- Алелопатія та її ценотична роль. Практичне значення алелопатії. Навести приклади.
Алелопатія (від др. -греч. Ἀλλήλων ( allelon ) - взаємно і πάθος ( pathos ) - страждання ) - властивість одних організмів ( мікроорганізмів , грибів , рослин , тварин) виділяти хімічні сполуки , які гальмують або пригнічують розвиток інших . Також іноді під алелопатія розуміють як негативні , так і позитивні взаємодії між рослинами в фітоценозах .
Розрізняють чотири групи речовин , відповідальних за алелопатія :
антибіотики - виділяються мікроорганізмами , служать для придушення життєдіяльності інших мікроорганізмів;
маразміни - виділяються мікроорганізмами , служать для придушення життєдіяльності вищих рослин;
фітонциди - виділяються вищими рослинами , служать для придушення життєдіяльності мікроорганізмів;
Коліни - виділяються вищими рослинами , служать для придушення життєдіяльності інших вищих рослин.
Алелопатія можна розглядати як форму екологічної конкуренції між організмами в біоценозах .
У практичному плані вивчення аллелопатии має важливе сільськогосподарське значення . Крім того , це явище слід враховувати при складанні букетів.
Термін алелопатія був запропонований в 1937 р. Моли - шем для позначення хімічного антагонізму між різними видами рослин. Як найбільш відомого прикладу можна навести горіх чорний ( Jug - lans nigra ) , під пологом якого гинуть сходи сосни , картоплі , томатів і зернових культур. Подібне гальмування зростання , що викликається різними інгібіторами , або супрессорами , зустрічається в природі досить часто. Коріння рослин певних зернових культур ( ячменю , вівса , пшениці) , а також капусти і тютюну виділяють речовини інгібірующе -го дії . [ 3 ]
Окремим випадком Аменсалізм є алелопатія ( антібіоз ) - вплив одного організму на інший , при якому в зовнішнє середовище виділяються продукти життєдіяльності одного організму , отруюючи її і роблячи непридатною для життя іншої . Аллелопатия поширена у рослин , грибів , бактерій. Наприклад , гриб - Пеницилл продукує речовини, що пригнічують життєдіяльність бактерій. Пеницилл використовують для отримання пеніциліну. Це перший відкритий в медицині антибіотик. Останнім часом в поняття алелопатія включають і позитивний вплив. [ 4 ]
В даний час в області аллелопатии ведеться безліч досліджень , що виходять далеко за рамки проблем , що становлять предмет пропонованої книги. Найбільш важливі і сучасні з них , безпосередньо пов'язані з сільським господарством , ми обговоримо в гол. На щастя , саме в землеробстві і лісівництві науковий пошук по аллелопатии прийняв особливо широкий розмах і швидко розвивається. [ 5 ]
У спеціальній літературі докладно розглядається явище аллелопатии , що полягає в тому , що інгібітори , віднайдені одними рослинами , пригнічують проростання або зростання інших рослин. Вивчення будови речовин, що викликають алелопатія , в майбутньому може мати велике теоретичне і практичне значення. [ 6 ]
Значна частина книги присвячена розбору та аналізу наукових досліджень з використання аллелопатии в агрономії , зокрема з придушення бур'янів культурними рослинами , що створює можливість обходитися без гербіцидів. Чималу увагу приділено впливу рослинних речовин на нематод , виключно шкідливих і широко поширених паразитичних черв'яків. Звичайні нематоциди найчастіше виявляються неефективними проти них. Використання рослин, що містять нематоцидна речовини , забезпечує придушення чисельності цих найнебезпечніших шкідників без забруднення навколишнього середовища. [ 7 ]
Механізм дії регуляторів врожаю дуже схожий з дією природних фітогормонів ( ауксинів , гібереліни , цітокі - Нінов , Дормін , продуцентів етилену або речовин, що викликають прояв аллелопатии ): вони або стимулюють , або пригнічують процеси обміну речовин. Деякі з регуляторів і за будовою аналогічні або подібні природним фітогормонам . Не випадково в спеціальній літературі регулятори врожаю класифікуються за їх впливом на ростові процеси . [ 8 ]
Перейдемо до аналізу закономірностей територіальної мікроструктури популяцій , залишаючи макроструктурні , биогеографические узагальнення для наступного розділу 3.7 . Природно почати цей огляд з принципу територіальності : всі особини і функціональні їх об'єднання в популяції мають індивідуальним і груповим простором , які виникають у результаті дії механізмів активного роз'єднання - поведінкового у вищих організмів або фізико- хімічного ( алелопатія та ін) у нижчих . Відрізняють індивідуальні та групові ( гніздові , сімейні) ділянки проживання . [ 9 ]
Окремим випадком Аменсалізм є алелопатія ( антібіоз ) - вплив одного організму на інший , при якому в зовнішнє середовище виділяються продукти життєдіяльності одного організму , отруюючи її і роблячи непридатною для життя іншої . Аллелопатия поширена у рослин , грибів , бактерій. Наприклад , гриб - Пеницилл продукує речовини, що пригнічують життєдіяльність бактерій. Пеницилл використовують для отримання пеніциліну. Це перший відкритий в медицині антибіотик. Останнім часом в поняття алелопатія включають і позитивний вплив. [ 10 ]
У спеціальній літературі докладно розглядається явище аллелопатии , що полягає в тому , що інгібітори , віднайдені одними рослинами , пригнічують проростання або зростання інших рослин. Вивчення будови речовин, що викликають алелопатія , в майбутньому може мати велике теоретичне і практичне значення. [ 11 ]
