Понятие о стрессе, адаптации и устойчивости

Урожайность сельскохозяйственных культур во многом определяется их устойчивостью к неблагоприятным факторам среды конкретного сельскохозяйственного региона. Приспособленность растений к условиям среды является результатом их эволюционного развития.

Устойчивость – способность растения к саморегуляции, оптимизации, протекающих в нём процессов, приспособление их к стрессовым условиям среды.

Степень устойчивости организма зависит от функционирования его систем надежности и стабилизации: механизмы гомеостаза, дублирование структур, множественность структур, механизмы репарации.

Стрессор – неблагоприятный фактор среды, отклоняющийся от нормы. Стрессором может быть любой вид энергии: физическое, химическое или биологическое воздействие. Реакция организма на действие стрессора – стресс. Различают три фазы стресса: первичная стрессовая реакция (тревоги); адаптация и истощение систем надежности.

Стрессоустойчивость растения зависит от:

1) силы воздействия стрессора;

2) продолжительности воздействия стрессора;

3) фазы онтогенеза растения

4) функционирования систем надежности и репарации (частная устойчивость генотипа).

Механизмы проявления стресса у растений различны на разных уровнях организации. На клеточном уровне наблюдается: повышение проницаемости мембран; изменение вязкости и рН цитоплазмы; усиление расхода АТФ; преобладание гидролитических процессов; нарушение обмена веществ; накопление токсинов, свободных радикалов, ядов; активация и синтез стрессовых белков; синтез ингибиторов роста, угнетение стимуляторов. На организменном уровне: конкурентные отношения между органами; регенерация и рост пазушных почек; сдвиг от вегетативного к генеративному развитию; переход к покою. На популяционном уровне: гибель неприспособленных генотипов; отбор и эволюционные изменения. В результате развивается адаптация к стрессу.

Адаптация (приспособление) – это генетически детерминированный процесс формирования защитных систем, обеспечивающих повышение устойчивости и протекание онтогенеза в ранее неблагоприятных для него условиях.

Различают следующие стратегии (сценарии) адаптации:

1) эволюционные (филогенетические) – приобретенные в ходе филогенеза, эволюции – они наиболее устойчивы;

2) онтогенетические (фенотипические) – не связаны с генетическими мутациями и не передаются по наследству

3) срочная адаптация – функционирование шоковых защитных систем – кратковременные выживания.

Адаптация может происходить несколькими путями: активная адаптация – формирование защитных механизмов (анатомо-морфологические и физиолого-биохимические приспособления); пассивная адаптация – «уход» от стресса (эфемеры, состояние покоя)