Соотношение специфических и неспецифических ответных реакций

Оценить
(5 голоса)

В ответных реакциях на повреждающие факторы выделяют элементы неспецифической устойчивости (включающиеся в самых разных стрессовых ситуациях) и специфические процессы, инициируемые в растении только определенным типом стрессовых воздействий. На формирование неспецифических элементов устойчивости (синтез белков теплового шока, полиаминов) требуется гораздо меньше времени, чем для прохождения специфических адаптивных реакций (синтез белков-антифризов, переключение фотосинтеза на CAM-путь и др.) (С. С. Медведев, 2004). Специфическое реагирование на действие экстремальных факторов контролируется генетическими механизмами через работу белоксинтезирующего аппарата. В основе неспецифического реагирования лежит физиологическая пластичность (изменение структуры и активности клеточных белков, пластичность мембранных компонентов и пр.).

Неспецифические приспособления считаются основными и ярко проявляются на молекулярном и клеточном уровнях. Но уже на них можно зафиксировать и зависимость изменений от характера повреждающего агента, что служит основой специфических приспособлений. Они происходят на всех уровнях организации, но более выражены на высоких (уровень тканей, органов, организмов). При специфических реакциях неспецифический ответ на низших уровнях организации корректируется высшими ступенями.

Соотношение специфических и неспецифических ответных реакций в значительной степени зависит от длительности действия фактора. При кратковременном воздействии высокой дозы неблагоприятного фактора в основном наблюдаются нсспецифические реакции. При длительном же действии срабатывает большее число метаболических звеньев, часть которых специфична для данного организма. Постепенное нарастание действия стрессора приводит к включению процессов специализированной адаптации, обеспечивающих надежность внутриклеточных процессов.

Соотношение специфических и неспецифических ответов зависит от биологических особенностей объекта. Например, у огурца (Cucumis sativus) при низких температурах в основном задействованы определяемые геномом специфические ответные реакции, так как стабильные температуры на его родине в Юго-Восточной Азии не обеспечили формирования пластичности обмена. А у пшеницы (Triticum) становление рода шло на фоне существенных колебаний температуры и других факторов, поэтому на своем обширном ареале (от Северного полярного круга до юга Африки и Америки) она хорошо приспособлена к очень разным условиям. Залог ее широкого распространения — развитая система специфического реагирования, подкрепленная механизмами неспецифической устойчивости. Эволюция пшеницы шла путем выработки механизмов лабильности мембранных компонентов, пластичности регуляторных механизмов, подвижности структуры и функции внутриклеточных белкон, что и позволило этому важному хлебному злаку иметь такой широкий ареал (J1. Г.Косулина и др., 1993 генные мутации), мутациями во внеядерном генетическом материале пластид и митохондрий. Кроме того, мобильные генетические элементы, перемещающиеся в геноме или между ними, а также взаимодействующие с растениями вирусы и бактерии могут изменять их наследственные свойства. В частности, заражение агробактериями (Agrobacterium tumefaciens) индуцирует образование корончатых галлов, что вызывает перенос бактериальных ДНК в геном растений.

В ответ на действие среды могут происходить и более быстрые ненаследственные модификации признаков, расширяющие возможность вида успешно произрастать в разнообразных условиях. К такому типу адаптаций относятся модификации на уровне отдельных организмов, органов и тканей при средней скорости ответа (в течение месяцев и годов), а также на уровне клетки (молекул, органоидов) с еще более быстрым ответом (дни, часы, минуты). Примером реакции средней по времени ответа может быть акклиматизация — приспособление к изменяющимся условиям среды при выращивании растений в непривычных климатических условиях. Таковы, например, изменения сезонного развития растений при интродукции. Этот тип адаптации формируется от нескольких часов до нескольких месяцев и завершается при жизни организма. Приспособление в этом случае обеспечивает уже содержавшаяся в геноме информация.

Быстрая адаптация осуществляется путем изменения активности уже имеющихся ферментов и представляет собой «первую линию защиты» организма от неблагоприятных факторов среды. Пример — таксисы (направленные перемещения по отношению к источнику действия). Так, хлоропласты имеют отрицательный фототаксис к яркому свету и положительный — к слабому.

В адаптивные процессы вовлечены все уровни организации живого
Репарация — восстановление, ликвидация повреждений
Сопряженная устойчивость
Приспособительные изменения растений на организменном и популяционном уровнях
Реакции клеток растений на действие неблагоприятных факторов

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

© 2017 www.eco-rasteniya.ru. Все права защищены.