МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ
В г. Сыктывкар (Республика Коми, Россия) 1-6 октября 2001 г. состоялась международная конференция "Актуальные вопросы экологической физиологии растений в 21 веке". Организаторы конференции – Институт биологии Коми НЦ УрО РАН и Коми отделение Общества физиологов растений. Конференция была посвящена рассмотрению вопросов взаимодействия растений со средой на функциональном уровне, физиолого-биохимических механизмов адаптации и устойчивости к экологическим факторам, а также проблем структурно-функционального разнообразия и функциональной классификации растений, эколого-физиологической оценке состояния экосистем, фитоиндикации и фиторемедиации. Научная программа конференции включала три симпозиума (фотосинтез, дыхание и рост; растения и стресс; растения, экосистемы и глобальные процессы) и секции стендовых сообщений, сгруппированных по темам "Температурный, антропогенный и биотический факторы", "Экология водного режима и минерального питания", "Механизмы формирования ответных реакций", "Прикладные аспекты". В опубликованные на русском и английском языках материалы (объем 54.5 п.л.) включены 387 тезисов около 500 авторов из 62 научных учреждений и университетов 13 стран. Участие в конференции приняли свыше 120 человек из Австралии, Индии, Польши, России и США. Всего было заслушано семь пленарных и 46 устных докладов, представлено более 30 стендовых сообщений. Конференция была открыта пленарной лекцией чл.-корр. РАН Ю.В. Гамалея (БИН РАН), посвященной проблеме структурно-функционального разнообразия растений. Разработанная автором типология терминальных пучков и мезофилла позволила выявить ключевые типы, отражающие фундаментальные особенности структуры растительного покрова разных ботанико-географических зон в экологическом и эволюционном аспектах. Проф. B. Smith (университет Б. Янга, США) прочел пленарную лекцию на тему "Рост, дыхание и температура", в которой теоретически и экспериментально обосновал положение о том, что дыхание является наиболее адекватным и информативным показателем метаболизма. Ранее группа американских ученых разработала термодинамическую модель, связывающую рост, дыхание и тепловыделение. Модель успешно применена для экспериментального изучения зависимости роста от температуры и других экологических факторов. Доказано, что генетически обусловленные различия в реакции дыхания, а следовательно эффективности роста растений на температуру определяют их географическое распространение. В пленарной лекции проф. К. Strzalka (Ягеллонский университет, Польша) "Каротиноиды и стресс" подробно рассмотрел механизмы защитной функции каротиноидов, показав, что их присутствие в фосфолипидном бислое влияет на физические свойства мембран. При взаимодействии с мембраной большую роль играют наличие полярных кислородсодержащих групп и жесткость молекулы каротиноидов. В пленарном докладе д.б.н. С.Н. Шереметьева (БИН РАН) на основе анализа показателей водного режима 82 видов растений в 16 сообществах сделано заключение, что разброс средневидовых значений транспирации в каждом сообществе контролируется не запасом влаги в почве, а определяется набором видов, прошедших экотопический отбор. Чем строже отбор, тем уже рамки, в которых растения могут реализовать свои потенции. В наиболее суровых условиях, с минимальным количеством доступной воды, произрастают виды с очень близкими показателями водного режима. По мере продвижения по градиенту влажности почвы сходство видов постоянно меняется, достигая минимума в самых гумидных экотопах. Проф. Z. Rengel (университет Западной Австралии) рассмотрел механизмы токсичности аллюминия в растительных клетках. Ионы Al транспортируются через плазмалемму довольно быстро. Первые симптомы Al-токсичности наблюдаются уже через 15 мин. Al-стресс вызывает нарушение Са-гомеостаза клетки и Са-зависимых процессов метаболизма, участвующих в регуляции деления и растяжения. Это приводит к нарушению роста корней. Проблемы фиторемедиации загрязненых экосистем были отражены в пленарном докладе д-ра М. Prasad (университет Хайдарабада, Индия). Фиторемедиация основана на способности растений стабилизировать, иммобилизировать, экстрагировать, испарять и разрушать поллютанты (тяжелые металлы, металлоиды, галиды, радионуклиды, органические вещества). Некоторые виды растений могут накапливать металлы до 4 % сухой массы, аккумулируя в год 200-1000 кг поллютантов/га. Докладчик отметил большое практическое значение растений – гипераккумуляторов тяжелых металлов. В новом тысячелетии ожидается коммерциализация этого вида инновационной деятельности. Эволюционные аспекты биоремедиации были рассмотрены в докладе группы авторов (С.