Выяснение химического состава и структурного строения гиббереллина показало, что он представляет собой органическую кислоту (точнее, девять довольно похожих кислот). Наиболее активным оказался гиббереллин А3. Его формула: C12H22O6.
Каков механизм его воздействия?
Шестилетние исследования физиологии и биохимии его показали, что он относится к новому классу растительных гормонов. По своему действию он близок к ауксинам. Факты говорят о взаимодействии гиббереллина с другими метаболитами (участниками обмена веществ в растении) — витаминами, минеральными соединениями и стимуляторами.
Гиббереллин тоже подстегивает рост. Если обработать им верхушечные почки «глухих побегов» чая (боковые ветви, находящиеся в состоянии покоя), они просыпаются и быстро растут. Это позволяет в летнее время получить прибавку урожая зеленого листа в пределах 10–20 процентов.
В объяснениях механизма действия гиббереллина ученые разделились на два лагеря. Одни предполагают, что сам гиббереллин на растение не действует. Он только повышает уровень природных ауксинов, а уже они вызывают ростовые реакции. Иными словами, палочка-погонялочка попадает в руки погонщика, которым в данном случае становится гиббереллин. Ее удар настолько силен, что она заставляет организм «подскочить» в росте.
Поступая в растение, гиббереллин подавляет вещества, разрушающие ауксин. Ауксины благодаря этому накапливаются и выступают в своей обычной роли регуляторов ростовых процессов.
Доказательством против этой теории обычно выдвигаются эксперименты, показывающие, что при подавлении природных ростовых гормонов антиауксином гиббереллин все равно вызывает интенсивное растяжение отрезков стеблей гороха. Поэтому связывать ауксин и гиббереллин в один гормональный комплекс нельзя. Можно лишь предположить, что гиббереллин и ауксин включаются в процесс регулировки такой сложной реакции, как растяжение ткани, и последовательно выключаются из него.
Итак, вопрос о механизме действия гиббереллина оказался спорным уже на самом первом этапе своей разработки. Неясно, участвует ли ауксин в том сложном ростовом эффекте, который вызывается гиббереллином. На этот вопрос попытался экспериментально ответить Н. П. Кеффорд. Он поставил серию опытов с проростками риса. Рис как объект был выбран не случайно. Дело в том, что проростки риса содержат ауксиноксидазу. Ауксиноксидаза — фермент, регулирующий уровень ауксина в тканях.
Если активировать этот фермент, ауксины будут разрушаться и рост проростков замедлится. Если подавить активность этого фермента, то уровень ауксинов, наоборот, возрастет и рост проростков усилится. Таким образом, искусственно меняя уровень ауксинов в тканях и вводя затем гиббереллин, можно проследить действие последнего на различном ауксиновом фоне. Погружая проростки риса в воду и тем самым затрудняя доступ кислорода, Кеффорд подавлял деятельность ауксиноксидазы. Ауксин накоплялся, вызывал вытягивание проростков, а введенный в воду гиббереллин в значительной мере усиливал этот процесс. Если же антиауксин — парахлорфеноксимасляная кислота — подавлял ауксины в проростках, гиббереллин все-таки усиливал рост, но это усиление было очень незначительно.
Кеффорд делает следующий вывод из своих экспериментов: путь действия гиббереллина лежит через ауксиново-ингибиторный обмен. Эта серия опытов поддерживает ауксиновый путь действия гиббереллина.
И все же механизм действия гиббереллина на растение еще далеко не раскрыт. Каким образом он так энергично вытягивает ткани?
Конопля, обработанная этим препаратом, достигает шести метров, капуста — пяти. Листья салата под влиянием одной гаммы препарата (0,01 грамма) вытягивается до 30 сантиметров в длину. Сельдерей достигает толщины человеческой руки. Всходы дуба поднимаются за год после обработки А3 на 80 сантиметров вместо обычных 10.
Ауксины такого интенсивного воздействия на ткани не оказывали.
Каким образом это осуществляет гиббереллин, пока еще загадка. Загадка, которую экспериментаторы постараются разрешить.
Мы уже упоминали о происхождении гиббереллина. Он порожден микроорганизмами, обитающими в почве. Микробы-активаторы широко распространены в природе. Они есть среди бактерий и актиномицетов, грибов и дрожжей.
Им посвящается наш следующий рассказ.
Карлики кормят гигантов
Багамские острова — архипелаг из 29 больших коралловых островов и около 3 тысяч рифов и скал в Вест-Индии. Общая площадь 11 410 квадратных километров. Население 80 тысяч жителей. Почвы очень плодородны; ценные породы деревьев — красное, желтое, железное…