Владимир Крупин - Карлики рождают гигантов
Гиббереллин тоже подстегивает рост. Если обработать им верхушечные почки «глухих побегов» чая (боковые ветви, находящиеся в состоянии покоя), они просыпаются и быстро растут. Это позволяет в летнее время получить прибавку урожая зеленого листа в пределах 10–20 процентов.
В объяснениях механизма действия гиббереллина ученые разделились на два лагеря. Одни предполагают, что сам гиббереллин на растение не действует. Он только повышает уровень природных ауксинов, а уже они вызывают ростовые реакции. Иными словами, палочка-погонялочка попадает в руки погонщика, которым в данном случае становится гиббереллин. Ее удар настолько силен, что она заставляет организм «подскочить» в росте.
Поступая в растение, гиббереллин подавляет вещества, разрушающие ауксин. Ауксины благодаря этому накапливаются и выступают в своей обычной роли регуляторов ростовых процессов.
Доказательством против этой теории обычно выдвигаются эксперименты, показывающие, что при подавлении природных ростовых гормонов антиауксином гиббереллин все равно вызывает интенсивное растяжение отрезков стеблей гороха. Поэтому связывать ауксин и гиббереллин в один гормональный комплекс нельзя. Можно лишь предположить, что гиббереллин и ауксин включаются в процесс регулировки такой сложной реакции, как растяжение ткани, и последовательно выключаются из него.
Итак, вопрос о механизме действия гиббереллина оказался спорным уже на самом первом этапе своей разработки. Неясно, участвует ли ауксин в том сложном ростовом эффекте, который вызывается гиббереллином. На этот вопрос попытался экспериментально ответить Н. П. Кеффорд. Он поставил серию опытов с проростками риса. Рис как объект был выбран не случайно. Дело в том, что проростки риса содержат ауксиноксидазу. Ауксиноксидаза — фермент, регулирующий уровень ауксина в тканях.
Если активировать этот фермент, ауксины будут разрушаться и рост проростков замедлится. Если подавить активность этого фермента, то уровень ауксинов, наоборот, возрастет и рост проростков усилится. Таким образом, искусственно меняя уровень ауксинов в тканях и вводя затем гиббереллин, можно проследить действие последнего на различном ауксиновом фоне. Погружая проростки риса в воду и тем самым затрудняя доступ кислорода, Кеффорд подавлял деятельность ауксиноксидазы. Ауксин накоплялся, вызывал вытягивание проростков, а введенный в воду гиббереллин в значительной мере усиливал этот процесс. Если же антиауксин — парахлорфеноксимасляная кислота — подавлял ауксины в проростках, гиббереллин все-таки усиливал рост, но это усиление было очень незначительно.
Кеффорд делает следующий вывод из своих экспериментов: путь действия гиббереллина лежит через ауксиново-ингибиторный обмен. Эта серия опытов поддерживает ауксиновый путь действия гиббереллина.
И все же механизм действия гиббереллина на растение еще далеко не раскрыт. Каким образом он так энергично вытягивает ткани?
Конопля, обработанная этим препаратом, достигает шести метров, капуста — пяти. Листья салата под влиянием одной гаммы препарата (0,01 грамма) вытягивается до 30 сантиметров в длину. Сельдерей достигает толщины человеческой руки. Всходы дуба поднимаются за год после обработки А3 на 80 сантиметров вместо обычных 10.
Ауксины такого интенсивного воздействия на ткани не оказывали.
Каким образом это осуществляет гиббереллин, пока еще загадка. Загадка, которую экспериментаторы постараются разрешить.
Мы уже упоминали о происхождении гиббереллина. Он порожден микроорганизмами, обитающими в почве. Микробы-активаторы широко распространены в природе. Они есть среди бактерий и актиномицетов, грибов и дрожжей.
Им посвящается наш следующий рассказ.
Карлики кормят гигантов
Багамские острова — архипелаг из 29 больших коралловых островов и около 3 тысяч рифов и скал в Вест-Индии. Общая площадь 11 410 квадратных километров. Население 80 тысяч жителей. Почвы очень плодородны; ценные породы деревьев — красное, желтое, железное…
В географических справочниках указаны и другие подробности, характеризующие этот чудесный уголок нашей планеты.
Но какое отношение имеют Багамские острова к нашему разговору? Самое прямое.
