Владимир Крупин - Карлики рождают гигантов

Стимулировать всхожесть могут многие весьма различные химикалии — тиомочевина, нитрат калия, кинетин и гибберелловая кислота. Так, тиомочевина действует в концентрации 0,1 процента, а кинетин и гибберелловая кислота — в концентрациях от 0,0001 до 0,1 процента. Эти стимулирующие вещества имеют мало друг с другом общего. Гибберелловая кислота представляет собой весьма сложную органическую молекулу, участвующую в очень многих физиологических процессах, происходящих в растениях. Тиомочевина имеет совсем простую структуру, и оказывает гораздо более ограниченное действие. Что особенно любопытно, вещество-стимулятор в определенных условиях может стать тормозом.

Самое малое изменение — молекулы тиомочевины превращает ее из стимулятора в ингибитор.

Возьмем другой способ «включения» всхожести — пучком дейтронов (ядер атомов изотопа водорода-2).

Здесь все зависит от дозы. Если энергии дейтронов хватает только для проникновения в наружные слои семян, лучи стимулируют всхожесть. Тогда скорость «включения» и скорость прорастания зависят от силы толчка, то есть от дозы. Если дейтроны обладают более высокой энергией и проникают глубже, они тормозят рост корня, расположенного близ центра семени. Пучки дейтронов, обладающих еще более высокой энергией, убивают семена.

Еще пример. Семена салата-латука находятся в состоянии покоя, только если они хранятся в темноте. Но включите в хранилище на полминуты 60-ваттную электрическую лампу, и вы произведете действие, равноценное включению зажигания у автомобиля. «Мотор» жизни «заведется», и зародыш двинется в путь. Скорость его будет зависеть не только от внутренних запасов горючего, но и от многих внешних причин.

В природе тоже действуют свои «правила уличного движения». Светофор представлен всеми цветами радуги. Красный свет — это значит путь открыт. Именно красный свет с длиной волны 6700 ангстрем стимулирует прорастание. Но свет с волнами другой длины, а значит и другого цвета, приостанавливает прорастание. Включен синий свет — происходит то, что делает автомобилист при виде желтого цвета, — начинается торможение прорастания. Но вот на пути зажегся инфракрасный свет (7300 ангстрем). Стоп! Включить тормоза!

Можно обработать семена салата-латука попеременно красным или инфракрасным светом с небольшими промежутками или без промежутков между освещениями. Оказывается, что во всех случаях цвет последнего освещения решает вопрос о том, произойдет ли прорастание или нет. Как видно, имеет место некая светочувствительная реакция. Красный свет превращает ингибитор — вещество А — в стимулятор — вещество Б. А инфракрасный свет превращает его снова в вещество А — ингибитор.

Несмотря на то, что проведена большая исследовательская работа, достигнуто лишь немногое в определении химической идентичности веществ А и Б.

Что же происходит при стимулировании всхожести? Возникает оно от какого-либо простого химического изменения под действием квантов света или от проникновения химиката в семя? Или же это физическое изменение, например стирание оболочки семени под действием химикалия?

Кратковременное прогревание также часто, между прочим, стимулирует всхожесть. Есть подозрение, что вследствие повышения температуры просто-напросто разрушается некий внутренний химический барьер; а возможно, это гораздо более сложный процесс, вызывающий ферментную реакцию, которая в известной мере изменяется под химическим воздействием.

Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо узнать, все ли виды стимулирования всхожести действуют одинаково или же каждый из них функционирует с помощью уникального механизма. А это, в свою очередь, ставит другой вопрос: является ли сама по себе всхожесть результатом какой-то одной перемены в ходе событий или же результатом целого ряда перемен.

Были поставлены опыты, когда на семена воздействовали сразу включателем и тормозом — стимулятором и ингибитором. Статистическая обработка данных исследований привела к любопытным выводам.

Если семена обрабатываются одновременно и гибберелловой кислотой (стимулятор) и инфракрасным светом (ингибитор), то стимулирование встречает лишь частичное противодействие. Тормоза в этом случае «отказывают».

Любопытно и взаимодействие различных веществ, когда они одновременно попадают в зародыши. Ингибитор кумарин придает семенам, обычно не требующим светового стимулирования, чувствительность к свету. Семена, реагирующие на тиомочевину, кумарин делает еще более чувствительными к этому веществу. Аскорбиновая кислота — витамин С — тоже влияет на отзывчивость семян к тиомочевине. Но не к свету.

