Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
В нашей первой работе по изучению влияния на растения ячменя ' мягкой' и 'жесткой' дозы облучения ИКСС в условиях
Заполярья (Шахов, Станко, 1SJ62 ) было отмечено стимулирование накопления пигментов, повышение интенсивности фотосинтеза и урожая, а также повышение содержания белка в зерне (Станко, 1985 ).
Однако необходимо отметить, что в настоящее время мы еще далеки от раскрытия механизма действия ИКСС, поэтому весьма рискованно относить получаемый стимулирующий эффект только лишь за счет появления неспаренных электронов.
Вероятно, механизм действия ИКСС на растения в какой-то мере напоминает механизм действия излучения лазера.
Как известно из работы Б.ВЛеонова и В.В.Шиходырова (1966), излучение лазера в биологических тканях может претер-. певать различные превращения. Энергия излучения может быть поглощена в атомах и молекулах вещества и превратиться в
v
тепловую энергию, усиливая колебательные и вращательные движения, Вместе с тем в тканях, состоящих из разных слоев, могут происходить процессы многократного отражения излучения и возможны изменения длины волны излучения в сторону ее увеличения. В результате многократного излучения на микро-и макроуровнях различных слоев в определенных участках ткани или даже клетки вполне возможно, что произойдет резкое повышение плотности энергии, которое может даже превысить плотность энергии первоначального излучения, и произойдет повышение температуры.
Тепловой эффект имеет свою специфичность, поскольку перепад температуры в очагах происходит очень быстро и в результате этого возникает ударная волна, которая тоже действует на 7>кани. Ударная волна может возникать в тканях за счет испарения облученного вещества с выбросом его из участков облучения, образуя кратковременные вздутия. При выделении тепла ударные волны могут распространяться в жидкой части клетки со скоростью около 1500 м/сек.
Ударная волна, возникшая при появлении резкого температурного перепада, может иметь большое разрушительное действие, если она,возникает в глубине тканей. С увеличением энергии излучения ударная волна достигает таких величин, при которых сотрясение распространяется далеко в глубоколежащие слои.
Так, например, если излучение поглощается в гранулах пигментов меланина, то не исключено образование чрезвычайно высоких температур в меланине на микроскопических уровнях, в результате чего возникающая ударная волна приводит к взрыву гранул меланина, и они разлетаются в различных направленьях. Однако температура в клетках, окружающих очаг взрыва, при этом не превышает 53°С.
В связи с этим исключительный интерес представят электронномикроскопические исследования хлоропластов с их гранулярной системой в зависимости от облучения листьев растений ИКСС.
Как известно, в жидкой фазе клеток, а также в межклеточной жидкости всегда имеются неоднородные структуры, которые также обладают значительным коэффициентом поглощения, и они будут служить центрами локального нагрева, вокруг которых может происходить значительное нагревание жидкой фазы с образованием пузырьков газа. Поскольку для различных систем, йредставленных отдельными атомами вещества или сложными молекулами различных веществ, существуют конкретные спектры поглощения, то мощное излучение будет поглощаться
4 ___
избирательно. Так, например, с усложнением строения того или иного атома, с увеличением числа энергетических уровней в нем усложняется спектр поглощения всей системы, увеличивается число различных значений квантов излучения, которые могут быть поглощены системой. В то же время для биологических тканей, клеток и отдельных субъединиц спектр поглощения является сложным по составу и как бы обобщает спектры поглощения различных веществ, входящих в тот или иной биологический субстрат. Поэтому определяющим фактором в поглощении излучения той или иной биологической системы будет величина энергии кванта. С изменением величины энергии кванта излучения меняется вероятность захвата его на том или ином энергетическом уровне атома или молекулы.
Например, энергия каждого кванта излучения лазера с длиной волны в 347 нм будет вдвое больше энергии излучения с длиной ' волны, равной 694 нм. А излучение, длина волны которого превышает 1000 нм, будет оказывать влияние лишь на вращательные и колебательные движения биомолекул.
С.В.Конев (1965), изучая возможность участия оптических энергетических переходов в химических реакциях, пришел к заключению, что совпадение спектров фото-, радио- и хемилюмине*?*’ сценции органических молекул имеет в сущности глубокий смысл, указывающий на то, что при взаимодействии с различными по своей природе формами энергии органическая молекула использует одни и те же энергетические уровни, определяемые ее внутренним строением.
По Коневу, именно оптические уровни энергии должны использовать молекулы для того, чтобы произвести перемещения своих электронов и ядер, которые определяют в конечном счете электронную сущность химической реакции. В связи с этим в клетке могут обеспечиваться условия для 'сборки' большого кванта энергии из малых последовательно, по частям и с очень большой эффективностью.
