Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки) вып.1/2024(3)

Из теории нелинейных динамических систем следует, что цикличность и близость частот циклов могут способствовать их фазовой синхронизации [4; 6]. По нашим данным, совпадения или близость основных гармоник серий измерений имели место в сентябре 2014 г. и в другие годы наблюдений, например, в июне 2016-го. Аналогичные циклы в это время были зафиксированы и в спектрах мощности временных рядов измерений освещенности, солнечной УФ-радиации и температуры [7], которые непосредственно влияют на фотосинтез и ФСА. Синхронизирующая роль этих внешних факторов среды в настоящее время исследуется. Синхронизация плазмодия миксомицета Physarum гармонически изменяющимся градиентом температуры была обнаружена ранее [8]. В пользу участия внешнего затачика ритма в модуляции динамики фотосинтеза говорит совпадение или близость частот ритмов у ряда разных видов (черемуха, сирень венгерская, жимолость татарская, жимолость съедобная) в конце лета 2014 г. [7]. По мнению биоритмологов Центра хронобиологии Ф. Халберга, септанные (околонедельные) ритмы могут иметь и эндогенную природу, будучи «встроенными в геном» [9]. В то же время синхронизация может быть результатом спонтанной самоорганизации, слабо зависимой от внешних причин и природы синхронизирующего агента. Зависимость взаимной лиственной корреляции фотосинтеза от интенсивности собственной эмиссии хлорофилла дает основание предполагать, что она может прямо или косвенно участвовать в синхронизации. В пользу этого говорит резкое усиление собственной темновой флуоресценции хлорофиллсодержащих структур растений разных видов в стрессовых условиях конца вегетативного сезона незадолго до массового листопада. Несколько меньшее усиление Fo наблюдали в начале сезона вегетации, в мае и июне при пониженных температурах. Излучаемая хлорофиллом эмиссия имеет большую длину волну, чем поглощаемая, и уже не может восприниматься «узкополосными» антенными комплексами ФСП, влияя на их флуоресценцию. Однако живые структуры растения способны излучать собственную сверхслабую и вторичную люминесценцию [10], индуцированную физическими агентами в широком диапазоне волн: от ближнего ультрафиолета до ИК-области. Излучение обусловлено делокализованным когерентным электромагнитным полем живых организмов и может выполнять регуляторные функции [11]. Его интенсивность зависит от температуры, спадает с расстоянием по гиперболическому закону и нелинейно, с экстремумом, зависит от плотности эмиттеров [12]. Исходя из этого, можно ожидать более высокую согласованную цикличность разных листовых пластинок старых деревьев с мощной кроной, что и наблюдали. У столетней березы наблюдали более отчетливую цикличность и синхронность, листья дольше удерживались осенью, чем у 20-летней. Причиной вторичного биогенного излучения могут быть и физические агенты космического происхождения [11], что согласуется с тем, что наиболее высокий уровень фотосинтетической синхронности нами был отмечен в 2014 г. — в период максимума солнечной активности. Ассимиляционная цикличность может быть связана с активаций нефотохимических физиолого­ биохимических путей утилизации поглощаемой световой энергии. Снижение переменной флуоресценции происходит при нефотохимическом тушении флуоресценции, отражаемом ростом индекса NPQ, и цикличность Fv/Fm может быть обусловлена чередованием активной ассимиляции с другими энергетически затратными процессами, например с метаболическим термогенезом. Ранее нами показано, что при внезапных осенних похолоданиях происходит скачок NPQ у листьев черемухи, сирени венгерской и жимолости татарской [13]. При изменении механизма дыхания может происходить периодический сброс протонного градиента внутренних мембран митохондрий без биохимического сопряжения, но с выделением тепла, способствуя холодоустойчивости растения и продлению сезона фотосинтеза. Одним из основных фотозащитных механизмов высших растений, влияющим на величину NPQ, является виолаксантиновый цикл, для которого необходим достаточный пул каротиноидов. В ходе циклического превращении виолаксантина в зеаксантин излишек поглощенной энергии в антенне ФСП диссипирует в тепло, приводя к нефотохимическому тушению флуоресценции хлорофилла [14]. Это позволяет замедлить резкие локальные падения температуры хлоропластов и сгладить неблагоприятные последствия холода. Характер осеннего угасания фотосинтетической активности зависит от многих факторов, температуры, световых условий, собственной теплопродукции. Устойчивость к неблагоприятным условиям среды, эффективность ассимиляции, своевременная активация фотозащитных функций Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2024. Т. 3, № 1. С. 63-70. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2024. Vol. 3, No. 1. P. 63-70. © Кашулин П. А, Калачева Н. В., 2024 68