Поиски «волшебного
вещества», или биотесты фитогормонов (часть 2)
Единственный метод, позволяющий отделить фитогормоны от примесей, - это
метод хроматографии, который часто применяют физиологи в исследованиях.
Своим рождением метод хроматографии обязан замечательному русскому
биологу М. С. Цвету. Ученый глубоко интересовался проблемами физиологии
растений и, работая в трудных условиях, смог сочетать преподавание с
лабораторными исследованиями по расшифровке зеленых пигментов листьев.
Эти опыты, которые М. С. Цвет проводил в 1903 году, заключались в
следующем: в стеклянную трубку с порошком мела заливался зеленый
раствор пигментов при непрерывном добавлении бензола. Пигменты
адсорбировались крупинками мела, растворялись, опускались ниже и
разделялись, образуя шесть разноцветных колец: верхнее желтое, затем
оливково-зеленое, темно-зеленое и три желтых. Затем мел из трубки
извлекали и разрезали его на цилиндрики, в каждом из которых
оказывалось свое цветное кольцо с индивидуальным веществом. Каждое
кольцо можно было в отдельности легко извлечь и исследовать.
М. С. Цвет назвал полученную при разделении веществ разноцветную
картину хроматограммой. Спустя десятилетия, в 30-е годы, наряду с
широким применением хроматографии Цвета стали возникать новые варианты
метода. К ним относятся ионообменная, тонкослойная и бумажная
хроматография. Последняя оказалась очень удобной и доступной
исследователям, изучающим химический состав
растений.
После 50-х годов наступил "золотой век" хроматографии, появились
сложные автоматические приборы газовые и газожидкостные хроматографы.
Теперь исследователь берет пробу, содержащую смесь соединений, микро
шприцом, подходит к хроматографу, вводит мельчайшую дозу в трубку,
называемую хроматографической колонкой, и нажимает кнопку секундомера.
Спустя некоторое время перо стоящего рядом прибора-самописца вместо
ровной прямой начнет вычерчивать кривую из многих пиков. На вершине
каждого из них исследователю надо лишь отметить время. Когда все
вещество пройдет через колонку, хроматографическую кривую
расшифровывают: по времени, обозначенному на вершине пика, узнают,
какое вещество в данный момент выходило из колонки, а по величине пика
определяют его количество.
Так сегодня в оснащенных новейшими приборами лабораториях находят все
известные фитогормоны в растениях и определяют их химическую природу.
Незаменимы газовые и газожидкостные хроматографы для точного
количественного определения ауксинов, гиббереллинов,
абсцизовой
кислоты. Для выяснения сложных путей превращения фитогормонов в
растении применяют газожидкостную хроматографию вместе с радиоизотопным
анализом.
Но эти методы наряду с бесспорными достоинствами имеют и недостатки.
Для количественной оценки фитогормонов нужна их высококачественная
многократная очистка от примесей. А все имеющиеся способы очистки
приводят к потерям и без того мизерного количества фитогормона. Широкое
распространение газожидкостной хроматографии, масс-спектроскопии и
ядерно-магнитного резонанса в обычных биологических лабораториях, н
сожалению, ограничено из-за их сложности и дороговизны. Пока еще
редкость и многие химические реактивы особой чистоты, столь необходимые
для этих анализов.
Но точные знания о местах синтеза фитогормонов, путях их перемещения
необходимы - они приблизят нас к разгадке механизма
действия
фитогормонов. Автор известной книги "Рост и развитие
растений"
американский физиолог растений профессор А. Леопольд остроумно
подметил, "что любое научное исследование - это извлечение
несовершенных выводов из несовершенных опытов, и, стало быть, по самой
своей природе научный метод не может не порождать разногласий".
Каждый ученый знает - основой всяких обобщений в науке является
эксперимент. Большинство теорий, гипотез и обобщений разработано на
основе экспериментов, благодаря методам, которыми обладает наука. И
современная физиология растений располагает арсеналом таких методов,
пришедших из биохимии и молекулярной биологии. С помощью сложнейших
приборов и физико-химических анализов можно глубже заглянуть внутрь
отдельной живой клетки растения, более точно количественно и
качественно определить фитогормоны - основные регуляторы роста и
развития. Но, познавая жизнь конкретной клетки, важно видеть связь
между известными фактами и ростом всего растения.
Именно поэтому биотесты, с рассказа о которых началась эта глава,
позволяют наиболее полно с физиологической точки зрения
охарактеризовать найденный гормон. И хотя современные физико-химические
методы помогают быстрее и точнее искать фитогормоны, последнее слово,
тем не менее, пока за биотестами.
