Экологическая физиология растений

 

В 50‑х годах в СССР складывается новый – физиологический – подход к изучению устойчивости растений и возникает новое направление исследований – экологическая физиология растений. Основополагающее значение для ее создания имели труды Н.А. Максимова[51] (1913, 1926, 1952; Ленинская премия, 1930), подходившего к изучению явлений устойчивости растений с физиологических позиций. Такой подход позволил исследовать устойчивость не только на организменном и микроскопическом, но в последнее время также и на субмикроскопическом и даже молекулярном уровнях. Он дал, кроме того, возможность установить связь устойчивости с такими общебиологическими явлениями, как анабиоз, передача энергии при засухе, адаптационный процесс, идущий под влиянием окружающих условий, и т. д.

 

 

Николай Александрович Максимов. 1880–1952.

 

 

Одни исследователи (Д.Н. Насонов, В.Я. Александров, 1940) полагают, что адаптационный процесс имеет неспецифический характер, другие (П.А. Генкель, 1960, 1967) стоят на точке зрения его специфичности. Согласно последней точке зрения, влияние неблагоприятных условий (холода, мороза, засухи, засоления) вызывает у растений комплекс ответных защитно‑приспособительных реакций, одна часть которых носит общий неспецифический характер, а другая вполне специфична. В то же время, сравнение различных видов устойчивости позволило в некоторых случаях установить наличие между ними определенной связи, которая получила название сопряженной устойчивости (П.А. Генкель, С.В. Кушниренко, 1966).

Что касается вопроса об адаптации к отдельным неблагоприятным факторам, то наиболее обоснованными можно считать представления О. Штокера и X. Росса (1956, 1967) о фазах реакции и реституции (восстановления), наблюдающихся у растения в ответ на засуху. Различение этих фаз, в которых находится растение, по мнению Штокера, очень важно для оценки его состояния.

 

 

* * *

 

На современном этапе развития физиологии растений отчетливо проявились две основные тенденции, характерные для всей биологии последних трех десятилетий, – ведение исследований в направлениях редукционизма и интегратизма. При этом следует заметить, что первое из них – изучение процессов, жизнедеятельности растений на молекулярном уровне – по объему работ несколько уступает второму направлению – интеграционным исследованиям взаимодействия процессов в растениях на разных уровнях познания (от молекулярного до организменного). Это объясняется спецификой фитофизиологии, в центре внимания которой стоит растительный организм как целое, в отличие от биохимии растений, где преобладают работы первого направления. Пока нет оснований предполагать, что существующее соотношение двух названных направлений в фитофизиологических исследованиях в дальнейшем изменится. Несомненно, однако, что со временем гораздо шире развернется изучение взаимосвязей между отдельными растениями, составляющими фитоценоз и, в частности, агроценоз как наиболее просто устроенную экосистему.

Фитофизиологи всегда помнили заветную мечту К.А. Тимирязева «подчинить окружающую природу разумной воле человека», являющуюся по существу целью всех биологических исследований. Теоретические работы по физиологии растений немало дали практике народного хозяйства и прежде всего сельскому хозяйству. В настоящее время физиологи и биохимики растений уделяют гораздо больше внимания разработке фундаментальных проблем науки. Это позволяет решать вопросы практики растениеводства на более высоком уровне.

 

 

Глава 6

Биологическая химия

 

Формирование биологической химии как самостоятельной дисциплины в системе биологических наук было длительным и сложным процессом. Современная биологическая химия сформировалась на рубеже XIX и XX вв. Основными факторами ее формирования было развитие химии важнейших природных соединений – жиров, углеводов и особенно белков, первые успехи энзимологии, разработка основных положений о многоступенчатости обмена веществ и роли ферментов в этих процессах. Главной целью биологической химии стало изучение методами химии не суммарных процессов обмена веществ, а превращений в организме каждого отдельного соединения и разработка представлений о всех деталях обменных процессов в их совокупности.

В первой половине XX в. были сделаны кардинальные открытия, позволившие построить общую схему обмена веществ, установить природу ферментов и исследовать их важнейшие свойства, значительно расширить знания о других биологически активных соединениях. В 40‑50‑е годы быстрыми шагами пошло развитие и усовершенствование биохимических методов исследования. В настоящее время биохимия определяется как «наука, изучающая состав организмов, структуру, свойства и локализацию обнаруживаемых в них соединений, пути и закономерности их образования, последовательность и механизм превращений, а также их биологическую и физиологическую роль»[52].

Биохимические исследования охватывают очень широкий круг проблем: по существу сейчас нет ни одной отрасли теоретической или прикладной биологии и медицины, которая не была бы теснейшим образом связана с биохимией.