Структурні пристосування. 
Особливості еволюції рослин

Крім структурних захисних пристосувань рослини розташовують ще й різними фізіологічними механізмами, які дозволяють їм пристосовуватися до жари, холоду й посусі. Для багатьох суккулентных рослин пустелі характерний унікальний механізм фотосинтезу, що зводить до мінімуму втрати води. Завдяки особливому типу метаболізму (СамлМетаболізм; см. гл. 4) ці рослини можуть закривати устячка в той час, до якого присвячені максимальні втрати води, тобто вони здатні здійснювати фотосинтез, не витрачаючи одночасно занадто багато води на транспірацію. Ці рослини відкривають свої устячка й фіксують ІЗ2 у темряві, коли транспірація мінімальна, і тримають їхніми закритими на світлі, коли надлишкова втрата води могла б привести до иссушению. Ефективний фотосинтез протікає в них при закритих устячках завдяки човниковому механізму, що перекачує З2 від З4, до З 3мсистемі. Цей унікальний пристосувальний механізм украй важливий для виживання рослин у пустелі.

Подібні фізіологічні пристосування допомагають рослинам уникнути ушкоджень від морозу. Якщо рослина, вирощене в теплиці, виставити назовні при температурі трохи нижче нуля, то воно швидше за все сильно постраждає або загине, навіть якщо в природі рослина того ж виду легко переносить негативні температури. Розвиток холодостійкості, або акліматизація, — це процес, що починається зі зменшенням довжини дня й зниженням температури в осінній час. Акліматизація супроводжується численними фізіологічними змінами. Нам поки ще не цілком ясно, які саме із цих змін відповідальні за розвиток холодостійкості; усього ймовірніше, що тільки певна комбінація таких змін надає рослині здатність виносити негативні температури. Один з таких процесів можна зрівняти із заміною води на антифриз у радіаторі автомобіля. Антифриз використовують, щоб запобігти утворенню льоду, який міг би розірвати радіатор. У рослині, як і в автомобілі, є вода, яка може замерзати й при цьому в результаті розширення розривати клітки. На самому початку акліматизації в клітках накопичуються різні розчинені речовини; вони знижують осмотический потенціал кліток і зменшують імовірність їх замерзання, оскільки крапка замерзання клітинного соку в результаті цього знижується. При замерзанні кліток головна шкоду наносять їм кристали, що утворюються усередині, льоду; ці кристали ростуть, розривають різні клітинні мембрани й, нарешті, убивають клітку. Підвищення концентрації розчинених речовин захищає рослину, тому що воно зменшує ймовірність утвору великих кристалів льоду. При акліматизації в клітинних мембранах також відбуваються деякі зміни, що роблять ці мембрани менш тендітними при низьких температурах. Можливо, це є результатом підвищення ступені не насиченості ліпідів мембран; воно спричиняє зниження їх крапки плавлення, завдяки чому вони при більш низьких температурах залишаються напіврідкими.

Ще один спосіб захисту від ушкоджень, пов’язаних із замерзанням, — це синтез більших кількостей білків нових типів, що володіють особливо високою здатністю до гідратації. Гидратационная вода практично не замерзає: вона втримується поблизу молекул білка силами, які запобігають утворенню кристалів льоду. Саме собою зрозуміло, що чим більше в клітці таких білків, тем стійкіше ця клітка до замерзання. У багатьох рослин регулярно повторюється певний цикл: в осінній час такі білки синтезуються, а навесні рослина використовує їх у своєму метаболізмі. По даним деяких авторів, у білках, від яких залежить холодостійкість, особливо багато сульфгідрильних груп (-SH), характерних для амінокислоти цистеина. Якщо це вірно, то оцінювати холодостійкість можна за допомогою хімічного аналізу, по змісту білкових сульфгідрильних груп. Єдиної думки із приводу значення ' зв’язаної води' поки ще ні, але все-таки, очевидно, саме у зв’язуванні води слід бачити один з механізмів, що охороняють рослини від ушкоджень морозом.