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.
Дарвиновские наблюдения над проростками в 80-х годах прошлого века стали исходными для открытия ауксинов. Борьба с «бешенством» риса привела в 40-х годах нынешнего столетия к открытию гиббереллинов. Усилиями ученых многих стран была раскрыта одна из сокровенных тайн живой природы. В числе других удалось решить и загадку сахалинских гигантов. Но, как метко сказал известный французский физик Луи де Бройль, «каждый успех наших знаний ставит больше проблем, чем решает».
Все выше и выше?…
Владимир Клячко
Акселерация!
Сегодня общеизвестно, что доспехи средневековых рыцарей приходятся впору лишь современным подросткам. Зато не все знают, что во время археологических раскопок на месте Полтавской битвы проводились и антропометрические исследования: измерялись скелеты воинов начала XVIII века. Оказалось, что за прошедшие с тех пор четверть тысячелетия солдаты «выросли» в среднем на 20 сантиметров!
Систематические измерения роста людей начались в 30-х годах прошлого века и продолжаются по сей день. Они неопровержимо доказывают, что земляне становятся все выше, причем этот процесс ускоряется (кстати, сам термин «акселерация» как раз и означает «ускорение»). Средний рост призывников в СССР был в 1961 году на целых 8 сантиметров больше, чем в 1941 году. Другой факт: за 30 лет (с 1926 по 1956 год) москвичи стали выше на 4,5 сантиметра. Значит, «львиная доля» увеличения роста падает на последние десятилетня.
Особенно ускорилось развитие детей и подростков. Новорожденные сегодня в среднем на сантиметр больше, чем 30–40 лет назад. Молочные зубы заменяются у нынешних малышей постоянными на год раньше, чем в начале века. 13–15-летние мальчики 70-х годов на 12–14 сантиметров выше и на 10–12 килограммов тяжелее своих сверстников 20-х годов. Рост работающих подростков в некоторых зарубежных странах за последние 30 лет увеличился на 15–20 сантиметров.
Наблюдающееся ускорение развития приводит к более раннему достижению зрелости. Если в прошлом веке мужчины росли до 26 лет, то перед второй мировой войной этот процесс завершался к 21 году. А нынешние юноши достигают своего «потолка» уже в 18–19 (девушки даже в 16–17) лет! Причем, как это ни удивительно, молодые люди прибалтийского побережья взрослеют раньше своих средиземноморских сверстников, а английские подростки мужают быстрее, чем их одногодки в Индии или Нигерии!