Экология, проблемы и защита

Lifeunderwater.ru

Оценка воздействия 2-хлорвиниларсиноксида на рост семян подсолнечника и пшеницы

Для оценки воздействия 2-хлорвиниларсиноксида на рост семян подсолнечника и пшеницы были проведены лабораторные эксперименты с разными концентрациями вещества.

Предварительно выполнялось контрольное проращивание семян подсолнечника и пшеницы с выдержкой в течение трех дней. В результате была установлено, что из 100 семян подсолнечника и пшеницы проросли 96 и 97 семян соответственно.

Были приготовлены водные растворы 2-хлорвиниларсиноксида с концентрацией в диапазоне 3,0-3,5 * 10» - 3,0-3,5 * 10» , причем всегда концентрация вещества в последующем растворе была на порядок меньше, чем в предыдущем. Производилось замачивание в этих растворах семян подсолнечника и пшеницы в течение 1 часа. Семена выкладывались в чашки Петри на смоченную раствором 2-хлорвиниларсиноксида соответствующей концентрации фильтровальную бумагу и проращивались в течение 3 дней. После этого выполнялись контрольные измерения длины и массы проростков подсолнечника и колеоптилей пшеницы, а также учитывалось количество проросших семян. Проводилось по три опыта. Погрешность определения не превышала 25%. Полученные экспериментальные данные приведены в табл.П1,2 (Приложение 2) и не противоречат данным работы

Данные табл. Ш и П2 обработаны нами с учетом длины и массы контрольных образцов. На рис. 1 и 2 показаны зависимости отношения длины и массы проростков подсолнечника и колеоптилей пшеницы к контролю от концентрации 2-хлорвиниларсиноксида. Такие зависимости указывают на проявление 2-хлорвиниларсиоксидом парадоксального токсического эффекта. Они нелинейны и/или немонотонны при достоверном увеличении концентрации (дозы) токсоагента.

Этот эффект наиболее ярко проявляется в случае подсолнечника. Наибольшее угнетение роста растения обнаруживается при концентрации 2-хлорвиниларсиноксида 3,0 * 10»17 мг/мл. Для пшеницы получена более сложная картина. Области активации и угнетения роста колеоптиля чередуются. Отметим, что при концентрации 2-хлорвиниларсиноксида 3,0 * 10~17 мг/мл также наблюдается значительное угнетение роста пшеницы.

К настоящему времени факт существования феномена парадоксальной токсичности уже никем не отрицается. Строго научной трактовки часто встречающегося в биологии феномена парадоксальной токсичности до сих пор не существует. Считается, что его происхождение обусловлено одновременной реализацией разных механизмов токсичности и проявлениями защитных реакций организма. В этом смысле ничего необычного (парадоксального) в токсикодинамике таких агентов нет, когда концентрация (доза) > 10~10 мг/мл. Когда же эффект проявляется в области сверхмалых концентраций (< 10~12 - 10»15 мг/мл и менее), а таких примеров мало, то возникают трудности с объяснением полученных результатов.

Рис. 1. Зависимость отношения длины проростка подсолнечника к контролю (А) от концентрации (С) 2-хлорвиниларсиноксида

Рис. 2. Зависимость отношения длины (А) и массы (В) колеоптиля пшеницы к контролю от концентрации (С) 2-хлорвиниларсиноксида

Рост растений регулируется фитогормонами Между первичным механизмом действия фитогормона и ростовой или морфогенетической реакцией растения лежит сложная цепь биохимических, биофизических и структурных изменений в клетке. Мы еще не знаем всех звеньев этой цепи, так как исследование механизма действия фитогормонов стало возможным сравнительно недавно. Что касается ауксинов, то диапазон их физиологического действия широк, они участвуют в регуляции многих физиологических процессов, происходящих в растении, и трудно предположить, что в основе лежит единый механизм. В данном случае важно сосредоточить внимание именно на первичной регулирующей реакции, т.е. реакции между гормоном и его рецептором, а последующие реакции будут относиться к способу действия. В свое время было выдвинуто несколько гипотез, объясняющих механизм действия фитогормонов, однако ни одна из них не дала исчерпывающего объяснения. Выдвигались гипотезы о роли взаимодействия ауксина с коэнзимом А, о действии ауксина на синтез нуклеиновых кислот и белка, делались попытки объяснить действие ауксина как эффектора АТФ-азы, которая выполняет роль протонного насоса в клеточной мембране. Ауксин, согласно данной гипотезе, повышает активность АТФ-азы, в результате чего выделяются ионы водорода, что может привести к увеличению растяжимости клеточной стенки. Выход ионов водорода в окружающую среду приводит к ее подкислению, что было показано и другими авторами. Анализ многочисленных данных о механизме действия ауксина свидетельствует о существовании быстрых и медленных реакций организма на действие гормона. Предполагается, что быстрые реакции обусловлены взаимодействием гормона со специфическим рецептором, локализованным в плазматической мембране клеток ауксин-чувствительных тканей. Ауксин-рецепторный комплекс активирует Н*-насос, что обеспечивает условия для размягчения клеточных стенок и их растяжения под действием тургора; активация переноса протонов из цитоплазмы в клеточную стенку приводит к ее подкис лению. Ионы Н+ вытесняют из клеточной стенки ионы кальция, которые по электрохимическому градиенту поступают в цитоплазму, где способствуют секреции кислых гидролаз. Ионы Н+ и Са+2 являются промежуточными посредниками при действии ауксина на рост растяжением, а также основой аттрагирующей активности растущих клеток. Транспорт ионов Н+ наружу на основе электрохимического потенциала обеспечивает поступление в клетку Сахаров, слабых кислот, аминокислот и других соединений. От работы протонного насоса зависите также и процесс старения клеток. Снижение уровня ауксина приводит к ухудшению работы Н+-насоса, что, в свою очередь, способствует активации кислых гидролаз, вызывающих процессы де градации в клетке. Медленные реакции организма на действие ауксина обусловлены регуляцией экспрессии генов, ответственных за программу роста растяжением. При этом существенными является связывание ауксина с ядерно-цитоплазматическим рецептором, что обеспечивает транспорт гормона в ядро и активацию с процесса транскрипции. Комплекс рецептора с ауксином, проникая в ядро, активирует синтез всех форм РНК. Ауксин влияет и на трансляцию - наблюдалось увеличение числа полисом в обработанных клетках. Известно, что ауксин активирует синтез специфических белков, что обеспечивает рост растяжением. Перейти на страницу: 1 2

Интересное по теме

Внедрение современной технологии управления обеспечением охраны окружающей среды на примере предприятия ООО Ямбурггаздобыча Актуальность темы исследования. Развитие всего живого, человеческих цивилизаций и государств, каждого члена общества зависит от концентрации, доступности и технологии добычи и испо ...

Техногенное воздействие на природу Данная работа представляет собой попытку охватить разнообразие техногенных воздействий на природную среду. Используемая литература по этой проблеме не является исчерпывающей, она л ...

Исследование методики проведения санитарно-экологического состояния объекта Курсовой проект на тему «санитарно-экологическая оценка объекта». Объектом оценки является жилое здание, которое подвергается негативному воздействию точечных и линейных источников ...

Способы очистки промышленных выбросов Стремительный рост численности человечества и его научно-технической вооруженности в корне изменили ситуацию на Земле. Если в недавнем прошлом вся человеческая деятельность проявл ...