Как защищаются и лечатся растения. Продолжение.
Если продолжить аналогию между лечением больных людей и поврежденных растительных клеток, то возникает мысль о лекарствах. Действительно, какими лекарствами можно спасти или быстрее вылечить заболевшие клетки?
В 1957 году американские ученые Ричмонд и Ланг обнаружили, что синтетический препарат кинетин задерживает пожелтение срезанных листьев. Через 12 дней после срезки опрысканные кинетином листья были такими же зелеными и свежими, как только что срезанные с растения. Этим препаратом заинтересовались ученые многих стран.
Профессор Мотес из Германии и его сотрудники показали, что кинетин задерживает старение и гибель листьев и на растении. Обработанные им листья «омолаживаются»: в них начинается усиленный синтез белка, к их клеткам (так же, как и к клеткам молодых, растущих листьев) интенсивно поступают питательные вещества из других частей растения. Наконец, была обнаружена еще одна интересная способность кинетина. Оказалось, что с его помощью можно ликвидировать небольшие тепловые повреждения растительных клеток.
Ботаник О. Н. Кулаева вместе со своими сотрудниками установила, что кинетин не только задерживает пожелтение листьев, но и вызывает позеленение уже пожелтевших, казалось бы, обреченных на скорую гибель. Недавно академик А. Л. Курсанов, О. Н. Кулаева и их сотрудники, продолжая эти опыты, получили новые интересные данные. Они действовали на пожелтевшие листья махорки близким к кинетину веществом — 6-бензиламинопурином (он оказался еще более эффективным препаратом). Оказалось, что обработанные препаратом листья не только зеленеют, но и значительно увеличивают содержание белка и других важнейших соединений. При исследовании с помощью электронного микроскопа ученые убедились в том, что хлоропластикроскопические образования клеток вторично позеленевших листьев приобретают такую же структуру, какую они имеют в клетках молодых листьев.
Эксперименты с кинетином и аналогичными ему веществами невольно напоминают о «живой воде» сказок.
Сейчас установлено, что целый ряд химических веществ действует подобно кинетину. Сделаны первые успешные попытки возвращать к жизни клетки листьев, желтеющих от засухи. В США ведутся работы по повышению жароустойчивости растений путем опрыскивания их растворами глюкозы, аминокислот, витамина С и ряда других веществ. А кинетин там уже нашел практическое применение. Им опрыскивают срезанные для продажи листья салата и других овощей. Во всех странах идут интенсивные поиски препаратов, которые могли бы излечивать клетки от лучевой болезни. Недавно, например, австрийские ученые Библь и Урль показали, что такие хорошо известные вещества, как глюкоза, сахароза, фруктоза и хлористый кальций, способствуют выздоровлению клеток лука от повреждающего действия а-лучей.
Эксперименты с веществами, помогающими растительным клеткам оправляться от разного рода повреждений, пока сравнительно немногочисленны, и большинство их еще не вышло за стены лабораторий. Но можно надеяться, что совсем недалеко то время, когда над пожелтевшим от засухи полем сможет подняться самолет сельскохозяйственной авиации и опрыскать растения каким-нибудь чудесным веществом вроде кинетина. После такого «лечения» вновь поднимутся стебли и зазеленеют листья растений.
Свет против света
В 1933 году немецкие ученые Хауссер и Омке, изучая повреждающее действие ультрафиолетовых лучей на клетки кожицы банана, подметили удивительную закономерность. Если вслед за ультрафиолетовым облучением бананы освещались синим светом, то кожица плодов оставалась совершенно неповрежденной. Синий видимый свет ликвидировал смертоносное действие ультрафиолетового невидимого света. Эти же исследователи показали, что лечить клетки можно теми же ультрафиолетовыми лучами, но иной длины волны.
Для этого после облучения растения наиболее губительным коротковолновым (дальним) ультрафиолетом достаточно облучить живую ткань длинноволновым (ближним) ультрафиолетом. В послевоенные годы это явление, получившее название фотореактивации, стало всесторонне изучаться коллективами ученых многих стран. Ближние ультрафиолетовые, соседние с ними в спектре видимые фиолетовые и особенно синие лучи оказались почти универсальным средством от вызываемой дальним ультрафиолетом болезни клеток и для бактерий, и для грибов, и для насекомых, и для позвоночных. Выяснилось, что в клетках большинства живых организмов имеется специальное вещество — фотоэнзим, который под влиянием синего света приобретает целебную силу и восстанавливает нарушения, вызванные ультрафиолетом в важнейших структурах клетки (в первую очередь в нуклеиновых кислотах). Интересно, что в присутствии фотоэнзима дезоксирибонуклеиновая кислота — знаменитая ДНК, играющая решающую роль в наследственности, — может под влиянием синего света восстанавливать нарушенную ультрафиолетом структуру даже вне клетки.
Некоторые микроорганизмы, у которых не удавалось обнаружить фото реактивации, оказались способными к ней в присутствии фотоэнзима, выделенного из других организмов, в частности из дрожжей.
Ряд интересных работ проведен по изучению фотореактивации растений. Иногда даже 5-минутное освещение синим или дневным светом совершенно излечивало клетки листьев фасоли и сои, клетки кожицы лука и других растений от повреждений, вызванных ультрафиолетовыми лучами. Если же после облучения ультрафиолетом растительные ткани более суток находились в темноте, то ничего не могло спасти их от гибели. Следовательно, в спектре солнечного света вместе с вредными и даже смертельными в больших дозах ультрафиолетовыми лучами содержится и противоядие от них — синие лучи.
Исследования по фотореактивации растительных и животных клеток имеют большое значение в связи с космическим будущим человечества. Ведь в космосе ультрафиолетовые лучи представляют смертельную опасность для всего живого. Наука одну за другой отвоевывает у природы ее тайны. Ученые все глубже проникают в сущность процессов, происходящих в живой клетке. Они учатся лечить клетку. Несомненно, что засуха, мороз и многие другие извечные враги растений будут побеждены. И тогда растения щедро заплатят людям за помощь в тяжелой борьбе со стихией.
Автор: А. Ломагин.