Тайны веков. Кн.3
Шрифт:
Необычным поведением риса заинтересовались ученые. Они установили, что стимулятором явилась своеобразная грибковая плесень, паразитировавшая на побегах. Вещество, которое выделяла эта плесень, со временем получили в чистом виде и назвали гиббереллином.
Разгадку пытаются найти сегодня на плантациях Сахалинского комплексного научно-исследовательского института. Нас поражают здесь листья лопуха, способные конкурировать по размерам с зонтами. Стебли трав напоминают стволы молодых деревьев.
На делянке великанский чеснок. Он дает урожай в 347 центнеров с гектара. И что интересно — выращивание чеснока уже перешло на производственную основу. Почти столько же чеснока собирают на плантациях совхоза «Комсомольск». Еще значительнее успехи совхоза
Многим растениям Сахалина принадлежат всесоюзные и мировые рекорды плодородия. Сотрудники институтской лаборатории физиологии растений уверенно ищут секреты интереснейшего явления. Сотни опытов. Тысячи анализов. Догадки. Крушение надежд — и новые смелые гипотезы. Придет час, и, может быть, здесь родится стройная теория, которая позволит ответить на такие вопросы: как управлять гигантизмом полезных для человека культур? Как выращивать богатейшие урожаи и в других областях страны?
Когда мировая наука всерьез обратила внимание на гигантизм обычных растений, неожиданно выяснилось, что Сахалин не единственное место на Земле, где так неистовствует флора. Конкурент был найден в далекой Африке, в центральной ее части, в Уганде. Там, на высоте 3–4 тысяч метров над уровнем моря, на альпийских лугах горного массива Рувензори (что в переводе означает «Лунные горы»), были найдены собратья сахалинских колоссов. Привычный повсюду кретовник вырос до 6 метров. Вереск вытянулся в условиях Лунных гор до 15 метров. Цветы лобелия, такие же, как на клумбах наших садов, достигают трех с половиной метров высоты.
Ну разве земные загадки не менее привлекательны, чем космические?!
Тайна раскрыта, поиск продолжается
Михаил Чайлахян, академик
Рост млекопитающих определяется деятельностью одной из желез внутренней секреции — гипофизом. Если он вырабатывает слишком мало гормона, вырастет животное карликовых размеров, если чересчур много — гигантских. Мы не случайно начали с этой, теперь уже прописной, истины. Ведь вполне естественно предположить, что и растения снабжены подобным регулирующим механизмом. Еще Чарлз Дарвин догадывался, что есть свои гормоны роста и у растений. Но выделить стимуляторы в чистом виде долгое время не удавалось. Только в 1931 году были получены первые растительные гормоны — ауксины. Оказалось, они влияли в основном на развитие корневой системы. Лишь через несколько лет удалось выделить вещества, управляющие ростом стеблей, листьев и плодов. Речь идет о гиббередлинах, о которых упоминается в предыдущей статье.
Рисоводам Японии и других стран Дальнего Востока издавна известна болезнь, поражавшая подчас целые плантации. Стебли риса, который окрестили «бешеным», неестественно вытягивались, а колосья хирели. В особо тяжелых случаях растения погибали целиком. Эпидемия баканаэ — «болезни дурных побегов» — губила порой половину урожая. Для стран, где рис основная пища большинства населения, баканаэ оборачивалась подлинным бедствием.
Причина болезни установлена давно. «Бешенство» риса вызывал особый грибок, проникавший в растения из почвы. Потребовалось немало времени на то, чтобы разгадать загадку этого грибка — «Гибберелла фуджикурои». После того как в 1926 году было доказано, что безудержный рост побегов — результат воздействия не самого грибка, а вещества, выделяемого им, до того дня, когда японские ученые сумели получить это вещество, прошло целых 12 лет. Поиск увенчался успехом — в 1938 году добыты первые порции гиббереллина.
