Растения — индикаторы - Владимир Николаевич Меженский
Редкие растения являются индикаторами необычных местообитаний. Они могут указывать на центры биоразнообразия или убежища, где вид пережил последний ледниковый период. Составлены списки растений, называемые Красными книгами, которые подлежат охране. Многие из них являются эндемиками, то есть встречаются только в определённом географическом районе.
Охрана растений является одним из важнейших требований при построении общества устойчивого развития. Считается, что в настоящее время на Земле еженедельно исчезает один вид растений, а ведь его гибель ведёт к уничтожению примерно ещё 30 видов мелких животных, связанных с ним в процессе питания. По оценке учёных, почти миллиону видов живых организмов угрожает вымирание непосредственно из-за человеческой деятельности и климатических изменений, связанных с нею. Прогнозируется, что к середине нынешнего столетия до четверти всех животных и растений может исчезнуть с лица Земли. Такие прогнозы действительно ужасают, ведь человеком используется всего несколько тысяч видов растений. О многих видах и их полезных свойствах человеку зачастую ещё даже не известно, не говоря уже о том, что от состояния растительности зависит благополучие не только человечества, но и само существование жизни на планете.
Принято дарить друг другу цветы, выражая свою любовь и признательность. Но, если вам весной предлагают купить цветы, собранные браконьерским способом, задумайтесь о том, следует ли становиться соучастником преступного отношения к природе.
Растения-индикаторы в борьбе с вирусами
Все живые существа на Земле — бактерии, грибы, растения, животные и человек — связаны между собой родственными связями. Расшифровка генома человека, всех его генов показала, что на планете мы все «братья». Существуют также неклеточные формы жизни — вирусы, которые являются внутриклеточными паразитами, поражающими как животных, так и растения. Возможно, они являются ставшей самостоятельной частью клеточного генома и с эволюционной точки зрения обеспечивают обмен информацией на генном уровне. Однако для индивидуума попадание вируса в его организм приводит к большим неприятностям и даже летальному исходу.
В прошлом столетии было выяснено, что многие заболевания сельскохозяйственных культур вызываются вирусами. Эпифитотии (растительный аналог эпидемий у человека) способны нанести значительный урон овощеводству и плодоводству. Быстрое распространение вирусных болезней нередко приводило к необходимости уничтожения тысяч и даже миллионов плодоносящих деревьев. Подобная вредоносность вирусных заболеваний и наносимый ими экономический ущерб требовали уделить возникшей проблеме самое серьёзное внимание. Стремительный прогресс вирусологии и молекулярной биологии определили быстрые успехи в изучении вирусов и нахождении методов борьбы с ними.
На начальных этапах изучения вирусных заболеваний из-за отсутствия надёжных методов идентификации одни и те же вирусы нередко многократно описывали как различные. Это было связано с тем, что внешние симптомы вирусных заболеваний крайне изменчивы и модифицируются в зависимости от вирулентности штамма (вирулентность штамма — совокупность особенностей микроорганизмов, которая определяет характер и силу их болезнетворного действия), восприимчивости поражаемых культур, стадии развития болезни и даже от погодно-климатических условий. Поэтому открытие растений-индикаторов явилось важным прорывом в разрешении задач борьбы с вирусными заболеваниями.
В середине XX столетия удалось перенести один из вирусов, вызывавших заболевание вишни, на огурцы. Это позволило приступить к выделению вирусов из плодовых растений, очистке их и глубокому изучению. Проблема состояла в том, что у плодовых культур процесс выделения вирусов из поражённых тканей весьма затруднён. Окислительные ферменты в соке плодовых растений обладают высокой активностью, в результате чего вирусы образуют с веществами, содержащимися в клетках, нерастворимые комплексы. Вирусы либо выпадают в осадок и теряются на первых этапах очистки, либо вообще теряют активность. Сок плодовых культур отличается высокой кислотностью и вязкостью, что также препятствует выделению вирусов. Кроме этого, ничтожное содержание вирусов в тканях плодовых культур и нахождение в одном растении нескольких разных вирусов одновременно осложняет их выделение и идентификацию.
Преодолеть эти проблемы позволил перенос вирусов плодовых культур на травянистые индикаторы. Из заражённых травянистых растений выделить и очистить вирусы плодовых культур оказалось намного проще. Это позволило выделить и идентифицировать многие вирусы, поражающие плодовые культуры.
Вегетативный способ размножения плодовых культур, применяемый человеком, — окулировка глазками и прививка черенками, взятие отводков — привёл к массовому распространению вирусных заболеваний и заражению ими большинства посадочного материала. Взятие черенков с заражённого маточного дерева и прививка их на заражённый клоновый материал увеличивают вероятность образования вирусного комплекса более вредоносного, чем отдельные составляющие его вирусы. Было также установлено, что вирусы переносятся насекомыми, нематодами, клещами, а также могут передаваться с пыльцой и семенами.
Так как вирусная инфекция приводит к ослаблению роста и плодоношения плодовых культур, освобождение их от вирусов является главнейшей задачей современного садоводства. Интенсивное садоводство базируется на использовании оздоровлённого посадочного материала.
Для выявления вирусов используют древесные растения-индикаторы, которые характеризуются высокой чувствительностью к определённым вирусам. Так, например, декоративная вишня сорта Сирофуген позволяет быстро определить растения заражёнными вирусами некротической кольцевой пятнистости и хлоротической кольцевой пятнистости. Если Сирофуген на прививку глазка с испытуемого дерева реагирует некрозом, то, значит, последнее заражено вышеуказанными вирусами.
У вишни и черешни заражённость вирусами некротической кольцевой пятнистости и хлоротической кольцевой пятнистости может достигать 100%. Чтобы определить, какие из деревьев являются здоровыми, применяют диагностику прививки на Сирофуген. К сожалению, с помощью этого индикатора удаётся выявить только, является ли испытуемое дерево здоровым или заражённым данными вирусами, но не позволяет определить, каким именно вирусом оно больно. Благодаря травянистым растениям-индикаторам, которые дают характерную различную реакцию на эти вирусы, удаётся не только дифференциально диагностировать вирусы, но и выделить их из смесей.
Таблица 10. Реакция травянистых растений-индикаторов на заражение вирусами некротической кольцевой пятнистости и хлоротической кольцевой пятнистости
Деревья плодовых культур, заражённые вирусами некротической кольцевой пятнистости и хлоротической кольцевой пятнистости, живут меньше и снижают урожай плодов вдвое. Поэтому современная технология выращивания предполагает получение исходных безвирусных клонов районированных сортов, размножение их на безвирусных подвоях и закладку садов с территориальной изоляцией от существующих насаждений, так как у этих культур заражение вирусами происходит не только в процессе прививочного размножения, Но и из-за переносимой насекомыми пыльцы.
Так как вирусы ослабляют плодовые растения, снижают их продуктивность и приводят к преждевременной гибели, важно своевременно выявлять заражённые деревья и не использовать их при дальнейшем размножении. В промышленных маточно-черенковых садах наблюдение за состоянием деревьев проводят постоянно. В мае-июне можно визуально выявить на яблоне и груше мозаику, на вишне и черешне — некротическую кольцевую пятнистость и хлоротическую кольцевую пятнистость, на сливе — шарку, карликовость. В августе-сентябре отчётливо проявляются симптомы заболеваний типа желтухи и вирусных болезней, поражающих в первую очередь плоды.
Однако даже внешне здоровые
