Новости

Свинец против селена: российские учёные научились спасать растения от загрязнённой почвы

Российские учёные из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Института фундаментальных проблем биологии РАН и Российского государственного аграрного заочного университета выяснили, что происходит с пшеницей, когда она растёт на почвах, загрязнённых свинцом, и как на этот процесс влияет присутствие селена. Научная статья с результатами работы опубликована в издании Journal of Plant Physiology.
В последнюю сотню лет нашему виду, пожалуй, подошло бы название "Человек загрязняющий". Отходы неуёмной активности человечества отравляют воду, воздух и почвы.
Чтобы исправить ситуацию, важно знать, как именно разные виды загрязнения действуют на живые организмы. Группа российских биологов задалась вопросом о влиянии свинца на рост пшеницы.
Учёные выращивали пшеницу мягкую (Triticum aestivum) на почвах с различным уровнем загрязнения свинцом. Влажность и освещённость поддерживались на нормальном уровне.
Недавние исследования показали, что добавление в почву небольших доз селена повышает устойчивость растений к заморозкам, засухам и воздействию тяжёлых металлов. Поэтому авторам также было интересно проверить, как будет расти пшеница на почвах с разными сочетаниями концентраций свинца и селена.

Оказалось, что отравление свинцом в соотношении 50 миллиграммов на 100 граммов почвы нарушает механизм образования хлоропластов – органелл растительной клетки, которые содержат хлорофилл и делают растения зелёными. Вместо хлоропластов образуются этиопласты.
Проростки пшеницы, лишённой хлорофилла, оказались белыми. Нормальный зелёный цвет имели только кончики листьев. Разумеется, такие растения были практически не способны к фотосинтезу. И ничего удивительного, что они росли гораздо медленнее контрольной группы.
Совсем иначе сложилась судьба пшеницы, выращенной на почве, не загрязнённой свинцом, зато удобренной небольшим количеством селена. По темпам роста и увеличения биомассы она обогнала контрольную группу.
Интересно, что добавка селена нейтрализовала влияние свинца. Количество хлорофилла в подопытных ростках не уменьшилось.
Однако уже при двукратном увеличении концентрации свинца селен оказался бессилен противостоять ему. Изучение клеток растений, выращенных в таких условиях, показало не только замену хлоропластов на этиопласты, но и нарушения в структуре других жизненно важных частей клетки — цитоплазме и митохондриях . Из-за таких серьезных сбоев в развитии жизненно важных тканей эти растения практически не растут.
Из этих экспериментов учёные сделали вывод: свинец и селен влияют на меристему – ткань растений, из которой образуются новые клетки. Вот только эти два элемента оказывают на неё диаметрально противоположное действие. Селен в небольшой концентрации стимулирует развитие как отдельных фотосинтезирующих клеток, так и растения в целом. Свинец же не дает предшественникам фотосинтезирующих клеток правильно развиваться, из-за чего угнетается и рост растений. Но, если концентрация свинца достаточно низкая, добавление селена может всё исправить.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали об искусственной почве, которая заставляет сосны расти в два раза быстрее.
Читайте также
История шестиногого монстра, созданного для армии США
История шестиногого монстра, созданного для армии США
Вооруженные силы США потратили миллионы долларов на разработку гигантских шестиногих шагающих грузовиков в 1980-х годах
Устройства для ЗОЖ. Где правда, а где ложь?
Устройства для ЗОЖ. Где правда, а где ложь?
Насколько врут умные часы и другие гаджеты для подсчета пульса, калорий, давления, шагов, жира и прочего?
Античный драматург Софокл — прадедушка фотографии и кино?
Античный драматург Софокл — прадедушка фотографии и кино?
Почему в Античности не додумались создать фотоаппарат?