С. Black, университет Джорджии, США; В.И. Пьянков, М. Самугина, УрГУ; П.Ю. Воронин, ИФР РАН, Россия), представленном П.Ю. Ворониным. Эволюционные принципы биоремедиации основываются на развитии Земли в течение геологической истории. Многие организмы (бактерии, дрожжи, грибы, растения) могут быть успешно использованы для биоремедиации. Путем последовательного применения эволюционного ряда обитающих на планете организмов можно восстановить бесплодные земли. В качестве иллюстрации выраженных природных эволюционных стадий восстановления в докладе были приведены уральские меднорудные участки. Большой интерес вызвали доклады, заслушанные на симпозиуме, посвященном экологическим проблемам фотосинтеза, дыхания и роста. Проф. Т.К. Головко (ИБ Коми НЦ УрО РАН) показала, что растения холодного климата способны фотосинтезировать со скоростью 60-80 % от максимальной при пониженных температурах (5-10 оС), а зона температурного оптимума фотосинтеза большинства видов находится в пределах 12-16 оС. Для фотосинтетического аппарата травянистых растений (особенно многолетних) характерно повышенное накопление каротиноидов и высокая доля хлорофилла светособирающего комплекса. Продолжительный рост листовой поверхности приводит к увеличению дыхательной цены ее формирования и поддержания. В докладе Т.Г. Масловой (БИН РАН) внимание было уделено вопросам устойчивости пигментного комплекса и роли виолаксантинового цикла. Показано, что эфемероиды и летневегетирующие виды растений различались по способности образовывать зеаксантин из виолаксантина. В листьях эфемероидов 85 % виолаксантина превращается в зеаксантин, что, по мнению докладчика, обеспечивает устойчивость растений к неблагоприятным условиям вегетации в ранневесенний период. Несмотря на общее снижение пигментного пула в хвое, доля каротиноидов повышалась с увеличением высоты произрастания кедра сибирского (А.П. Зотикова с соавт., ФИЛ СО РАН). Сравнительные данные об уровне дыхательного метаболизма растений Bromus tectorum, обитающих на разных высотах, были приведены в докладе B. Smith с соавт. (США). Оказалось, что у высокогорных популяций (2850 м над у.м.), вегетирующих в летнее время, температурный оптимум роста выше, чем у равнинных, которые вегетируют из-за летней засухи зимой при более низких температурах. Результаты свидетельствуют о пластичности метаболизма растений данного вида, что позволяет им адаптироваться к множеству экологических ниш. Закономерности изменения скорости фотосинтеза и дыхания при продолжительном воздействии различных температур на растения картофеля были исследованы З.П. Котовой с соавт. (Петрозаводск). Полученные результаты подтвердили предположение о том, что величина соотношения R/Pg может быть использована в качестве количественной меры устойчивости к температуре разных сортов. Доклад Н.В. Обручевой (ИФР РАН) был посвящен роли растяжения клеток в пластичности корня. Автором были представлены доказательства того, что стрессовые факторы (уплотнение почвы, недостаток кислорода, высокие и низкие температуры, осмотический стресс и др.) нарушают, в первую очередь, ход растяжения клеток, что вызывает быструю ответную ростовую реакцию корня. Тема механизмов ответных реакций растений на стрессовые условия объединила доклады, прозвучавшие на симпозиуме "Растения и стресс". А.