вирощування рослин

Старший науковий співробітник Інституту фізіології рослин імені К. А. Тімірязєва Раїса Георгіївна Бутенко підносить до вікна звичайну лабораторну пробірку, закриту ватною пробкою і обгорнуту зверху целофаном. У ній - рослина з подовженим листям, що розширюються у стебла. Рослина ще молоде, квітів немає, але листя його вже так розрослися, що пробірка для них явно тісна. Сильні, добре розвинені коріння опущені в щось, що нагадує застиглий «клейстер» з картопляного борошна.

- Впізнаєте? - запитує Бутенко. - Це звичайний тютюн. Ми виростили його з шматочка тканини вагою в 30 - 40 міліграмів, посадженого на живильний розчин. З маленького грудочки, який важко навіть утримати пальцями, - таке дуже гарне рослина. Раїса Георгіївна показує нові і нові пробірки. У кожній з них свій власний зелений житель. Я бачу стебло з ніжними кремовими квітами, що мають форму дзвіночка. Інша рослина вінчає яскраво-жовта квітка з численними пелюстками, як у польовий ромашки. Прискіпливо оглядаю рослини, вирощені людиною «штучно»: звичайні квіти, такі ж, як і їхні побратими на звичайних грядках під природним сонцем .

І це тільки початок очікують мене чудес. Ось пробірка, де на живильному середовищі зеленіє ... один єдиний листок. Поруч, в колбах з рідким живильним розчином, витягнулися, розгалузилися коріння. Якому рослині вони належать? Непосвяченому людині в цьому неможливо розібратися: адже коріння тут теж існують самостійно, без рослини. А в колбах по сусідству - щось зовсім вже неживе, схоже на темно-жовтий кристалічний мінерал.

- Це розрослися на живильному середовищі клітини , - пояснює Бутенко, - наш основний робочий матеріал.

Ще близько 100 років тому ботанік Фегтінг, що жив в невеликому німецькому містечку, намагався змусити рости шматочки листа розміром близько сантиметра на живильному розчині, що містить цукор і мінеральні сполуки. Його досліди закінчилися невдачею. Але треба сказати, що і більш досконалі досліди багатьох його послідовників не мали успіху. Культивування рослинних тканин виявилося справою досить складним. І навіть коли в лабораторіях фізіологів клітини, вилучені з організмів тварин, вже прекрасно росли, клітини рослин все ще ніяк не хотіли підкоритися людині.

Основна причина в тому, що для тварин тканин виявилося не важко знайти « харчування ». Це - кров і лімфа. Для рослинних же такий «природною» живильного середовища не знайшлося. Довелося створювати її штучно. Тепер відомо, що для нормального росту рослинної тканини потрібні принаймні одинадцять елементів, не рахуючи кисню , водню і вуглецю, а також безліч складних органічних речовин, в тому числі цукру. Крім того, якщо тварини тканини все здатні до зростання, то вченим довелося чимало потрудитися, щоб знайти «зростаючі» клітини у рослин.

Першими вдалися досліди з вирощуванням в рідкому поживному середовищі кінчиків коренів довжиною 5 - 7 міліметрів. Добре ростуть в лабораторіях клітини так званого каллюса. Каллюс - це «напливи», які утворюються на «ранах» рослини - тріщинах, надрізах, зрізаних кінцях живців, іноді на пнях спиляних дерев. І, зрозуміло, швидко йдуть у ріст нирки.

... Сьогодні я з особливим нетерпінням відкриваю важкі двері інституту. Мені дозволено бути присутнім при закладці досвіду.

З ранку все готово до експерименту. Довго миємо руки гарячою водою з щіткою і милом. Одягаємо білі стерильні халати і стаємо схожими на докторів. У кімнаті для експериментів - як у справжній операційної - яскраве освітлення, стіни викладені білим кахлем. Тут немає вікон, щоб не могла проникнути інфекція з вулиці; немає опалення, щоб не виникали струми повітря і випадково вцілілі після опромінення кімнати великий кварцовою лампою мікроби не переносилися ними з місця на місце. На довгому столі - ряди пробірок з живильним середовищем, колби з каллюс винограду. Починається копітка операція. Тканина з колби пінцетом переносять у плоску скляну чашку з кришкою. Тут її (під трохи піднятою кришкою) нарізають на шматочки по 30 - 40 міліграмів і швидко пересаджують в заздалегідь приготовані пробірки. Так само роблять з тканиною з інших колб.

Стерильні інструменти і посуд весь час змінюються, колби, пробірки, банки залишаються відкритими тільки одну мить. У цьому - основна складність роботи. Потрібно все робити дуже швидко - не те клітини, незважаючи на вжиті заходи, все ж виявляться ураженими мікроорганізмами і досвід не вдасться.

