Рецензия на книгу К.А. Петрова "Криорезистентность растений: эколого-физиологические и биохимические аспекты"

Исследование существования организма в зависимости от экологических факторов среды в течение многих лет остается одной из основных задач  биологии. В силу прикрепленного образа жизни, растения особенно подвержены влиянию ряда субоптимальных внешних воздействий, среди которых  низкие отрицательные температуры играют очень важную роль.

Проблема  изучения морозостойкости или криорезистентности привлекает к себе внимание в течение нескольких столетий. В нашей стране она связана с именами  Н.А. Максимова  , И.И. Туманова , Т.И. Труновой. Условия адаптации растений к продолжительному действию отрицательных температур в зоне  мерзлотных почв  Якутии  рассмотрены в  работах В.П.Дадыкина, А.Д.Егорова  и ряда других исследователей. В этот почетный ряд необходимо включить и имя К.А. Петрова – автора  современной и оригинальной по содержанию, к тому же  прекрасно изданной  монографии. Она представляет собой  итог его многолетних эколого-физиологических и биохимических исследований холодо – и морозоустойчивости  растений в своеобразных условиях Якутии. В течение короткого вегетационного периода  в этой зоне мерзлота почв сочетается с высокой активностью солнечной радиации, высокая температура - с сухостью воздуха, длинный день - с    кратковременными  заморозками  на поверхности почвы  в начале лета и осени. Понятно, что в таких условиях для нормальной жизнедеятельности   в ходе длительной эволюции растения должны были приобрести определенные свойства. Установить влияние этого уникального разнообразия экологических факторов на  особенности приспособления к ним растений представляет собой интереснейшую задачу для физиологии и биохимии растений, которую и поставил перед собой К. А Петров.

В 1 главе автор, проявляя большую эрудицию, дает краткий обзор современных представлений о развитии растительного мира в условиях низких температур, делая основной упор на историю формирования и особенности жизнедеятельности  растений на мерзлотных почвах.

2-я глава посвящена описанию общей теории о системах управления жизнедеятельностью растений, основанной  на теории регуляции В.В.Полевого, учеником которого был К.А.Петров. Теория регуляции использована для объяснения своеобразия существования растений Севера в условиях низкотемпературного стресса и, прежде всего, роли их холодового закаливания.

В 3 и 4 главах автор на основании литературных данных подробно рассматривает  особенности приспособления  к низкотемпературным воздействиям сначала растений средних широт, а затем и растительности зоны почвенной мерзлоты.

В 5-9 главах К.А.Петров описывает результаты  собственных исследований. На основании огромного числа полевых и лабораторных опытов он показал, что  с началом осеннего похолодания  у всех изученных травянистых и кустарниковых растений происходит увеличение содержания специфических ингибиторов роста стильбеновой природы, а также хлорофилла и каротиноидов виолаксантинового цикла. Ближе к зиме наблюдается новообразование каротиноида родоксантина, играющего антиоксидантную роль. Во время холодового закаливания важной оказывается функция каротиноидов , способствующих трансформации энергии квантов в тепло. Это обеспечивает продление функционирования фотосинтеза при понижении температуры воздуха и завершение подготовки растений к зиме. Важно, что при закаливании наблюдается накопление ряда криопротекторов – белков, углеводов, липидов, полиненасыщенных жирных кислот. Последние, как показано  было ранее  В.К.Войниковым, при гипотермии в митохондриях становятся не только  субстратами окисления, но и регуляторами разобщения дыхания и фосфорилирования, способствуя превращению энергии дыхания  в тепло. Интересно, что  особенности криорезистентности растений автор связывает со способностью противостоять низким температурам и травоядных животных, питающихся этим высокопитательным  кормам. На основании данных литературы он  указывает, что в период зимовки у   млекопитающих активируется липаза, расщепляющая триглицериды растительного корма до жирных кислот и глицерина.  Жирные кислоты выполняют защитную роль и в организмах животных, способствуя их криторезистентности. Таким образом, впервые сформулирована общая теория низкотемпературной устойчивости растений и животных в своеобразных условиях Якутии. Считаю, что фундаментальный труд К.А.Петрова является важным вкладом в теорию устойчивости растений к экологическим факторам среды, и знакомство с ним будет полезно широкому кругу физиологов, биохимиков и экологов растений.

 Профессор кафедры физиологии и биохимии растений СПбГУ,
д.б.н.Чиркова Т.В.

К.А.Петров  «Криорезистентность растений: эколого-физиологические и биохимические аспекты». Новосибирск. Изд-во СО РАН. 2016.275 с.