Была высказана еще одна точка зрения. Возможно, решающую роль играет резкий переход от жаркого дня к холодной ночи. Не этот ли процесс превращает растения в своеобразные аккумуляторы: запасы жизненных сил, накопленные за день, так и не расходуются ночью?
Определяющими могут оказаться, наконец, неизученные биологические факторы. Вспомнить хотя бы о стимуляторе гиббереллине. Японские крестьяне заметили, что по какой-то непонятной причине некоторые кисточки риса начинают стремительно расти.
Необычным поведением риса заинтересовались ученые. Они установили, что стимулятором явилась своеобразная грибковая плесень, паразитировавшая на побегах. Вещество, которое выделяла эта плесень, со временем получили в чистом виде и назвали гиббереллином.
Разгадку пытаются найти сегодня на плантациях Сахалинского комплексного научно-исследовательского института. Нас поражают здесь листья лопуха, способные конкурировать по размерам с зонтами. Стебли трав напоминают стволы молодых деревьев.
На делянке великанский чеснок. Он дает урожай в 347 центнеров с гектара. И что интересно — выращивание чеснока уже перешло на производственную основу. Почти столько же чеснока собирают на плантациях совхоза «Комсомольск». Еще значительнее успехи совхоза «Анивский». На его полях уже много лет собирают необыкновенный урожай капусты — более чем по 1000 центнеров с гектара. На стендах Всесоюзной выставки достижений народного хозяйства можно было видеть кочаны сахалинской капусты весом до 30 килограммов. На опытных участках института сбор 2 тысяч центнеров капусты с гектара уже не редкость.
Многим растениям Сахалина принадлежат всесоюзные и мировые рекорды плодородия. Сотрудники институтской лаборатории физиологии растений уверенно ищут секреты интереснейшего явления. Сотни опытов. Тысячи анализов. Догадки. Крушение надежд — и новые смелые гипотезы. Придет час, и, может быть, здесь родится стройная теория, которая позволит ответить на такие вопросы: как управлять гигантизмом полезных для человека культур? Как выращивать богатейшие урожаи и в других областях страны?
Когда мировая наука всерьез обратила внимание на гигантизм обычных растений, неожиданно выяснилось, что Сахалин не единственное место на Земле, где так неистовствует флора. Конкурент был найден в далекой Африке, в центральной ее части, в Уганде. Там, на высоте 3–4 тысяч метров над уровнем моря, на альпийских лугах горного массива Рувензори (что в переводе означает «Лунные горы»), были найдены собратья сахалинских колоссов. Привычный повсюду кретовник вырос до 6 метров. Вереск вытянулся в условиях Лунных гор до 15 метров. Цветы лобелия, такие же, как на клумбах наших садов, достигают трех с половиной метров высоты.
Ну разве земные загадки не менее привлекательны, чем космические?!
Тайна раскрыта, поиск продолжается
Михаил Чайлахян, академик
Рост млекопитающих определяется деятельностью одной из желез внутренней секреции — гипофизом. Если он вырабатывает слишком мало гормона, вырастет животное карликовых размеров, если чересчур много — гигантских. Мы не случайно начали с этой, теперь уже прописной, истины. Ведь вполне естественно предположить, что и растения снабжены подобным регулирующим механизмом. Еще Чарлз Дарвин догадывался, что есть свои гормоны роста и у растений. Но выделить стимуляторы в чистом виде долгое время не удавалось. Только в 1931 году были получены первые растительные гормоны — ауксины. Оказалось, они влияли в основном на развитие корневой системы. Лишь через несколько лет удалось выделить вещества, управляющие ростом стеблей, листьев и плодов. Речь идет о гиббередлинах, о которых упоминается в предыдущей статье.
Рисоводам Японии и других стран Дальнего Востока издавна известна болезнь, поражавшая подчас целые плантации. Стебли риса, который окрестили «бешеным», неестественно вытягивались, а колосья хирели. В особо тяжелых случаях растения погибали целиком. Эпидемия баканаэ — «болезни дурных побегов» — губила порой половину урожая. Для стран, где рис основная пища большинства населения, баканаэ оборачивалась подлинным бедствием.