Опыты с новым стимулятором дали поразительные результаты. Гиббереллин обладает высокой, физиологической активностью: раствор, в котором содержится всего одна миллионная доля необычного вещества, оказывает существенное влияние на рост растений. Большие дозы губительны, а малые — благотворны. И не случайно: гиббереллин не является для растений чем-то чужеродным. Это гормон, вырабатывающийся в них самих, регулирующий рост их наземных частей.
Без гиббереллинов, как и без ауксинов, нет и не может быть роста. Получено уже несколько десятков растительных гормонов. Львиная доля их — около 25 — приходится на различные гиббереллины. Что же происходит с растениями под действием стимуляторов? Установлено, что гиббереллины резко усиливают обмен веществ и тем самым повышают способность растений усваивать минеральную пищу из почвы и углерод из воздуха. Понятно, когда у растений «разыгрывается аппетит», ускоряется рост и деление клеток.
Открытие и исследование растительных гормонов роста позволили проникнуть в тайну сахалинских гигантов. Весь комплекс природных условий на острове: свойства почвы, продолжительность дня, интенсивность и состав дневного света, влажность воздуха и т. д. — способствует тому, что в самих растениях образуется повышенное количество гиббереллинов и ауксинов. Они и подхлестывают сахалинскую флору.
Но ни одно из условий комплекса, взятое в отдельности, не способно вызывать гигантизм. К тому же он не наследуется. Вот почему раньше не удавалось вырастить в других местностях великанские растения из семян, привезенных с далекого острова. Но теперь управление ростом полезных культур становится делом осуществимым и перспективным. Далеко от «заколдованного» Сахалина, в подмосковных оранжереях, удалось вырастить шестиметровый табак и коноплю высотой в 5 метров. Проводились опыты и с виноградом. Урожай кишмишных (бессемянных) сортов увеличивался в 2–3 раза, а вес гроздьев у сортов Желтый и Розовый возрастал примерно вчетверо. Необычно большие ягоды сочны и ароматны. Секрет — в применении гиббереллина. Подмечено, что наибольший эффект обработка этим гормоном дает на тех культурах, которые возделываются главным образом ради стеблей, молодых побегов, листьев и сочных плодов.
Гиббереллины способны прерывать период покоя почек и ускорять прорастание семян. Свежеубранный картофель не прорастает, но после соответствующей обработки это происходит очень быстро. В южных районах страны можно теперь получать по два урожая картофеля в год. Перспектива заманчивая. Тем более что расход стимулятора невелик: например, на один гектар виноградника всего 20 граммов.
Производство гиббереллинов уже налажено во многих странах. Его, как и антибиотики, получают не химическим, а биологическим путем — с помощью определенных видов плесневых грибков. Гормоны выдержали серьезные испытания не только в лабораториях, но и на полях. Подсчеты показывают, что гиббереллины могут минимум вдвое повысить сборы кишмишного винограда в Средней Азии. У нового способа повышения урожайности большое будущее.
Но в отличие от уэллсовской «пищи богов», которая делала гигантами животных и растения при любых внешних условиях, ауксины и гиббереллины способны творить чудеса только в умелых руках. После обработки гормонами растения требуют усиленного питания. Нужны органические и минеральные удобрения, вода, уничтожение сорняков. «Голодающие» растения становятся уродами. Итак, тайна растительных гормонов разгадана. «Пища богов» может быть приготовлена по точным рецептам ученых. Но перед ними новая задача — понять внутриклеточный механизм действия стимуляторов.
Что происходит в клетках под влиянием ауксинов и гиббереллинов? Какие биохимические процессы? Каково взаимодействие гормонов роста с генетическим аппаратом?
В зародышевой клетке записана подробная программа роста и развития будущего организма — будь то растение или животное. Человек, например, растет обычно лет до 18–22. Затем гипофиз перестает выделять гормоны роста. Почему?
Также неясно, что и как командует растению уменьшать или увеличивать выработку гиббереллинов и ауксинов.