Тканина з тієї пробірки, де вона краще прищепилася і швидше розростається, пересадять на нове середовище. Від пересадки до пересадки вона все більше «освоїться» - звикає, стає менш примхливої. Якщо раніше вона вимагала всіх тих умов, які мала в організмі (а жила вона не самостійно, її обслуговували коріння, листя, інші тканини), то з плином часу вона звикає обходитися без сторонньої допомоги. Тканина починає сама себе годувати: створювати всі необхідні складні органічні речовини з неорганічних сполук без допомоги організму. Живильне середовище, приготовану з органічних речовин, близьких до тих, які тканини мали «на волі» - вітамінів, витяжок з незрілих насіння кукурудзи, ячменю і т. П замінюють на іншу, більш простий за складом - неорганічної.

Нарешті настає момент, коли тканина, взята з рослини, остаточно звикає до життя в умовах, штучно створених людиною. І тут раптом виявляється, що клітини, тільки що відлучені від рослини, і ті ж клітини після декількох місяців життя в лабораторних пробірках - багато в чому відрізняються один від одного. Цілком звикли до «неволі», «ручні» тканини мають здатність дуже швидко рости. З грудочки каллюса вагою в 30 міліграмів протягом двох місяців можна отримати до 300 грамів рослинної маси. Приріст небачений, ніде в природі не спостерігається: за два місяці клітини збільшують свою вагу майже в 10 000 разів!

У лабораторії тканини набувають і ще одне чудове властивість: виключне довголіття. Серед вчених різних країн користується широкою популярністю тканину з кореня моркви, що живе на живильному середовищі більше 20 років і продовжує себе чудово відчувати і понині. А термін життя самого рослини - всього два роки. Хто знає, може бути, згодом з'ясується, що «ручні» тканини взагалі безсмертні.

Але вирощувані в лабораторії клітини, розмножуючись, зазвичай дають тільки свою подобу. Незліченна кількість однакових клітин утворює безформну масу, яку я і прийняла за мінерал в перший свій приїзд в інститут. У 1956 році американський вчений Скуг виявив речовину, названу згодом нінетіном, яке змушує клітини давати початок росту стеблових нирок. З стебловий нирки виростає стебло, стебло дає бічні пагони, листя. Так шматочок тканини і перетворюється в лабораторній пробірці в даний рослина - складний, стрункий організм.

Використовуючи надзвичайно швидке зростання «ручних» тканин, можна отримати в лабораторіях дуже потрібні для нас речовини. Звичайно, було б безглуздо вирощувати в штучних умовах тканини самих звичайних сільськогосподарських продуктів, моркви, наприклад. Але вирощуються ж в лабораторіях цвілеві гриби , З яких отримують антибіотики! Точно так же пропонується культивувати на поживних середовищах тканини рослини раувольфії, з якого отримують резерпін - препарат, що знижує кров'яний тиск. Раувольфія - рослина тропічне, в нашому кліматі воно не росте.

Так само заманливо вирощувати штучні тканини женьшеню - кореня життя, як його називають, який дуже повільно росте в природних умовах, і інші рідкісні лікарські рослини.

Важливі функції виконують в рослинному організмі коріння. Це своєрідна «кухня» рослини. Тут «сирі» неорганічні речовини переробляються в «підлозі вироби» і передаються наверх - іншим органам рослини. В інституті фізіології пересадили і змусили рости в штучному середовищі понад 11 видів коренів. Тут працюють і над з'ясуванням взаємодії коренів різних рослин. Знати, як реагують один на одного коріння різних рослин, дуже важливо для сільського господарства. Наприклад, відомо, що коріння злакових і коріння бобових культур, існуючи поряд, роблять благотворний вплив один на одного. Але є й протилежні приклади.

З культивованих коренів, як і тканин, можна отримувати цінні речовини. Так нікотин утворюється тільки в коренях тютюну, а судинорозширювальний засіб атропін - в коренях рослини беладони. Ці речовини можна було б отримувати з вирощуваних в лабораторії коренів.

Особливе місце займають роботи з рослинними тканинами, що ростуть по тим же законам і що володіють такими ж властивостями, як і злоякісні пухлини тварин і людини. Наприклад, філоксерою, шкідник виноградників, викликає у винограду пухлини, подібні раковим. Якщо ж їй не вдається викликати утворення пухлини, то філоксерою залишає рослина, не приживається на ньому. Зрозуміло, що вивести сорт винограду, стійкого до поразки філоксерою, що не хворіє на рак - дуже заманливо. Чим глибше розробляється метод культивування тканин, тим все більше можливостей відкриває він перед різними областями науки і практики ...

Автор: Г. Додева.

PS Про що ще говорять британські вчені: про те, що завдяки науковим дослідженням з вирощування рослин в пробірці можна отримати багато різних рослин, в тому числі життєстійкості в міських умовах. Такі рослини можна було б посадити на дахах житлових будинків, і до речі вже навіть створено спеціальний проект «зелений дах» про який більше можна дізнатися на сайті zinco.com.ua . Але ж, правда, наскільки змінився в кращу сторону вид наших міст, якби на дахах будинків дійсно росли різні рослини, дерева, квіти.