Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.
Скачать (прямая ссылка):
Феромоны и разного рода химические сигналы
Большое число сходных соединений у растений и насекомых свидетельствует о том, что многие насекомые заимствуют у растений скелеты ряда молекул, которые они не способны синтезировать сами. Они, в частности, получают от растений скелеты изопреноидных соединений и, соответствующим образом их модифицируя, строят из них молекулы своих гормонов и различных защитных веществ. Любопытный пример мы находим во взаимоотношениях дугласии (Pseudotsuga taxifolia) и дугласие- вого лубоеда (Dendroctonus pseudotsugae). Дугласия выделяет при повреждении летучие терпены, привлекающие первую самку лубоеда, которая затем выделяет аттрактант, привлекающий издалека других самок и самцов. И хотя все это не мешает лубоедам кормиться на дугласии, человек мог бы использовать это явление как надежнейшее орудие борьбы с насекомыми-вре- дителями. Самки многих насекомых выделяют половые аттрак- танты (см. рис. 15.6), относящиеся к феромонам; нескольких молекул такого аттрактанта достаточно для того, чтобы, привлечь самцов, находящихся за много километров от этого места. К настоящему времени удалось идентифицировать, а затем и синтезировать в лабораторных условиях свыше 50 таких феромонов. Эти соединения можно использовать для того, чтобы заманить всех самцов с какой-нибудь обширной площади в ловушку и уничтожить их. Можно поступить и по-другому: опрыскав все вокруг, дезориентировать самцов настолько, чтобы они не смогли отыскать самок, и тем самым предотвратить воспроизведение популяции насекомых.
Среди химических сигналов насекомых имеется и предупреждающий сигнал. Потревоженная тля, например, выделяет особое вещество — сигнал тревоги, под влиянием которого другие, находящиеся поблизости тли падают на землю. Подобное вещество или какие-нибудь простые его аналоги можно использовать в качестве постоянно действующего репеллента. Для этого достаточно совсем небольших количеств феромона, так что к опрыскиванию иногда вообще не требуется прибегать; а поскольку имеющиеся у насекомых феромоны видоспецифичны, действие вещества ограничивается в этом случае одним только видом-мишенью. Хищники насекомых-вредителей при этом не страдают и, следовательно, могут расправиться с уцелевшими особями. Данный биологический метод также может послужить для борьбы с насекомыми-вредителями, и, хотя пока он признан достаточно эффективным лишь в отдельных случаях, в будущем он, вероятно, найдет широкое применение. Одна из самых существенных особенностей инсектицидов избирательного действия заключается в том, что с их помощью естественный биологический контроль можно осуществлять непрерывно. (Подробное обсуждение опасностей, связанных с применением хлор- органических пестицидов, и сведения о других возможных методах защиты растений читатель найдет в прекрасной книге Рейчел Карсон «Безмолвная весна» (Rachael Carson «Silent Spring») и в ее продолжении, написанном Фрэнком Грэхемом, «После безмолвной весны» (Frank Graham «Since Silent Spring».)
ГРИБЫ, БОЛЕЗНИ РАСТЕНИИ И УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНЯМ
Большинство болезней растений вызывается паразитными грибами. Для того чтобы вызвать инфекцию, спора одного из таких грибов (довольно мелких, бесцветных, нитевидных орга-
Рис 15.7. Электронная микрофотография (Х5000; растровый электронный микроскоп) прорастающей споры (конидии) возбудителя ложной мучнистой росы ячменя (Erisyphe graminis hordel) на эпидермисе листа ячменя (Hordeum vul- gare). Бороздки указывают границы клеток эпидермиса. Верхняя ростковая трубка плотно прижалась к поверхности во впадиие, образованной клеточными стенками двух соседних эпидермальных клеток. Гриб проникает в эпидермальную клетку, которая находится позади кончика ростковой трубки. Клетка растения реагирует на это выделением с внутренней стороны клеточной стеикн особых веществ, препятствующих заражению. Если заражение осуществилось, грифы гриба, ветвясь по поверхности листа, из клеток которого они добывают питательные вещества, образуют на листе налет, характерный для ложной мучнистой росы. (С любезного разрешения Н. Kunoh, Cornell University.)
низмов, близких по своей природе к растениям) должна попасть на поверхность .растения и здесь прорасти (рис. 15.7). Вырастающая из споры гифа проникает в растительные клетки, из которых гетеротрофный гриб добывает питательные вещества. При этом гриб вызывает в растении симптомы болезни, связанные либо с повреждением клеток, либо с действием грибных токсинов. У растений существуют различные механизмы для защиты от такого вторжения; в сущности, уже сам тот факт, что грибы, как правило, поражают лишь один какой-нибудь вид растений или группу родственных видов, свидетельствует о том, что другие растения устойчивы к ним в силу тех или иных причин. Даже среди восприимчивых видов часто можно обнаружить экземпляры растений, в какой-то мере устойчивые. Селекционеры используют это обстоятельство при выведении новых, болезнеустойчивых сортов методом отбора и скрещивания.
Болезнеустойчивость растений может иметь самую разную природу. Чаще других встречается так называемая структурная устойчивость. Если растение имеет толстую кутикулу, через которую прорастающая спора гриба не в состоянии проникнуть, то уже одно это может предотвратить заражение. Вторую линию обороны растений составляют различные химические их компоненты, опять-таки из числа вторичных метаболитов (которые, как мы уже отмечали, служат растениям также и для защиты от насекомых и прочих растительноядных животных). Для удобства эти химические соединения делят на две группы, в зависимости от того присутствуют ли они в растении еще до заражения (предсуществующие вещества) или образуются в нем в ответ на заражение. Эти две группы в какой-то мере перекрываются, но те вещества, содержание которых до заражения бывает очень низким и резко возрастает после заражения, принято относить ко второй группе.
