Влияние гормонов на биологические процессы кактусов
Концентрация ферментов в клетке не находится на постоянном уровне — она прежде всего зависит от веществ, с которыми ферменты вступают в реакции. Вещество, на которое воздействует фермент, именуется субстратом. Соотношение ферментов в фермент-субстратном комплексе изменяется во времени.
Что же ускоряет синтез ферментов при поступлении в клетку веществ-субтстратов и что тормозит его, инактивирует или разрушает ферменты при завершении обменных реакций? Ответ напрашивается сам собой: в клетке должны вырабатываться вещества — регуляторы синтеза ферментов. Это могут быть сложные вещества, даже белки, либо вещества небелковой природы, действующие аналогично ферментам, но из-за небольшой молекулярной массы способные легко проникать в клетку и выводиться из нее или инактивироваться, когда потребность в них снижается.
Вещества-регуляторы по механизму воздействия на биологические реакции и процессы делятся на две большие группы.
1. Фитогормоны, синтезируемые растениями и транспортируемые из мест синтеза на довольно значительные расстояния в клетки и ткани, где они влияют на процессы роста.
2. Негормональные вещества, стимулирующие или угнетающие рост, поглощаемые извне или синтезируемые в клетках, но не транспортируемые.
В настоящее время изучено 8 групп фитогормонов, стимулирующих ростовые процессы (ауксины, кинетины, гиббереллины, фузикокцин и брассиностероиды) и тормозящих их (абсцизовая кислота, этилен и фенольные ингибиторы). Некоторые физиологи считают, что у высших цветковых растений во время цветения вырабатывается также гормон флориген; другие предполагают, что в цветении участвуют уже хорошо изученные гормоны.
В 1928 году в биологических тестах из верхушек проростков злаков Ф. Вент извлек вещество, стимулирующее рост клеток. Задолго до этого на вероятность его существования указывали наблюдения Ч. Дарвина и других авторов, в особенности H. Холодного. Несколько позже Кегль выделил из нескольких сот литров мочи 250 мг чистого кристаллического стимулятора роста и назвал его ауксином. Затем из солода и кукурузного масла была выделена ауксиновая кислота, а из культуры плесневых грибов и других микроорганизмов — гетероауксин, обладающий лишь половинной активностью ауксина. Таким образом, была открыта и постоянно пополняется линия гормонов ауксинвого действия.
Ауксины синтезируются в апикальной меристематической ткани — в верхушке стебля и корня — и оттуда разносятся по всему растению. Движение этих гормонов всегда протекает по теневой стороне стебля, поэтому концентрация ауксинов там выше, чем на освещенной стороне, а так как ауксины стимулируют растяжение и деление клеток, ткани на теневой части стебля растягиваются.
Наиболее доступным гормоном ауксинового ряда является уже упомянутый гетероауксин или индолилуксусная кислота (ИУК). В чистом виде ИУК представляет собой белое кристаллическое вещество, розовеющее на свету. ИУК менее эффективна, чем ауксин, но в клетках ее содержится гораздо больше. Для успешного синтеза ИУК растительная клетка должна получить необходимое количество кислорода,света и благоприятную температуру. Избыточное количество ультрафиолетовых лучей снижает концентрацию ИУК.
Функции ИУК разнообразны и основаны на способности этого гормона стимулировать деление клеток и активизировать процессы поглощения воды.