Адаптивные стратегии древесных растений в условиях засоления. Оптимизация транспортного углеродного пути
А.В. Копанина
Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, Южно-Сахалинск, Россия
Ограничение доступности воды для деревянистых растений играет ключевую роль в нарушении основных метаболических процессов. Главный из них — это синтез углеродной продукции в паренхиме коры стебля и листа, и далее ее транспорт по флоэме к акцепторным зонам меристем, в том числе латеральным — феллогену и сосудистому камбию. Засоление, критические температуры и низкое содержание воды в корнеобитаемой среде приводит растение к состоянию физиологической засухи. Переход этих параметров среды через критические для растений границы сопровождает процессы климатических изменений.
Грязевой и магматический вулканизм оказывает существенное влияние на растения и их сообщества, через специфические условия, связанные, главным образом, с ограничением или недоступностью воды для растений. Под влиянием вулканической активности на Сахалине и Курильских островах образуется множество разнообразных экологических форм растений, в том числе деревянистых, адаптированных к повышенным концентрациям парниковых газов, почвенному засолению, недоступности воды. Анализ структуры транспортных путей углерода у деревянистых растений (деревьев, кустарников, кустарничков, лиан), произрастающих в условиях вулканического стресса на умеренно-холодных и субарктических островных территориях, позволяет оценить адаптивный потенциал этих растений и смоделировать их реакции на климатические изменения.
В качестве связующего звена в распределении углеродной продукции (сахаров и производных макронутриетов) в растениях по маршрутам дальнего и ближнего транспорта, флоэма и сеть ее живых каналов — ситовидных трубок, находится в эпицентре механизмов, контролирующих распределение ресурсов в растении. Понимание функционирования флоэмы древесных растений–ценозообразователей имеет огромное агрономическое и экологическое значение, в том числе в разрезе климатических откликов. Результаты наших исследований показали, что стрессовая вулканическая обстановка вызывает адаптивные изменения коры и, прежде всего, флоэмы — транспортной углеродной системы. Реакция флоэмы на засоление и засуху может иметь ключевое значение для прогноза времени выживания и способности к восстановлению древесных и других деревянистых растений в условиях климатических изменений. Результаты имеют значение для понимания адаптивных возможностей деревьев и кустарников, формирующих широко распространенные в Северо-Восточной Азии растительные сообщества в условиях вулканического стресса и меняющегося климата Земли.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИМГиГ ДВО РАН.
|
|