ЗНАК ВОПРОСА 1994 № 04

«Защитные средства растений образуют как бы три линии обороны, — рассказывает, доктор сельскохозяйственных наук Л. В. Метлицкий, сотрудник Института биохимии имени А. Н. Баха. — Первая линия — это препятствия, стоящие на пути проникновения паразита в растение. Например, скорость внедрения возбудителя болезни в растительную ткань зависит от формы и размера устьиц. Во второй линии обороны сосредоточены вещества, губительные для попавшего туда врага; они заранее заготовлены в нетронутых инфекцией тканях. Например, такую роль играет кофейная кислота, обладающая заметными антибиотическими свойствами. Кроме того, под действием ферментов она окисляется, в результате чего возникают хиноны — соединения, имеющие еще более сильные антибиотические свойства, чем сама кислота. И наконец, третья линия обороны — защитные вещества, которые образуются лишь при появлении паразитов. К ним, в частности, относятся фитоалексины…»

Термин этот, кстати, предложил немецкий фитоиммунолог К. Мюллер. А происходит он от греческих слов «финон» — растение и «алекс» — отражение атаки. О том, что растение должно иметь какие-то защитные средства против паразитов, предполагал еще в начале нашего века Н. И. Вавилов, основоположник учения о фитоиммунитете.

Так вот, тот же картофель, томаты и другие представители семейства пасленовых, кроме оружия, так сказать, физического, способны применять против вредителей и оружие химическое, а также биологическое. В ответ, например, на заражение грибком растения тотчас образуют два фитоалексина из класса терпеноидов: ришетин и любимин. Первый был открыт японскими исследователями и назван по сорту картофеля Ришери, в котором это соединение впервые обнаружили. Ну а второй — любимин — был впервые найден отечественными исследователями из лаборатории Метлицкого в клубнях сорта Любимец. Отсюда, понятно, и название.

Тот или иной фитоалексин может образовываться для защиты от самых разных паразитов. И если его концентрация достаточно велика, то незванные пришельцы погибнут без всякого вмешательства человека. Ведь фитоалексины действуют не в одиночку — их образование сопровождается изменением общего обмена веществ в растительной клетке. Например, известно, что возбудитель картофельной болезни фитофторы нуждается в холестерине. Сам паразит синтезировать это вещество не может, черпает его в готовом виде из картофеля. Но как только в клубнях начинают образовываться фитоалексины, синтез холестерина тут же прекращается, паразит вынужден сесть на голодную диету. Уже само по себе это его ослабляет, а тут еще его принимается добивать фитоалексин. И болезнь капитулирует.

Конечно, при этом возникает резонный вопрос: если у растений есть естественные механизмы защиты, то почему тогда работники сельского хозяйства вынуждены применять гербициды и прочие ядохимикаты не только против сорняков, но и против разных паразитов?

Оказывается, защитный механизм срабатывает не всегда. Чтобы запустить процесс образования фитоалексинов, растению нужен внешний толчок. Таким толчком может послужить обработка картофельной плантации микродозами меди — основного на сегодня средства против фитофторы. Но еще лучше, если растения по необходимости сами будут запускать свои защитные механизмы.

Принципиальная возможность для этого имеется. Во многих случаях паразит, попавший в растительную клетку, начинает выделять высокомолекулярные соединения — полипептиды, белки, гликопротеиды. И появление этих соединений может служить своеобразным сигналом: «К обороне будь готов!». Однако и паразиты не лыком шиты. В ходе длительной эволюции они научились маскироваться так, что во многих случаях защита не может распознать вторжения вовремя. А потом уж бывает поздно: с расплодившейся армией паразитов справиться самостоятельно уже не хватает сил.

Поэтому в настоящее время ученые ведут поиски, стараются создать такие микродатчики, которые бы срабатывали столь же оперативно, как срабатывают волоски на листе венериной мухоловки. Конечно, в данном случае дело в значительной степени осложняется тем обстоятельством, что исследования приходится вести на генетически-молекулярном уровне. Но на дворе все-таки конец XX века, исследователи уже могут оперировать и с отдельными атомами. Так что есть реальная надежда: в начале следующего столетия труженики сельского хозяйства забудут о ядохимикатах и вредителях примерно так же, как в начале нашего века постепенно стали забывать легенды о растениях-людоедах.

И У ТРАВЫ ЕСТЬ НЕРВЫ?

Работает гидравлика. Итак, мы с вами разобрались, что приверженцев животной пищи в растительном мире достаточно много — несколько десятков, а то и сотен видов. Ну а каков механизм, приводящий в действие их ловушки? Как вообще растения могут двигаться, поднимая и опуская листья как гелиотроп, поворачивая соцветья вслед за светилом подобно подсолнуху, или неустанно разбрасывая во все стороны свои ползучие побеги подобно ежевике или хмелю.