Период покоя у растений

В средних широтах, где зима сопровождается значительным снижением температуры по-сравнению с летом, зимой растения практически не вегетируют, либо растут очень-очень слабо, почти незаметно. Принято считать, что растения вступают в период покоя или спячки, так как процессы их жизнедеятельности протекают слабо.

Многие растения, стебель которых одревесневает, являются листопадными. Обычно это все лиственные деревья, которые сбрасывают листву при похолодании в умеренном климате, а в тропических районах деревья сбрасывают листья в засуху. Среди комнатных растений известны такие листопадные растения как карликовый гранат, гортензия или фуксия (есть еще много других). Такие метаморфозы ученые объясняют обменными процессами в растении, которое готовится к периоду покоя. Растения на уровне генной памяти готовятся к периоду покоя, чтобы пережить неблагоприятные условия до лучших времен, поэтому с изменением климата постепенно уменьшают содержание воды в своих органах и тканях, и накапливают запасы веществ в резерве. Изменения химического состава происходят и в коллоидных веществах на уровне цитоплазмы клеток. Таким образом растение повышает свою резистентность к неблагоприятным условиям внешней среды.

Ботаники разделяют период покоя на две категории: вынужденный и глубокий. В некоторых источниках период покоя называют естественным и искусственным. Вынужденный или искусственный покой связан с отсутствием нормальных условий для вегетации, но если предоставить растению недостающие условия - оно выйдет из состояния покоя, проснется. Вынужденный период покоя можно объяснить на примере семян растений: собранные семена обычно хранят до наступления времени посадки в сухом помещении. Это вынужденное состояние покоя, так как при намачивании семян или поступлении к ним влаги состояние покоя прекращается, семена начинают нормально прорастать.

Почему происходит глубокий или естественный покой - этот вопрос до сих пор является камнем преткновения у биологов. А что уже говорить о цветоводах, которые приходят в недоумение, когда некоторые комнатные растения должны по всем признакам погрузиться в покой, а они продолжают вегетировать? Частым примером этой картины бывают глоксинии, цикламены и другие цветущие не в срок комнатные растения. Ученые предполагают, что глубокий естественный покой наступает из-за синтеза растениями повышенного содержания тормозящих рост (ростингибирующих) веществ - с одной стороны, и уменьшением концентрации стимулирующих рост веществ - с другой. Предполагается, что при естественном покое в клетке еще не произошли структурные и химические изменения, пробуждающие растение от спячки. При искусственном покое эти изменения уже произошли, но не проявляются из-за неблагоприятных для вегетации условий внешней среды.

Во время наблюдения за клубнями картофеля ученые заметили, что они находятся в глубоком покое в период после сбора их урожая, в первые несколько месяцев. Даже при создании самых благоприятных условий в это время - первые пару месяцев - клубни картофеля не прорастают, чем вызывают у ботаников массу вопросов и предположений. Парадоксально (хотя воспринимается нами как норма), что спустя два-три месяца картофель безо всякого воздействия начинает прорастать даже вне благоприятных условий, тем самым пробуждаясь от естественного состояния покоя. Любопытно еще и то, что покоящиеся клубни обладают более высокой устойчивостью к фитопатогенным микроорганизмам по сравнению с клубнями, вышедшими из состояния покоя и готовыми к росту. Так что же такое состояние покоя, и чем оно вызывается - однозначного ответа на этот вопрос пока нет.

Появилось мнение, что выход из состояния покоя связан с повышением интенсивности дыхания у растений. Но в результате экспериментов оказалось, что интенсивность дыхания усиливается как под влиянием стимуляторов так и под влиянием ингибиторов роста, то-есть, фитогормоны для увеличения и замедления роста одинаково повышают интенсивность дыхания. И гипотеза о влиянии одного лишь дыхания на состояние покоя не подтвердилась.

В бесчисленных экспериментах были найдены специальные химические вещества, которые могут вывести из состояния покоя растения. Действие тиомочевины, роданистых солей, этиленхлоргидрина может заставить прорасти свежеубранные клубни картофеля. Под влиянием паров эфира или теплых ванн почки некоторых древесных декоративных растений трогаются в рост посреди зимы и даже могут перейти затем к цветению. Таким способом можно даже получить цветущую сирень зимой. Подобные методы и средства применяют и к луковичным растениям, называя процессы выгонкой. Для выведения из состояния покоя действуют парами синильной кислоты, тимола, камфары, ацетона, светильным газом и табачным дымом (пример описан в статье про выращивание ананаса). Выход из состояния покоя может также произойти под влиянием самых различных воздействий - высокой или низкой температуры, механических повреждений тканей. То же самое наблюдается и при погружении в состояние покоя. В противовес выгонке были найдены способы воздействия на растения для продления состояния покоя, к примеру, пары метилового эфира нафтилуксусной кислоты задерживают прорастание клубней все того же картофеля.

Продолжительность периода покоя как у разных видов, так и у сортов в пределах одного вида растения может значительно различаться. Это объясняется генетическими особенностями растения и условиями внешней среды. Поэтому детки одного и того же гибискуса, разнесенные по южному и северному подоконникам могут впадать в состояние покоя и выходить из него в разное время, однако лежащие в основе покоя и прорастания биохимические механизмы, внутренние и внешние факторы, являются общими для всех растений.