ВЫПУСК 3

Светло ли растениям под землей?

Пигмент фитохром обеспечивает фотопериодизм растений. Он поглощает свет определенной длины волны и запускает биохимические реакции «биологических часов». Естественно предположить, что фитохром должен находиться в надземной части растения, которая находится на свету. Оказалось, что это не всегда так. У ряда травянистых растений, например, у овса значительная часть фитохрома сосредоточена в узле, который находится в подземной части. Но фитохром не может «работать» без света.
Каким образом свет попадает в подземную часть травянистых растений?

Ответ
Стебель травянистого растения является световодом. По такому стеблю-световоду свет проникает в подземную часть растения и достигает молекул фитохрома.

Кстати
Посмотрите на рисунок. Клетки стебля образуют ряды параллельных трубочек, напоминая этим промышленный световодный кабель. Ход световых лучей через стебель растения показан пунктиром.

Травянистое растение (слева) и расположение клеток в его стебле (справа)

Чтобы убедиться, что стебель овса является световодом, вырезали кусок стебля, слегка его изогнули и осветили его торец пучком света от лазера. При этом другой его конец начал испускать свет.

Максимальная глубина, на которую растения могут проводить свет, не превышает пяти сантиметров.

Богданов К. Ю. Физик в гостях у биолога. Библиотечка «Квант», вып. 49. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. литературы, 1986. С. 54–55.

Клеточная сигнализация

В 30-е годы XX века Александр Гаврилович Гурвич обнаружил удивительное явление — разные растения каким-то образом общаются между собой. Если поднести прорастающую луковицу к сухой, со съеженными корешками, то спящая луковица просыпается и тоже трогается в рост (см. историческую справку).

Гурвич предположил, что делящиеся клетки испускают какое-то излучение. Другие ученые предполагали, что растения выделяют летучие химические вещества.

Чтобы доказать правильность своей гипотезы, Гурвич провел эксперимент, в котором между луковицами установил стеклянный экран. Взаимовлияние исчезло…

И все-таки Гурвич доказал, что растения взаимодействуют между собой с помощью излучения! Как?

Губерман И. Третий триумвират. М.: Детская литература, 1974. С. 147.

Историческая справка

Гавриш О. Г. А. Г. Гурвич: подлинная история биологического поля. Журнал «Химия и жизнь — XXI век».

Стимуляция деления клеток в сухой луковице

Ответ

Гурвич поместил между корешками не стеклянную, а кварцевую пластинку. И эффект «влияния» растущего растения проявился! Это означало, что излучение было ультрафиолетовым. Ведь обычное стекло задерживает ультрафиолет, а кварцевое стекло его пропускает.

Кстати
Гурвич обнаружил также, что воздействие распространялось в виде узкого пучка — стоило слегка отклонить в сторону воздействующий корешок, как эффект пропадал.

Гавриш О. Г. А. Г. Гурвич: подлинная история биологического поля. Журнал «Химия и жизнь — XXI век».

Гурвич заменил корешок, испускающий ультрафиолет, на обычный генератор, дающий пучок электромагнитных волн в ультрафиолетовом диапазоне. И клетки луковицы также начали ускоренно делиться.

Спектральные диапазон излучения, открытого Гурвичем, составляет 190–330 нм, а его средняя интенсивность — несколько десятков фотонов в секунду на квадратный сантиметр. Иначе говоря, это излучение представляет собой средний и ближний ультрафиолет чрезвычайно низкой интенсивности.

Аналогичное излучение обнаружили у корней других растений, быстро делящихся дрожжевых клеток, а также у клеток крови, мышц, печени и сердца подопытных животных.

Недавно специалисты МГУ обнаружили, что развивающиеся икринки речной рыбки вьюна способны взаимодействовать между собой при помощи излучения. Две группы икринок были помещены в два герметичных контейнера с прозрачными окнами. Контейнеры были установлены рядом, причем окнами друг к другу. В опытах было обнаружено следующее. Если стадия развития одной из групп икринок оказывалась чуть более высокой, чем у другой, то развитие младшей группы заметно ускорялось. Если же разница в развитии групп была значительной, то развитие младшей группы, напротив, сильно замедлялось. Исследователи отметили, что описанные явления наблюдались только в том случае, если в контейнерах были установлены окошки из кварцевого стекла. При использовании окошек из обычного стекла эффект пропадал. Значит «общение» икринок происходило при помощи ультрафиолетового излучения.

Бурлаков А. и др. Дистантные волновые взаимодействия в раннем эмбриогенезе вьюна. Журнал «Онтогенез», 2000, том 31, № 5. С. 343–349.

Кстати, подумайте…

Каким образом можно использовать эффект, открытый Гурвичем?

ВЫПУСК 2 ВЫПУСК 4