Изучение стимулирования всхожести дает сложную картину. Прорастание — итог большого числа реакций, происходящих в семенах. Очевидно, реакции, приводящие к нему, вызываются не какой-либо единственной, а многими причинами, которые дают один и тот же конечный результат.

Стимулирование всхожести может, следовательно, быть результатом многочисленных действующих сил. Оно может произойти благодаря блокированию реакции, выработке ингибиторов. Оно может быть результатом возникновения какой-либо жизненной реакции, необходимой для прорастания. Оно возникает и от смены уровня, на котором совершаются некоторые реакции внутри семян, и последующего изменения в обмене веществ.

Наименее изучен, но наиболее интересен тот механизм стимулирования семян, который приводится в действие радиоактивными лучами. При всей его относительной дороговизне в наши дни он может стать наиболее перспективным в будущем.

Почему?

Вернемся на некоторое время в Улугбек, чтобы в этом разобраться.

Ибрагимов-второй, которому я как-то помогал грузить мешки с облученными семенами (они предназначались для посева в новом месте), спросил меня, отдуваясь и стирая капли пота со лба:

— Чувствуете теперь, как нелегко дается новое? Гамма-лучи считаются пока достоянием теоретиков. Потому и грузим вручную. Механизацию погрузки мешков с семенным материалом пока никто не предусмотрел. Вот вам первая заминка на пути внедрения нового научного метода в практику.

Вторая нас ждет возле хлопкового поля. Все-таки люди еще с недоверием относятся к облученным семенам. Как бы чего не вышло? А вдруг да они радиоактивны? Косность мешает. Председатели колхозов не все охотно откликаются на наши предложения — испытать облученные семена. Боятся радиоактивности? Думаю, что нет. Просто мы не обещаем сверхъестественных приростов урожая. Ну, пять процентов — это уж точно. А разве этого мало, если посеять такие семена хотя бы на трети всех площадей республики или даже одной области? Десятки тысяч тонн! Но косность рядового земледельца объяснима. Это даже не косность. Это незнание. Вот косность ученого — страшная вещь. Некоторые исследователи бросили на полдороге исследования с атомной энергией в сельском хозяйстве, как только поняли, что сумасшедших прибавок и прочих выгод не будет.

Да, наши опыты показывают, что гамма-лучи дают эффект, сравнимый с эффектом других, так сказать, обычных стимуляторов урожайности. Но разве мы от тех отказываемся? Нет. Не будем же бросать и нашу работу. Радиоактивные изотопы — это отходы атомной промышленности. Наш реактор предназначен для научных исследований. В результате его работы образуется, как и в любом подобном урановом реакторе, много радиоактивных материалов. Почему-же их не использовать? Я понимаю, почему необходима особая осторожность, в опытах с атомными консервами, речь идет о пищевых продуктах, о здоровье людей. Но и в этой области достигнуты известные успехи…

Консервирование овощей, мяса, молока существует уже полтора века. Оно основано на тепловой стерилизации продуктов в герметически упакованной таре. Высокая температура при обработке уничтожает микроорганизмы и останавливает все процессы, которые могут привести к порче пищи — окисление, брожение и т. п. Тепловая стерилизация, кроме особой тары, требует создания особых условий для варки, упаковки. В результате тепловой стерилизации свойства консервированных продуктов заметно меняются. Часть витаминов разрушается, изменяется состав аминокислот.

Атомная технология стерилизации пищевых продуктов чрезвычайно упрощает дело. Доза облучении продуктов гамма-лучами невелика, хотя и она достаточна, чтобы уничтожить все возможные источники порчи пищи. Но допустимо ли применение атомных консервов в пищу человеком?

В Соединенных Штатах Америки были поставлены опыты по проверке вкусов и питательных качеств облученных продуктов. Тринадцать солдат в течение двух недель питались продуктами, стерилизованными радиоактивными лучами. В меню входило 18 продуктов: пять видов мяса и мясных продуктов, шесть видов овощей, столько же видов фруктов и хлеб. Калорийный состав продуктов изменялся мало. Большинство их оказалось столь же приемлемым для человека, как и замороженные продукты.