История жизни на Земле, так же как и история самой Земли, начинается с Солнца. Лишь недавно человек сумел овладеть энергией, выделяющейся при взаимодействиях атомных ядер. Если не считать этого, то единственным источником энергии почти для всех форм жизни является Солнце. Любой машине для работы необходим какой-нибудь источник энергии:
Необходима энергия и всем живым существам, они также извлекают ее из окисляемого 'горючего', называемого в этом случае пищей. Пищевые вещества по своей химической природе очень разнообразны, но некое общее представление об их свойствах мы можем получить, рассмотрев обычный пищевой продукт - простой сахар глюкозу (С6 Н12 О6), в молекулу которого входят 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода. Все сахара принадлежат к классу углеводов - химических веществ, названных так потому, что в их молекуле присутствует углерод, а водород с кислородом входят в нее в том же соотношении (2:1), что и в молекулу воды. Глюкоза образуется (с одновременным выделением газообразного кислорода) в реакциях фотосинтеза, протекающих в зеленой клетке, из двух простых веществ - двуокиси углерода и воды. Осуществляются эти реакции благодаря использованию энергии Солнца. Энергия, запасенная в молекулах синтезированной глюкозы, может высвобождаться в процессе дыхания, при котором глюкоза окисляется до двуокиси углерода и воды. Дыхание, таким образом, представляет собой химический процесс, обратный фотосинтезу. Когда зеленое растение растет, оно улавливает и запасает солнечную энергию. Питаясь зелеными растениями или мясом животных, которые едят зеленые растения, человек также зависит от Солнца, хотя и не столь непосредственно. Даже автомобили, работающие на бензине, и тепловые электростанции, в топках которых сжигается каменный уголь, потребляют 'ископаемую' солнечную энергию, т. е. энергию, уловленную в процессе фотосинтеза организмами, жившими миллионы лет назад. Не будь зеленых растений, выполняющих роль преобразователей солнечной энергии, почти вся жизнь на Земле прекратилась бы. Исключение составили бы разве что некоторые бактерии, добывающие необходимую им энергию путем окисления каких-нибудь необычных субстратов, например закиси железа. Однако даже и эти организмы зависят от солнечной энергии при фиксации углерода, который необходим им для построения собственного тела. Впрочем, они в любом случае составляют лишь ничтожную часть всех живых существ, населяющих нашу Землю. Ауксин вырабатывается растущими апикальными зонами стеблей, в том числе молодыми листьями. От апекса ауксин мигрирует в зону растяжения, где он специфически влияет на рост растяжением. При удалении верхушки быстро растущего стебля рост в зоне, расположенной ниже среза, очень быстро замедляется и в течение нескольких часов или дней (в зависимости от типа растения) совсем прекращается. Если удаленную верхушку сразу же вновь поместить на прежнее место, то рост стебля будет продолжаться почти нормально. Это свидетельствует о том, что какой-то стимул, исходящий от верхушки, проходит через рану к растущим клеткам. Если блок желатины или агара, на котором в течение нескольких часов находилась верхушка стебля, перенести на пенек декапитированного стебля, то он частично заменит верхушку в стимулировании роста нижележащих участков. Из этого опыта мы заключаем, что какое-то вещество (ауксин) перемещается из верхушки в блок, а из блока, вниз к основанию. Было установлено, что природный ауксин представляет собой простое соединение - индолил-3-уксусную кислоту (ИУК), синтезирующуюся в растении путем ферментативного превращения аминокислоты триптофана. Ауксин ускоряет рост растений, способствуя растяжению клеток посредством воздействия на компоненты клеточной стенки. Активность ИУК можно продемонстрировать также на кусочках ткани, отделенной от растения. Если отделить растущие части стебля, например гороха, и поместить их на чашки Петри с раствором сахарозы и какой-либо минеральной соли, то рост будет очень медленным. Однако после добавления небольших количеств ИУК рост значительно ускоряется, причем эффект оказывается прямо пропорциональным (в определенных пределах) логарифму концентрации добавленного ауксина. Обычно после превышения оптимальной концентрации рост опять несколько замедляется. Дальнейшее добавление ИУК может в конечном счете привести к полному ингибированию роста. Обработка ауксином интактных стеблей, как правило, не вызывает их дополнительного прироста. Отсюда можно заключить, что стебель в норме насыщен ауксином, производимым его собственной верхушкой. Обработка ауксином корней, напротив, обычно ингибирует их рост. В некоторых же случаях рост корня усиливается при удалении его кончика. Следовательно, мы можем сделать вывод, что корень обычно функционирует в условиях, когда ауксина имеется более, чем достаточно. По сравнению со стеблем стимуляция и ингибирование роста корня вызываются более низкими концентрациями ауксина. В любом случае корни более чувствительны к ауксину, чем стебли. |
