Удивительные растения Приморья

1.1. Белки

Согласно классическому определению Фридриха Энгельса, жизнь представляет собой способ существования белковых тел. По крайней мере, в отношении земной жизни это совершенно справедливо. Организмы, населяющие нашу планету, состоят прежде всего из белков, которые не только строят само тело, но выполняют и другие функции – каталитическую, регуляторную, защитную, а также целый ряд иных, не менее важных.

Так, относительно недавно была выделена особая группа белков, которые образуются в ответ на неблагоприятные воздействия внешней среды и поэтому получившие название стрессовых. Синтезируются эти белки весьма оперативно – уже через несколько часов от начала действия стрессового фактора их содержание может доходить до двух процентов от количества белков, синтезируемых в нормальных условиях. Наиболее изучены так называемые белки теплового шока, образующиеся в результате воздействия повышенной температуры.

Но если растение поместить в холод, то в них также синтезируются стрессовые белки, выполняющие другую, весьма специфическую функцию.

Как известно, организмы получают энергию в процессе клеточного дыхания, которое происходит в особых органоидах – митохондриях. В них молекулы пировиноградной кислоты расщепляются до углекислого газа и воды.

В процессе этого распада образуется энергия, которая может либо выделиться в виде тепла (что в норме – бесполезная ее трата), либо пойти на образование энергетической «разменной монеты» земных организмов – аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Молекула АТФ компактна, содержит богатую энергией химическую связь и легко перемещается в пределах клетки, прежде всего в те участки, где эта энергия необходима.

В обычных условиях большая часть энергии идет именно на образование АТФ. Но в случае возникновения стресса, в частности, при понижении температуры, синтезируемые растением белки направляют дыхание так, чтобы больше выделялось именно тепла. В итоге растение повышает температуру своего тела на 4-10 градусов по сравнению с температурой окружающей среды.

Белки являются биополимерами, т.е. их молекулы состоят из отдельных повторяющихся частей – мономеров, в качестве которых выступают аминокислоты. Каждый школьник скажет, что в составе белков живых организмов наиболее часто встречаются лишь двадцать аминокислот, в то время как общее их число достигает нескольких сотен.

Активно участвуя в процессах обмена веществ, белки в растениях, кроме того, могут и накапливаться, образуя аморфные или кристаллические структуры. Их можно обнаружить в различных органоидах клетки – ядре, цитоплазме, хлоропластах и митохондриях. Наиболее часто белки встречаются в запасающих клетках семян. В процессе образования семени белки откладываются в запас в вакуолях. Впоследствии вакуоли теряют воду, белки кристаллизуются, в результате чего образуются так называемые алейроновые зерна. Они свойственны семенам масличных растений, представителям злаковых, бобовых.

Особенно много белков содержат бобовые. Это связано с тем, что растения этого семейства (хотя и не только его одного) вступают во взаимовыгодные симбиотические отношения с клубеньковыми бактериями, обладающими способностью фиксировать атмосферный азот, который растения самостоятельно использовать не могут. А азот входит в состав аминокислот, образующих белки. Бактерии переводят азот в формы, доступные для растений, поэтому азотистых соединений накапливается много, не случайно многие бобовые – признанные кормовые культуры. Забавно, что азот, важнейший для земной жизни элемент, получил такое неподходящее название (в переводе с греческого «азот» означает «не поддерживающий жизнь»).

Из наиболее известных бобовых культур, дающих белки, можно назвать сою, горох, фасоль, бобы. Приморцам хорошо знакомо так называемое «соевое мясо», примерно на 50% состоящее из белков. Его получают из обезжиренной соевой муки, которую варят, а затем прессуют. Важно, что в таком «мясе» мало углеводов.

Довольно часто мы используем белки и другого бобового – арахиса, родина которого – Южная Америка. В Приморье, на Горнотаежной станции, еще в тридцатые годы прошлого века пытались выращивать арахис. Первые опыты оказались удачными, но дальше предварительных исследований дело не пошло.

В Приморье произрастают более 90 видов семейства Бобовые из почти 30 родов.

Многие из них используются в качестве кормовых (например, виды клевера, люцерна посевная), а целый ряд – культивируется (соя, фасоль, вигна, куммеровия и др.).

Интересно, что растения научились использовать даже разложение белков. Дело в том, что при этом образуются вещества, обладающие весьма неприятным запахом.

При распаде белков, не содержащих серу, ими являются крезол, скатол, индол и некоторые другие дурнопахнущие вещества. При распаде серосодержащих белков выделяются сероводород и меркаптаны, имеющие запах тухлых яиц.

Здесь нужно отметить, что, например, скатол, являющийся производным дициклического соединения индола и придающий специфический запах фекалиям, в малых количествах обладает цветочным ароматом и находит применение в парфюмерии. Да и индол, в чистом виде имеющий запах нафталина, нередко содержится в эфирных маслах и также используется в парфюмерии в качестве фиксатора запаха.

Зачем же растениям понадобилось производить дурнопахнущие вещества? Дело в том, что многие виды используют их для привлечения насекомых, опыляющих цветки. А точнее, мух, которых только такие запахи и могут приманить. В основном это растения тропиков (стапелия, аронник, аморфофаллус), но можно повстречать их и в Приморье.

Весной, примерно в конце апреля, по сырым местам в долинных лесах появляются весьма причудливые соцветия связноплодника почколистного, принадлежащего семейству Ароидные (Аировые). К этому же семейству принадлежит часто используемая в букетах калла. И у каллы, и у связноплодника один и тот же тип соцветия – початок. У каллы он довольно компактный, цилиндрический, окружен снежно-белым прицветным листом – покрывалом. У связноплодника, который цветет еще до появления листьев, початок почти округлый, а покрывало от темно-фиолетового до темно-пурпурного.

Если поднести соцветие к лицу, можно почувствовать довольно неприятный, чем-то сходный с чесночным, запах. Он-то и привлекает опылителей-мух. За эту особенность растение до недавнего времени носило название симплокарпус вонючий.