Велика увага приваблює особлива форма конкуренції , пов'язана з виділенням деякими видами органічних речовин , що уповільнюють ріст інших організмів . У рослин це взаємодія називається алелопатія . Така хімічна боротьба особливо розвинена серед мікроорганізмів , що виділяють різні антибіотики та інгібітори росту, щоб приватизувати живильний субстрат. Добре відомий приклад - пеніцилін , утворений пліснявими грибами роду Penidllium і пригнічує розвиток грампозитивних бактерій ( розд. [ 12 ]
У лісах I і II груп , крім перерахованих дослід- джень , слід широко розгорнути експериментальні роботи з реконструкції насаджень як засобу , спрямованого на попередження розповсюдження кореневих гнилей . При цьому потрібно використовувати дослідження в області аллелопатии і створювати досвідчені насадження з урахуванням впливу окремих видів деревних порід і чагарників один на одного. [ 13 ]
У нашому столітті більшість досліджень, що стосуються ролі аллелопатии в землеробстві , було присвячене впливу розкладаються пожнивних залишків на культурні рослини , що, ймовірно , пояснюється збільшеним інтересом до мульчування стернею після пилових бур 30 - х років. Такі мульчі допомагають боротися з ерозією , але , в той же час найчастіше знижують урожай
{2. Використання рослин у моніторингових дослідженнях}
Вищі та нижчі рослини можуть бути використані як біомонітори забруднення середовища в двох випадках: якщо вони накопичують в своїх тканинах забруднюючі речовини в значно більш високих концентраціях, ніж відповідні концентрації в середовищі, або якщо їх чутливість до впливу певних забруднюючих речовин різко відрізняється від чутливості всіх останніх рослин. Саме в силу цих здібностей деяких видів рослин досить перспективним вважають використання такого роду біомоніторів під час оперативного контролю стану забруднення природного середовища, особливо в тих випадках, коли забруднення значне і вимірювання концентрацій, а також різних показників відповідної реакції рослин не дуже складне.
Рослина-монітор - це така рослина, у якої ознаки пошкодження з’являються під час дії на неї фітотоксичної концентрації однієї забруднюючої речовини, або їх суміші. Оскільки для моніторингу більш характерна не якісна, а кількісна оцінка, рослина-монітор повинна не лише індикувати, а й допомагати отримати кількісну оцінку.
Під час впливу забруднення у рослин може змінитися швидкість росту і відтворення потомства, прискоритися процес цвітіння, знизитися продуктивність і врожайність. Кожний із цих параметрів можна використовувати як монітор.
Переваги рослин-моніторів перед приладами:
- дешеві;
- легко відтворювати;
- швидко розмножуються;
- мають типову відповідну реакцію на вплив.
Для кількісної оцінки забруднення за допомогою рослин-моніторів необхідно провести попереднє визначення деяких залежностей між реакцією рослини на забруднення і концентрацією цієї речовини в довкіллі. Для цього існує три основні способи:
1.Співставити ступінь пошкодження рослини з відомою концентрацією забруднюючої речовини в середовищі існування рослини.
2.Використати рослину як живий колектор з подальшим визначенням кількості токсиканта. Наприклад мох Hyphum cupressiforme здатний поглинати цинк, свинець, кадмій, нікель, мідь і марганець та накопичувати їх у своїх тканинах в десятки разів більше, ніж в оточуючому середовищі.
3.Визначити кількість токсиканту (або метаболіту, що з’являється у відповідь на пошкодження в рослинній клітині) та порівняти отримане значення з концентрацією токсиканту в середовищі.
Через генетичну неоднорідність рослин різні види і сорти по-різному реагують на вплив забруднюючих речовин. Одні види можуть певним чином реагувати на вплив лише однієї забруднюючої речовини. Деякі – на вплив двох, або більше речовин. Інші не реагують взагалі, або реакція їх дуже слабка. Тому слід вибирати такі види або сорти, які мають конкретну типову відповідну реакцію.
Визначити за допомогою рослин ступінь забруднення повітря, грунту або води шкідливими речовинами – означає вирішити лише частину проблеми. Потрібно ще позбутися шкідливих домішок. Використання навіть дуже гарних дорогих фільтрів не може повністю припинити надходження шкідливих речовин до довкілля. На допомогу, знову ж таки, приходять рослини. Вони сприяють доочистці повітря, стічних вод, грунтів. Роль рослин в детоксикації шкідливих забруднювачів довкілля неоднакова і залежить як від екологічної групи, так і їх видових особливостей.
Суттєве підвищення концентрації певних хімічних елементів на окремих ділянках біосфери призвели до того, що під час еволюції деякі рослини стали рости за високого вмісту цих елементів. Такі рослини отримали назву рослин-індикаторів-моніторів. Серед них виділяють універсальні і локальні індикатори.
Універсальні ростуть виключно в районі з підвищеним вмістом конкретного елементу, а локальні – часто широко розповсюджені і лише в окремих районах за певних умов стають індикаторами забруднення.
Рослини за особливостями поглинання певних хімічних елементів поділяють на концентратори і деконцентратори. Потрапляння в звичайні рослини (не концентратори) підвищеної кількості певних елементів спричинює ряд фізіологічних і морфологічних змін. Вони настільки характерні, що можуть індикувати забруднення.
