Карлики рождают гигантов
Шрифт:
Из ворот института выехал грузовик. В кабине рядом с шофером мелькнуло знакомое лицо.
— Шукур Ибрагимов!
Он по-прежнему работает в Институте генетики и физиологии растений и по-прежнему не забывает дорогу в Институт ядерной физики.
— Смотрите, — похвастался он, показывая на кузов машины, доверху нагруженный полными мешками, — это семена хлопчатника, облученные на гамма-установке, — заказ хозяйств Ак-Курганского района.
Семь лет доказали, что предпосевное обручение гамма-лучами в определенных дозах не только не вредно для семян хлопчатника, но оказывает на них благотворное влияние. Хлопок созревает на 2–3 дня раньше срока, урожай увеличивается в среднем
Вот как выросла маленькая горсточка первых облученных семян! С опытного участка семена разбежались по колхозным полям, пересекли границы республики и поселились в Таджикистане и Киргизии, стали своими на Федченской, Бухарской, Самаркандской опытных станциях.
Ибрагимовы продолжают ставить новые эксперименты. Уже шестое поколение хлопчатника, выросшее из семян, обработанных гамма-лучами, заняло место на их опытном участке. Пятое поколение дает куст, облученный в той стадии, когда на растении завязываются бутоны. В прошедшие годы опытный куст дал удивительно крупные коробочки. Обычно их вес бывает 6–7 граммов, на этом же кусте коробочки весят все 10 граммов!
В лаборатории технологии хлопка досконально проверили качество волокна, полученного из облученного растения. И что же? Сеяли сорт хлопчатника, который должен был дать грубое волокно, а оно оказалось высшего качества — мягким и крепким.
Черенок атомной физики прочно привился на хлопковых полях.
Один из самых загадочных механизмов жизни — «включение» зародыша.
Семена прорастают по команде солнечных лучей, от химического и теплового толчка, под «давлением» солнечного света и других причин. Удивительна четкость, с которой действует механизм «включения» жизни в природе. Но давайте сначала удивимся и противоположному явлению. А почему семена спят всю зиму? Почему они всходят только в определенный, почти всегда в самый подходящий момент?
Это происходит, конечно, не по божественному предопределению. Просто в семени или плоде находится что-то препятствующее прорастанию. Вещества, тормозящие всхожесть, нами уже упоминались в предыдущей главе; носят они название ингибиторов. Значит, если мы пожелаем вызвать всхожесть, то нам придется заняться удалением ингибитора. Известно много подобных случаев.
Семена томатов не прорастают внутри плода. Если плод удалить — семена прорастают. Значит, всхожесть стимулируется удалением неблагоприятной для семян среды. Такое явление очень распространено в природе. Многие плоды тормозят всхожесть зародышей, находящихся внутри их. Семена растений пустынь прорастают только при условии, если выпадет обильный дождь. Очевидно, он смывает с них ингибиторов.
Стимулировать всхожесть могут многие весьма различные химикалии — тиомочевина, нитрат калия, кинетин и гибберелловая кислота. Так, тиомочевина действует в концентрации 0,1 процента, а кинетин и гибберелловая кислота — в концентрациях от 0,0001 до 0,1 процента. Эти стимулирующие вещества имеют мало друг с другом общего. Гибберелловая кислота представляет собой весьма сложную органическую молекулу, участвующую в очень многих физиологических процессах, происходящих в растениях. Тиомочевина имеет совсем простую структуру, и оказывает гораздо более ограниченное действие. Что особенно любопытно, вещество-стимулятор
Самое малое изменение — молекулы тиомочевины превращает ее из стимулятора в ингибитор.
Возьмем другой способ «включения» всхожести — пучком дейтронов (ядер атомов изотопа водорода-2).
Здесь все зависит от дозы. Если энергии дейтронов хватает только для проникновения в наружные слои семян, лучи стимулируют всхожесть. Тогда скорость «включения» и скорость прорастания зависят от силы толчка, то есть от дозы. Если дейтроны обладают более высокой энергией и проникают глубже, они тормозят рост корня, расположенного близ центра семени. Пучки дейтронов, обладающих еще более высокой энергией, убивают семена.
Еще пример. Семена салата-латука находятся в состоянии покоя, только если они хранятся в темноте. Но включите в хранилище на полминуты 60-ваттную электрическую лампу, и вы произведете действие, равноценное включению зажигания у автомобиля. «Мотор» жизни «заведется», и зародыш двинется в путь. Скорость его будет зависеть не только от внутренних запасов горючего, но и от многих внешних причин.
В природе тоже действуют свои «правила уличного движения». Светофор представлен всеми цветами радуги. Красный свет — это значит путь открыт. Именно красный свет с длиной волны 6700 ангстрем стимулирует прорастание. Но свет с волнами другой длины, а значит и другого цвета, приостанавливает прорастание. Включен синий свет — происходит то, что делает автомобилист при виде желтого цвета, — начинается торможение прорастания. Но вот на пути зажегся инфракрасный свет (7300 ангстрем). Стоп! Включить тормоза!
Можно обработать семена салата-латука попеременно красным или инфракрасным светом с небольшими промежутками или без промежутков между освещениями. Оказывается, что во всех случаях цвет последнего освещения решает вопрос о том, произойдет ли прорастание или нет. Как видно, имеет место некая светочувствительная реакция. Красный свет превращает ингибитор — вещество А — в стимулятор — вещество Б. А инфракрасный свет превращает его снова в вещество А — ингибитор.
Несмотря на то, что проведена большая исследовательская работа, достигнуто лишь немногое в определении химической идентичности веществ А и Б.
Что же происходит при стимулировании всхожести? Возникает оно от какого-либо простого химического изменения под действием квантов света или от проникновения химиката в семя? Или же это физическое изменение, например стирание оболочки семени под действием химикалия?
Кратковременное прогревание также часто, между прочим, стимулирует всхожесть. Есть подозрение, что вследствие повышения температуры просто-напросто разрушается некий внутренний химический барьер; а возможно, это гораздо более сложный процесс, вызывающий ферментную реакцию, которая в известной мере изменяется под химическим воздействием.
Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо узнать, все ли виды стимулирования всхожести действуют одинаково или же каждый из них функционирует с помощью уникального механизма. А это, в свою очередь, ставит другой вопрос: является ли сама по себе всхожесть результатом какой-то одной перемены в ходе событий или же результатом целого ряда перемен.
Были поставлены опыты, когда на семена воздействовали сразу включателем и тормозом — стимулятором и ингибитором. Статистическая обработка данных исследований привела к любопытным выводам.