Фізіолого-біохімічні методи дослідження водних рослин

Методи цитофізіологічних досліджень водних рослин.

В процесі еволюції у клітинах всіх живих організмів вироблений механізм типового неспецифічного реагування –загальна неспецифічна реакція на пошкоджуючу дію, проявом якої є однотипні зміни: зменшення дисперсності колоїдів цитоплазми, збільшення спорідненості цитоплазми і ядра до ряду барвників, зміна клітинної проникності, підвищення кислотності цитоплазми, зміна здатності до гранулоутворення. Згідно денатураційної теорії всі ці прояви неспецифічної реакції зумовлені зворотною денатурацією протеїнів, які є складовою протоплазми клітин [10].

Сьогодні більшість положень денатураційної теорії уточнені та конкретизовані з позицій сучасних досягнень біології. Згідно цих уявлень, неспецифічна відповідь клітин на пошкоджуючий агент зумовлена загальними для них особливостями структурно-функціональної організації. Це, по-перше, нерівномірність просторового розподілу низькомолекулярних органічних сполук: цукрів, амінокислот, нуклеотидів, жирних кислот по всій клітині (компартменталізація); по-друге - неспецифічне інгібування біологічної активності макромолекул низькомолекулярними клітинними субстратами. Зсув рівноваги між активним транспортом низькомолекулярних сполук та їх дифузією, який спричинює декомпартменталізацію клітинних субстратів та інгібування ними метаболізму – основні фактори, які зумовлюють неспецифічну реакцію клітини [Александров В.Я., 1985].

У відповідь на дію модельного токсиканту в клітині відбувається цілий комплекс змін, які характеризують її загальну неспецифічну реакцію. Деякі з цих змін можна вимірювати і, завдяки цьому, використовувати як маркери на дію токсичних речовин. Це, насамперед, зміни в’язкості цитоплазми, бубнявіння хлоропластів, зміни проникності мембран та зсув іонного балансу, зменшення дисперсності колоїдів цитоплазми, зміна форми клітини, збільшення спорідненості цитоплазми і ядра клітини до ряду барвників, зміна процесу грануловідкладання вітальних барвників та процес дифузного забарвлення протоплазми [ 1, 6 ].

Всі ці неспецифічні реакції клітини, що легко реєструються під мікроскопом, за якими можна робити висновок про стан їхньої життєдіяльності і про пошкодження в його початковій оборотній фазі, мають суттєве значення в цитоекологічних дослідженнях.

Метод центрифугування водних рослин

Однією з важливих фізико-хімічних властивостей цитоплазми є в’язкість. На відміну від в’язкості звичайних рідин в’язкість цитоплазми зумовлена внутрішньою організацією всіх її складових частин, її ультраструктурою. Опір, який чинять рухові частинок лабільні елементи структури рідини, називають структурною в’язкістю. В’язкість цитоплазми легко змінюється під впливом зовнішніх факторів: температури, вологості, мінерального живлення, тощо. За нею можна робити висновок про ступінь стійкості колоїдів цитоплазми. Іони кальцію і алюмінію підвищують в’язкість цитоплазми, а іони калію, навпаки, збільшуючи дисперсність колоїдів цитоплазми, зменшують її в’язкість [ 2, 9 ].

В’язкість цитоплазми має велике значення для виживання рослин в умовах високих температур і нестачі води в навколишньому середовищі. Особливого значення вона набуває для гідрофітів під час тимчасового пересихання водойм.

В’язкість цитоплазми залежить від зовнішніх і внутрішніх факторів, віку, фази онтогенезу, характеру екотопу тощо. Її визначають різними способами. Одним із них є метод центрифугування. В основу методу центрифугування покладено рівняння Стокса. За цим рівнянням швидкість падіння кульки (при сталому радіусі) обернено пропорційна в’язкості рідини. Мірою структурної в’язкості цитоплазми може бути та мінімальна величина відцентрового прискорення в одиницях q, за якою центрифугування протягом 10-20 хв зумовлює зміщення хлоропластів у 50 % клітин [ 4, 8].

Відцентрове прискорення визначають за відношенням відцентрової сили до сили тяжіння:

де N- кількість обертів центрифуги за секунду; r – радіус центрифуги; q –прискорення сили тяжіння (981 см/с²).

ВИСНОВОК

Рослинний покрив і тваринне населення земної кулі надзвичайно різноманітні, що пояснюється строкатістю умов існування в різних районах та великою кількістю видів рослин (понад 500 тис. видів і 1,5 млн. видів тварин), пристосованих до умов життя в певному середовищі. Всі організми, як правило, живуть у природі не ізольовано, а у зв’язку один з одним, утворюють певні сукупності. Існує велика кількість угруповань рослин і тварин різних за видовим складом, кількістю екземплярів, будовою, особливостями місцезростання.

Біоценоз – сукупність рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, що заселяють певну ділянку суші або водоймища (біотоп). Всі вони пов’язані як між собою, так і з абіотичними факторами середовища. Біоценоз – це динамічна, здатна до саморегуляції система, компоненти якої (продуценти, редуценти і консументи) взаємозалежать один від одного.

Водні рослини це вторинноводні організми – наземні рослини, що пристосувалися до життя у водному середовищі. Їх види належать до найрізноманітніших і віддалених одна від одної родин. Більшість із них дуже поширені, а деякі є майже космополітатами або космополітами. Здебільшого, це кореневищні багаторічники, що відрізняються досить широкою екологічною амплітудою. Вони ростуть в найрізноманітніших і надзвичайних умовах: здатні жити як в прісних, так і солонкуватих водах, в водному середовищі і, у вигляді наземних форм, досить довгий час існувати у вологих місцях на суші. Однорічних видів серед водних рослин мало.

Більшість водних рослин квітує і плодоносить над водою. Рослин, квітки і плоди яких розвиваються під водою, небагато. Крім генеративного способу розмноження, часто придушеного, в них широко розвинене вегетативне розмноження за допомогою кореневищ, частин стебла, бруньок тощо. Деякі з них розмножуються лише вегетативним шляхом.

Визначення видів і екологічних груп рослин передує всім дослідженням рослин на природних водоймах.

Дата добавления: 2015-05-23