С. Лукаткин (Мордовский университет) обстоятельно осветил вопрос о закономерностях инициации, развития и репарации холодового повреждения теплолюбивых растений. В основе ответной реакции лежит возникновение окислительного стресса, который проявляется быстрым возрастанием концентрации супероксидного анион-радикала и последующим увеличением общих перекисей, а также интенсивности перекисного окисления липидов. Окислительный стресс тесно связан с резким повышением концентрации цитозольного Са, изменением проницаемости мембран. Затем происходит снижение внутриклеточного рН, торможение ростовых процессов. Постепенная нормализация нарушенных функций продолжается в течение 10 дней после сублетального охлаждения. Автором предпринята попытка математического описания изменений физиологических параметров, отражающих шоковую реакцию на стресс, акклимационные перестройки и холодовое повреждение. Проблемы цитоскелетзависимой регуляции метаболизма клеток листьев разных по морозоустойчивости сортов пшеницы при гипотермии были рассмотрены в докладе Й.Р. Абдрахимовой с соавт. (Казанский университет). Последействие холодового закаливания или АБК вызывали изменения скорости и соотношения дыхательных путей. Их направленность совпадала с альтерациями, вызываемыми действием цитоскелет-деполимеризующих агентов, что может свидетельствовать о структурной реорганизации цитоскелета. Влияние водного стресса на диффузию воды по различным путям транспорта в корнях и листьях проростков кукурузы было рассмотрено А.В. Анисимовым (Казанский институт биохимии и биофизики). Ответная реакция корня заключалась в увеличении скорости быстро диффундирующей фракции воды (вода апопласта, вакуолей) и снижении скорости медленно диффундирующей воды. Ответная реакция листьев заключалась в интенсификации трансмембранной компоненты водного переноса. Данные указывают на различные механизмы адаптационного ответа корней и листьев на водный стресс. И.Н. Ктиторовой с соавт. (АФИ) было показано, что одной из важнейших причин ухудшения снабжения растений водой при солевом стрессе является снижение гидравлической проводимости мембран корневых клеток. Засоление приводит к изменению окислительного метаболизма растительной клетки и это сопровождается генерацией перекиси водорода. По-видимому повышение концентрации Н2О2 в апопласте и образование поперечных сшивок между полимерами стенки с участием пероксидаз вызывает ужесточение стенок. Снижение гидравлической проводимости мембраны может быть обусловлено окислительной модификацией белков и изменением содержания аквапоринов. В докладе Н.В. Обручевой была представлена схема водной регуляции прорастания семян. Показано, что поступающая в семена вода запускает процессы метаболизма и подготовку осевых органов к растяжению, приведены критические уровни оводненности для последовательной активации основных метаболических систем и Н-АТФазы в плазмалемме. Экологические аспекты формирования ионного гомеостаза в надземных органах гликофитных растений были рассмотрены в докладе Н.Г. Осмоловской с соавт. (Биологический НИИ СПбГУ). Показано, что наличие в среде нитратного азота является важнейшим условием интенсификации метаболизма органических кислот и формирования пулов карбоксилатов, определяющих общую направленность процессов ионного гомеостатирования. В нескольких докладах было уделено внимание влиянию тяжелых металлов (ТМ) на растения. Показано увеличение активности антиоксидантных ферментов в корнях и листьях Brassica juncea под действием Cu. При этом в корнях степень переокисления липидов была выше (S.R. Devi, M.N.V. Prasad, Индия). При малых концентрациях ТМ (10-7) отмечали адаптивные структурно-функциональные перестройки фотосинтетического аппарата, увеличение удельной фотосинтетической активности в расчете на единицу хлорофилла (В.А. Караваев с соавт., МГУ). Высокие концентрации ТМ существенно тормозили развитие растений и ингибировали фотосинтетическое выделение О2. Выявлено изменение биофизических показателей (медленная индукция флуоресценции, термолюминесценция и электронный парамагнитный резонанс) листьев древесных растений вблизи транспортных магистралей, указывающее на изменение функционального состояния фотосинтетического аппарата (М.К. Солнцев с соавт., МГУ). Изучена чувствительность водоросли хлорелла к ТМ, определяемая по изменению величины суточного прироста и интенсивности замедленной флуоресценции (Ю.