Причина болезни установлена давно. «Бешенство» риса вызывал особый грибок, проникавший в растения из почвы. Потребовалось немало времени на то, чтобы разгадать загадку этого грибка — «Гибберелла фуджикурои». После того как в 1926 году было доказано, что безудержный рост побегов — результат воздействия не самого грибка, а вещества, выделяемого им, до того дня, когда японские ученые сумели получить это вещество, прошло целых 12 лет. Поиск увенчался успехом — в 1938 году добыты первые порции гиббереллина.
Опыты с новым стимулятором дали поразительные результаты. Гиббереллин обладает высокой, физиологической активностью: раствор, в котором содержится всего одна миллионная доля необычного вещества, оказывает существенное влияние на рост растений. Большие дозы губительны, а малые — благотворны. И не случайно: гиббереллин не является для растений чем-то чужеродным. Это гормон, вырабатывающийся в них самих, регулирующий рост их наземных частей.
Без гиббереллинов, как и без ауксинов, нет и не может быть роста. Получено уже несколько десятков растительных гормонов. Львиная доля их — около 25 — приходится на различные гиббереллины. Что же происходит с растениями под действием стимуляторов? Установлено, что гиббереллины резко усиливают обмен веществ и тем самым повышают способность растений усваивать минеральную пищу из почвы и углерод из воздуха. Понятно, когда у растений «разыгрывается аппетит», ускоряется рост и деление клеток.
Открытие и исследование растительных гормонов роста позволили проникнуть в тайну сахалинских гигантов. Весь комплекс природных условий на острове: свойства почвы, продолжительность дня, интенсивность и состав дневного света, влажность воздуха и т. д. — способствует тому, что в самих растениях образуется повышенное количество гиббереллинов и ауксинов. Они и подхлестывают сахалинскую флору.
Но ни одно из условий комплекса, взятое в отдельности, не способно вызывать гигантизм. К тому же он не наследуется. Вот почему раньше не удавалось вырастить в других местностях великанские растения из семян, привезенных с далекого острова. Но теперь управление ростом полезных культур становится делом осуществимым и перспективным. Далеко от «заколдованного» Сахалина, в подмосковных оранжереях, удалось вырастить шестиметровый табак и коноплю высотой в 5 метров. Проводились опыты и с виноградом. Урожай кишмишных (бессемянных) сортов увеличивался в 2–3 раза, а вес гроздьев у сортов Желтый и Розовый возрастал примерно вчетверо. Необычно большие ягоды сочны и ароматны. Секрет — в применении гиббереллина. Подмечено, что наибольший эффект обработка этим гормоном дает на тех культурах, которые возделываются главным образом ради стеблей, молодых побегов, листьев и сочных плодов.
Гиббереллины способны прерывать период покоя почек и ускорять прорастание семян. Свежеубранный картофель не прорастает, но после соответствующей обработки это происходит очень быстро. В южных районах страны можно теперь получать по два урожая картофеля в год. Перспектива заманчивая. Тем более что расход стимулятора невелик: например, на один гектар виноградника всего 20 граммов.
Производство гиббереллинов уже налажено во многих странах. Его, как и антибиотики, получают не химическим, а биологическим путем — с помощью определенных видов плесневых грибков. Гормоны выдержали серьезные испытания не только в лабораториях, но и на полях. Подсчеты показывают, что гиббереллины могут минимум вдвое повысить сборы кишмишного винограда в Средней Азии. У нового способа повышения урожайности большое будущее.
Но в отличие от уэллсовской «пищи богов», которая делала гигантами животных и растения при любых внешних условиях, ауксины и гиббереллины способны творить чудеса только в умелых руках. После обработки гормонами растения требуют усиленного питания. Нужны органические и минеральные удобрения, вода, уничтожение сорняков. «Голодающие» растения становятся уродами. Итак, тайна растительных гормонов разгадана. «Пища богов» может быть приготовлена по точным рецептам ученых. Но перед ними новая задача — понять внутриклеточный механизм действия стимуляторов.
Что происходит в клетках под влиянием ауксинов и гиббереллинов? Какие биохимические процессы? Каково взаимодействие гормонов роста с генетическим аппаратом?
В зародышевой клетке записана подробная программа роста и развития будущего организма — будь то растение или животное. Человек, например, растет обычно лет до 18–22. Затем гипофиз перестает выделять гормоны роста. Почему?
Также неясно, что и как командует растению уменьшать или увеличивать выработку гиббереллинов и ауксинов.
