Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, в основе явления полярности у растений лежат магнитные свойства веществ — магнитотропизм, который: является новым разделом физиологии.
В последние годы рядом авторов получены данные о повышенной продуктивности сельскохозяйственных растений, выросших из семян, подвергавшихся воздействию постоянного магнитного поля напряженностью 50—70 Э. Под его влиянием: при прорастании таких семян происходит изменение характеристик молекул органо-минеральных комплексов: интегральной
интенсивности электронного парамагнитного резонанса, активности ферментов (а-амилазы, липазы, каталазы, полифенолок-•сидазы, пероксидазы); биопотенциалов и электропроводности мембран и др. По-видимому, в этом случае постоянное магнитное поле является своего рода пусковым механизмом биохимических и биофизических реакций, повышенной активности метаболизма в целом, что в результате приводит к увеличению продуктивности всего растительного организма.
РАЗДРАЖИМОСТЬ, ВОЗБУЖДЕНИЕ,
БИОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ
Под раздражимостью понимают специфическое свойство растений и животных, а также их клеток, тканей и органов изменять свое внутреннее состояние и внешние реакции в ответ на влияние разнообразных факторов (И. И. Гунар). В отличие от животных у растений нет специализированной нервной ткани, функция возбуждения свойственна всем элементам организма. Первые данные о раздражимости у растений описаны Ч. Дар-виным, который считал, что свойство раздражения выработалось в процессе эволюции и имеет большое приспособительное значение. Кроме того, он показал, что у растений зона, воспринимающая раздражения (сенсорная зона), пространственно отдалена от зоны, которой свойственны двигательные реакции (моторная зона). Согласно теории раздражения, разработанной для животных, при возбуждении и повреждении тканей возникают биопотенциалы и биотоки, связанные с изменениями в распределении катионов и анионов в клетках.
С развитием электрофизиологии растений появляется все больше данных, свидетельствующих о биоэлектрической природе явления раздражения у растений. Так, по данным И. И. Гу-нара и О. М. Синюхина, растения изменяют свои биопотенциалы в ответ на электрическое раздражение с помощью индукционных ударов (через 10 с).
Исследования показали, что в ответ на разные раздражения (механические, химические, электрические, влияние температуры, света и других факторов) у растений возникает электрический ток, однако передается раздражение медленно. Исключение составляют мимоза, насекомоядные, Luffa cylindri-са и другие растения, у которых очень высокая чувствительность. Передача раздражения у растений от клетки к клетке ¦осуществляется плазмодесмами, через которые происходит движение минеральных и органических веществ, а также через •сосудистую систему. Доказано, что степень чувствительности к раздражению у растений имеет определенные ритмы, изменяющиеся даже в течение суток. Растительная клетка обладает большими информационными возможностями: изменение струк-
туры и функций клеточных мембран под влиянием ионов, активность ферментов, периодичность ритмов физиологических процессов и корреляции ритмов с периодическими процессами» происходящими во внешней среде, и'др. Всем этим показателям можно придать числовое (количественное) значение.
Раздражимость — одно из важнейших свойств живых систем, лежащих в основе различных движений и других явлений жизнедеятельности растений.
Интегральным показателем раздражимости у растений служат биоэлектрические потенциалы, характеризующие реакцию покой=<=* возбуждение.
Из биохимии известно, что в растительном организме за счет распада АТФ высвобождается большое количество энергии, которая трансформируется в физиологическую работу. В передаче энергии участвуют свободные радикалы (А. Сент-Дьёрдьи). Свободный радикал — это молекула или ее часть, несущая на внешней орбите электрический заряд. Любая заряженная частица имеет магнитный момент, который может быть определен и зарегистрирован приборами. При объединении двух неспаренных электронов, если-один из них вращается в противоположном направлении, происходит «замыкание» магнитных полей и магнитный момент исчезает.
На магнитном свойстве свободных радикалов основан метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Если неспа-репный электрон попадает во внешнее магнитное поле, то он дает характерную линию поглощения в спектре ЭПР. С помощью этого метода можно изучать биологические процессы передачи энергии с участием свободных радикалов. Так, сейс-монастические движения, например, листьев растений связывают с передачей энергии с помощью свободных радикалов. Движения листьев мимозы стыдливой обусловлены донором энергии АТФ. При взаимодействии АТФ с белком типа акто-мнозина образуются свободные радикалы, которые передают раздражение и вызывают изменения в протопласте, что приводит к потере тургора нижней половины сочленения листа.
Таким образом, акт трансформации энергии и физиологическую работу, раздражимость и регуляторная система растений связаны с биотоками,