С. Григорьев, Красноярский университет). На этой основе разработан комплект оборудования и методы оперативной оценки воздействия загрязнения окружающей среды на растения. Симпозиум "Растения, экосистемы и глобальные процессы" объединил доклады, рассматривающие экосистемные функции растений и функциональные особенности растений с разными типами экологических стратегий. Были представлены интересные данные о физиологической пластичности и особенностях роста Аrtemisia tridentata, одного из наиболее распространенных и экономически важных кустарников на западе Северной Америки (Smith B., Hansen L., McArthur E., Freeman D., США). Растения из горных и равнинных популяций хорошо росли при пониженных температурах, но прекращали рост при 30 оС. Даже очень небольшие различия в условиях среды в местообитаниях проявлялись в метаболической активности растений и отражали их физиологическую адаптацию. Данные о распространении типов терминальной флоэмы во флорах степей, тайги, тундры, аридных и полярных пустынь были представлены Ю.В. Гамалеем и А.В. Разумовской (БИН РАН). Показано, что сокращение флористических списков видов вдоль климатических градиентов сопровождается уменьшением доли видов с продвинутыми типами флоэмных терминалей, которые менее устойчивы к неблагоприятным условиям обитания. В суровых климатических условиях сохраняются только растения с неспециализированной (примитивной) терминальной флоэмой, низкими транспортными и ростовыми характеристиками и пассивной жизненной стратегией. Результаты исследований анатомических, морфофизиологических и биохимических особенностей растений с разными типами экологических стратегий были обобщены в докладах, представленных группой сотрудников и аспирантов кафедры физиологии растений УрГУ под руководством проф. В.И. Пьянкова. Выявлены структурно-функциональные параметры, имеющие определяющее значение для выживания растений в различных типах местообитаний степей Бурятии (И.В. Белоусов). На примере флоры Среднего Урала показано, что растения разных групп экологических стратегий (конкуренты, рудералы и стресс-толеранты) значительно отличаются по абсолютной массе, доле органов в общей биомассе и химическому составу листьев (Л.А. Иванов). Выявлены также различия в вегетационной динамике накопления запасных веществ, фотосинтеза и транспорта ассимилятов (М.Ю. Яшков). О.В. Кудрявцевой и Н.Ю. Шмаковой ( Полярно-альпийский ботанический сад-институт) рассмотрены анатомо-морфологические и физиологические особенности растений Хибинских гор, связанные с принадлежностью к различным жизненным формам. Показаны принципиальные отличия в работе ионообменных систем растений разных систематических групп (мхи, водоросли, покрытосеменные растения), выявлено два типа приспособительных реакций водных растений к жизни в среде с низким содержанием катионов (Е.В. Борисовская, Институт биологии внутренних вод). Были представлены новые данные об углеродном цикле таежных и тундровых экосистем. К.С. Бобковой (ИБ Коми НЦ УрО РАН) установлено, что в лесных экосистемах Северного экономического района ежегодно депонируется 133x106 т углерода. Изучен углекислотный газообмен сообществ горной тундры и определена интенсивность выделения углекислоты подстилкой горно-тундровых экосистем Хибин (Г.И. Ушакова, Н.Ю. Шмакова, Полярно-альпийский ботанический сад-институт). В рамках конференции был организован симпозиум памяти академика А.Т. Мокроносова. Выдающийся вклад А.Т. Мокроносова в развитие отечественной физиологии растений отметили в своих выступлениях акад. М.П. Рощевский, председатель Коми НЦ УрО РАН, чл.-корр. РАН Ю.В. Гамалей, проф. В.А. Кумаков, д.б.н. В.И. Чиков. Программа симпозиума включала доклады, отражающие научные идеи и интересы А.Т. Мокроносова. С сообщением о фотосинтетическом стоке углерода в наземные лесные экосистемы Северной Евразии выступил П.Ю. Воронин. Вопросы мезоструктуры фотосинтезирующих тканей, онтогенетические аспекты фотосинтеза и распределения ассимилятов были освещены в докладах Н.С. Мамушиной, И.С. Киселевой, Е.В. Храмцовой, Д.А. Ронжиной, Л.А. Ивановой, В.И. Чикова и В.А. Кумакова. Большой интерес вызвало сообщение А.М. Маркарова на тему "Развитие идеи А.