Багамские острова своим возникновением в значительной мере обязаны существам, размеры которых не превосходят 2–3 микрон. Бактериум кальцикс — так называют этих удивительных строителей. Осаждая соли кальция из морской воды, они воздвигли тысячи островов в морях и океанах. Конечно, эта титаническая работа требовала времени. Но строительные способности чудесных гномов сказочно велики. Академик В. И. Вернадский подсчитал, что только одна бактерия, если ее поместить в подходящие условия, за пять дней произведет 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 потомков. (Попробуйте сосчитать хотя бы число нулей!) Эта масса микроорганизмов могла бы заполнить собой всю впадину Тихого океана.
Еще одна палочка
«Бактериа» — по-гречески значит «палочка». Так уж получилось, что в поле зрения охотников за микробами поначалу попадали одноклеточные организмы, имеющие форму палочки. Название прижилось, хотя были открыты и шарообразные — кокки, и извитые — вибрионы, и иные формы бактерий. Наука, изучающая микробы, первое время так и называлась — бактериология. Но кругозор ее непрерывно расширялся. Микроскопические грибки, сине-зеленые водоросли, дрожжи, актиномицеты (лучистые грибки), ультрамикробы, протисты и другие одноклеточные организмы… Весь этот многообразный мир живых существ, который окружает нас и живет в нас, входит в поле зрения науки, которая именуется теперь микробиологией.
Размеры бактерий ничтожны. Они исчисляются микронами — тысячными долями миллиметра. Палочковидная бактерия достигает в длину всего 5 микрон при ширине в полмикрона.
Однако именно эти карлики способны произвести ту гигантскую работу, пример которой мы только привели.
У волшебных палочек два основных производственных секрета.
Первый — необычайная интенсивность обмена веществ. Бактериальная клетка может переработать за сутки такое количество пищи, которое раз в сорок превышает ее собственный вес. У дрожжевых организмов биомасса увеличивается вдвое за 2–3 часа. У бактерий — за полчаса.
Второй — необычайно огромное количество и повсеместная распространенность этих существ, живущих при любых условиях. Даже в условиях Арктики, на Земле Франца-Иосифа скальные породы содержат от 10 тысяч до 100 миллионов микроорганизмов в одном только грамме. А если мы возьмем комочек земли с поля, засеянного, скажем, пшеницей, то собьемся со счета. В каждом грамме почвы живут:
грибы — сотни тысяч,
актиномицеты — миллионы,
водоросли — десятки тысяч,
амебы и простейшие животные — тысячи,
ультрамикробы, бактериофаги и актинофаги — сотни тысяч.
На каждом гектаре пашни или лугов наберется от 2 до 7 тонн бактериальной массы.
Не забудьте и о других проявлениях бытия в земле, теснейшим образом связанных с микрофлорой. На каждом квадратном метре копошатся личинки жуков и других насекомых, их сотни. Там же сотни тысяч членистоногих и около миллиона нематод.
Разобраться в этом смешении (хаосе) жизни не просто.
Но есть строгие закономерности, которые ею управляют и которыми пытается управлять человек. Иногда он достигает успеха. Иногда ошибается.
И всегда успех зависит от того, правильно или нет используется волшебная палочка. Обращаться с ней надо умеючи, еще более продуманно и осторожно, чем это требовалось с палочкой-погонялочкой. Стимуляторы, о которых мы говорили выше, были все химическими веществами. А волшебная палочка — живое существо, со всеми его особенностями и капризами.
Неосторожность может привести к ее неожиданному исчезновению. За примерами далеко ходить не надо: симазин и кукуруза. Симазин буквально спас кукурузу от сорняков. По два и три года после обработки поля этим гербицидом кукуруза не испытывала никаких неприятностей от зеленого врага. Яд продолжал действовать — в почве не было для него противоядия, не было средств, способных разложить остатки симазина.
Высокая токсичность гербицида причинила неприятности другим культурам. Яровая пшеница, посеянная вслед за кукурузой, чувствовала себя на поле, обработанном год назад симазином, неуютно. Клевер, люцерна, подсолнечник, ячмень, овес тоже резко снижали урожай в аналогичной обстановке. Почему? Сами растения как будто не очень-то реагировали на симазин. В чем же дело? Яд нарушил биоценоз — биологическое равновесие в почве. Он резко угнетал полезные микроорганизмы. Волшебная палочка была отстранена от своей работы, и растениям стало труднее жить.
