Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
В наших исследованиях, проведенных с этиолированными проростками кукурузы, которые подвергались импульсному облуче-
нию КС С (контролем служили этиолированные проростки, облучаемые прямым солнечным светом), было обнаружено, что по мере зеленения проростков уровень количества НСР в них возрастает, При этом скорость нарастания нативного парамагнетизма в облучаемых Р1КСС проростках повышается по мере зеленения примерно на 40% по сравнению с проростками контроля, облучаемого прямым солнечным светом. На рис. 12 приведены спектры ЭПР этиолированных проростков кукурузы . и спектры ЭПР тех же проростков по мере зеленения под действием ИКСС и прямого солнечного света*
Рис. 12* Спектры ЭПР зеленеющих проростков кукурузы
1 - этиолированные проростки; 2-проростки, зеленеющие на
прямом солнечном свете; 3-то же, под влиянием ИКСС-облу-чения; пунктир - положение линии ДФПГ. Время облучения про ростков 2 и 3 - одинаковое
Из приведенных выше литературных данных и данных нашего эксперимента видно, что большое парамагнитное поглощение в зеленых листьях растений по сравнению с бесхлорофильными является результатом фотохимических процессов, индуцирующих появление парамагнетизма. Этот процесс нарастания парамагнетизма в зеленеющих листьях растений под действием прямого света и ИКСС можно связать с синтезом хлорофилла. Здесь СР могут появляться как промежуточные продукты в фотохимическом превращении протохлорофилла в хлорофилл и в самих молекулах хлорофилла.
Известно, что фотохимическое превращение протохлорофилли-да в хлорофилл в листьях растений при участии света может происходить по следующим двум путям ( Bjorn, 1 9 69)’:
Свет
Протохлорофиллид —> Протохлорофилл (HKCC*J Хлорофилл
или
Qg 0 Т
Протохлорофиллид )Протохлорофилл -------> Хлорофилл.
Интенсивность и скорость этил процессов зависят от количества световой энергии, поглощаемой системой. Естественно, что ИКСС, как высокоэнергетический поток излучения, близкий по своему фотохимическому действию к действию прямого солнечного света, будет повышать скорость и интенсивность протекания вышеприведенных процессов образования хлорофилла в зеленеющих листьях растений, и количество хлорофилла в облученных ИКСС проростках должно быть больше. Наши данные о биосинтезе пигментов при светоимпульсном облучении этиолированных проростков кукурузы, в каких определялись СР, подтверждают такое представление (см. стр.210 наст.сб.). А так как промежуточными продуктами указанных* процессов являются свободные радикалы, то количество их при светоимпульсном облучении зеленеющих листьев будет выше, что мы и наблюдаем в эксперименте.
Из вышеприведенного материала следует, что провести четкую границу между индуцированным и нативным парамагнетизмом можно только для неметаболизируюшей или мало метаболи-зирующей биологической системы. Как только система переходит в повышенную биологическую активность, можно лишь условно отделить индуцированные парамагнитные центры от нативных, особенно, если эта система - зеленое растение. Парамагнетизм листьев растений, возникающий в результате их зеленения под действием света, можно назвать одновременно ес- N тественным и индуцированным светом.
Для отличия двух видов парамагнетизма биологических систем индуцированным парамагнетизмом будем называть такой, который вызывается в системе действием физических факторов, искусственно направленных на систему. Одним из таких факторов является действие на живой организм излучениями высоких энергий. Нативным будем называть парамагнетизм, который обусловлен наличием в системе ионов переходных элемент* тов, ферментативными и метаболическими процессами, фотохимическими реакциями, наличием полимерных соединений с чеспа-реиными электронами и др.
Говоря о нативном и индуцированном парамагнетизмах, следует иметь в виду их количественную и качественную стороны и природу свободных радикалов. В живой системе в зависимости от ее биологического состояния и видовой специфики общее количество парамагнитных центров нативной природы при оптимальных условиях функционирования данной системы колеблется в переделах от 10^ до 10^ в 1 г сухого вещества. Таково количество не спаренных электронов в активно метабол изируюшей растительной ткани, имеющей фотосинтетический аппарат. В семенах растений в состоянии покоя при нормальном содержании влаги (10-12%) количество парамагнитных центров имеет более
15 19 20
широкие пределы - от 10 до 10 (даже до 10 ) в 1 г. На-
личие весьма большого количества нативных парамагнитных центров в семенах растений объясняется в основном двумя факторами. Первый из них (правда, характерный не для всех видов растений) заключается в том, что в кожуре многих семян находится большое количество соединений группы меланинов, которые являются высокопарамагнитными веществами. Второй - это физико-химическая специфика семян растений как системы, С точки зрения физико-химии семена следует рассматривать как твердые образования или как образования высокой вязкости. В такой системе в силу малой химической и тем более очень низкой физиологической активности подвижность молекул и свободных радикалов очень низка, и возможность рекомбинации парамагнитных центров между собой или с иными молекулами практически отсутствует. Накопленные в процессе дозревания и в состоянии покоя парамагнитные центры остаются с нескомпенсированными неспаренными электронами,
