Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
Тем не менее, хотя старение растений и имеет много общего со старением животных, оно отличается некоторыми специфическими особенностями, нередко затрудняющими у них идентификацию признаков старения. Это обусловлено, с одной стороны, тем, что наряду с существованием видов растений, все органы которых стареют и гибнут одновременно (как у животных), существуют виды, у которых происходит циклическое отмирание отдельных органов при сохранении жизнеспособности других. С другой стороны, многие виды растений обладают особой способностью на определенном возрастном этапе либо при воздействии экстремальных факторов к новообразованию отдельных органов, вплоть до нового стебля и корня, которое может периодически повторяться на протяжении жизни.
Поэтому нередко при облучении растений в дозах, приводящих к гибели активно пролиферирующих меристем, но сохраняющих жизнеспособными меристемы покоящихся почек, может происходить отрастание новых
побегов. В этих случаях наблюдается своеобразное «омоложение» растения и видимое увеличение продолжительности его жизни.
Растения созревают позднее необлученных примерно на период, равный промежутку времени между началом прорастания семян и временем облучения, так как в такой ситуации процесс прорастания семян вполне сопоставим с пролиферацией побега из выжившей покоящейся почки.
Но, конечно, в данном случае нельзя говорить о каком-либо омолаживающем действии ионизирующей радиации, так как здесь имеют место вторичные явления, обусловленные спецификой морфологической и функциональной организации растений. Кроме того, такие растения практически всегда несут некоторые признаки лучевого поражения, так как формируются из почек, хотя и выживших, но все же поврежденных ионизирующей радиацией.
Особый интерес представляет влияние облучения на ускорение процессов старения в покоящихся семенах. Данное явление, состоящее в том, что с увеличением промежутка времени между облучением семян и их прорастением всхожесть, последующее развитие растений и их жизнеспособность снижаются в большей степени, чем у необлученных, получило название «эффекта хранения».
Существует гипотеза, объясняющая эффект хранения распадом и рекомбинацией в пострадиационный период индуцированных облучением свободных радикалов и повреждением при этом биологически важных молекул. Однако названные процессы происходят сравнительно быстро — в течение часов, недель, максимум — нескольких месяцев, а эффект хранения усиливается даже с течением лет.
Сейчас известно, что процесс естественного старения семян является результатом непрерывного окисления компонентов клетки в процессе дыхания. Этот биохимический механизм приводит к ослаблению процессов обмена, потере сухого вещества, в результате чего при полном окислении всего дыхательного материала семена теряют жизнеспособность и погибают. Облучение ионизирующими излучениями приводит к сдвигу большинства химических и биохимических реакций в клетке в сторону окисления, о чем, в частности, может свидетельствовать усиление дыхания облученных семян, и ускорение процессов
старения. Нами было показано, что факторы, ингибирующие ход естественного старения семян, значительно ослабляли эффект хранения. Так, он снижался при уменьшении содержания кислорода в атмосфере хранившихся в течение двух лет после гамма-облучения семян, уменьшении влажности, снижении температуры.
ЗЛ.5. Гибель
Благодаря тому, что, как выше отмечалось, у многих видов растений старение органов происходит неодновременно и в связи со способностью у многих из них к новообразованию отдельных органов, точная оценка момента гибели растения, в отличие от животного, весьма затруднительна. Более того, многоклеточные растения состоят из клеток и тканей, в значительной степени, порой в сотни раз, различающихся по радиочувствительности и, следовательно, теряющих способность к выполнению своих функций при различных уровнях радиационного повреждения. Это также осложняет оценку их выживаемости.
Так, например, устойчивость к облучению дифференцированных клеток листа обычно в десятки раз превышает радиоустойчивость клеток его меристем. Поэтому при облучении последние могут погибать, но дифференцированные сохраняют способность к некоторым физио-лого-биохимическим функциям, например фотосинтезу, дыханию, в связи с чем на протяжении недель — месяцев часто не удается зарегистрировать видимой гибели растений.
Даже в случае довольно высоких доз, полностью подавляющих деление клеток во всех образовательных тканях растения, а соответственно, полностью ингибирующих ростовые процессы, облученные растения долгое время могут оставаться жизнеспособными, сохраняя функционирование некоторых систем. На этом основан прием получения особых проростков, лишенных меристем. Они называются гамма-проростками или гамма-растеньицами (gamma-plantlets) и используются для изучения особенностей некоторых физиологических и биохимических функций растений в отсутствие делящихся клеток.
Тем не менее, поскольку в конечном счете растения погибают после гибели образовательных тканей, то весьма удобно регистрировать их выживаемость именно по этому признаку. Цитологически ее можно обнаружить
