свое местоположение одним нажатием кнопки, но на самом деле понятия не имеем, где мы находимся. Поворачиваясь спиной к окружающему нас миру, мы рискуем не только своим физическим и духовным благополучием, но, возможно, и своей безопасностью…Эта книга показывает чудеса навигации, на которые способны животные, в совершенно новом свете, и будет интересна не только тем, кто увлекается животным миром, но и питает в себе страсть учиться, исследовать неизведанное и самосовершенствоваться.

Дэвид Барри

Биология, биофизика, биохимия / Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / Природа и животные / Учебная и научная литература / Образование и наука