Т. Мокроносова о фотопериодизме клубнеобразующих растений". На заключительном заседании состоялась дискуссия и было принято обращение, в котором участники конференции единодушно отметили важность ее проведения для развития экофизиологии, актуальность обсуждаемых проблем и возрастание значения экофизиологии в 21 веке в связи с обострением проблем локальной, региональной и глобальной экологии. Для характеристики природных экосистем, сохранения их стабильности необходимо расширять исследования функционирования ключевого компонента – растительности. Первостепенное значение имеет разработка структурно-функциональной классификации растений с учетом их эволюционной истории и экологической стратегии, углубление знаний о функциональном разнообразии, изучение реакции растений на загрязнение окружающей среды. Такие исследования являются научной базой для интродукции и акклиматизации растений, прикладных аспектов фитоиндикации и фиторемедиации, использования растений для очищения и улучшения окружающей среды. Отмечая достижения в области экофизиологического изучения фундаментальных процессов жизнедеятельности (фотосинтеза, дыхания, роста), механизмов ответных реакций растений на физические, химические и биотические факторы, роли растительности в глобальных процессах, участники конференции считают необходимым: 1. Разработать Государственную целевую комплексную программу эколого-физиологических исследований основных биомов Российской Федерации. Целью такой программы будет изучение структурно-функционального разнообразия растительного покрова, а также прогнозирования его изменения при глобальных климатических изменениях и антропогенных воздействиях. 2. Развивать сотрудничество с зарубежными учеными и активизировать участие российских ученых в развитии международных информационных сетей, например, "GlopNet" ("Global plant trait Network" и международных проектах, например, IGBP (International Geosphere-Biosphere Programme). 3. Рекомендовать доклады участников конференции для публикации в журнале "Физиология растений". Обратить внимание редколлегии журнала на работы экологической направленности как на вполне оформленный информационный поток современной физиологии растений. 4. Целесообразно введение спецкурса по экологической физиологии растений для студентов, специализирующихся в области экологии, ботаники, физиологии растений, агрономии, лесоведения и лесоводства. Провести работу по подготовке и изданию учебника и учебных пособий по данной дисциплине. 5. Для сохранения и развития традиций отечественной экологической физиологии растений и развития современных направлений провести дискуссию среди фитофизиологов России об организации Ассоциации экофизиологов. 6. Регулярно, раз в три-четыре года, проводить конференции по экологической физиологии растений. Место и время проведения следующей конференции определить на Ежегодном симпозиуме по физиологии растений 2002 года. 7. Опубликовать информацию и решение международной конференции по экологической физиологии растений в журналах "Физиология растений", "Экология", "Ботанический журнал". Участники отметили высокий уровень организации и проведения конференции. Каждый рабочий день конференции включал культурную программу. Конференцию открыл небольшой концерт ансамбля струнных инструментов "Вдохновение". С удовольствием в этот же день был прослушан концерт классической вокальной музыки в исполнении солистов государственного театра оперы и балета Республики Коми. Немного русского и коми колорита внес народный хор "Тулыс", в исполнении которого прозвучали русские, белорусские и коми народные песни. В последний день пребывания на земле Коми участники конференции побывали в с. Усть-Вымь, где они смогли познакомиться с бытом, историей и культурой коми народа, а также попробовать коми национальные блюда. Прощаясь, все благодарили организаторов за гостеприимство. Оргкомитет выражает признательность Российскому фонду фундаментальных исследований РАН за материальную поддержку, дирекции Института биологии за содействие в организации конференции. проф. Т. Головко (председатель Оргкомитета), к.б.н. Е. Гармаш (секретарь)
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 5112 посещений с 21.02.2002 |