Выращивание растения из клеток в пробирке<span>Ранее биология развивалась только за счет совершенствования методов непосредственного наблюдения организмов. Сегодня благодаря новейшему электронному микроскопу, создающему увеличение в миллион и более раз, мы видим молекулы, а используя рентгеноструктурный анализ, можем изучить их структуры. Однако следует помнить, что при всей важности полученных к настоящему времени знаний по молекулярной биологии главным в исследованиях должен оставаться живой организм и его клетки.
Эксперименты в биологии становятся все сложнее. Но для познания тайн растений иногда можно обойтись без дорогостоящих установок и препаратов. Бывает достаточно простого опыта и… таланта.
Вспомним Грегора Менделя. Великие законы наследственности были открыты чешским монахом не в лаборатории со сложнейшей аппаратурой, а на небольшом участке земли - в монастыре св. Томаса с помощью семян душистого гороха и лопаты. А опыты по гибридизации клеток? Слияние протопластов растительных клеток - клеток, лишенных оболочек - открыли новую главу в биологии клетки. Для этого немецкому ботанику Е. Кюстеру в 1909 году потребовались кожица лука, световой микроскоп, известный уже 300 лет, и искусство экспериментатора, чтобы механическим путем лишить клетку ее стенки…
Наши представления о растительной клетке расширились благодаря новому методу исследований, разработанному ботаниками несколько десятилетий назад. Это метод культуры изолированных тканей и клеток. Если срезать часть стебля табака или корнеплода моркови, простерилизовать его и поместить в пробирку с питательной средой на основе агара - продукта, получаемого из морских водорослей, то образуется каллусная ткань. Если кусочек этой бесформенной массы поместить в другую пробирку с питательной средой, то скоро начнут образовываться новые клетки - и так до бесконечности.
Культура ткани, следовательно, представляет собой группу однородных клеток, выращиваемых на специальной питательной среде в стерильных условиях. Чаще всего выращивают каллус - неорганизованную массу крупных клеток, не имеющих ни специфической формы, ни определенных функций.
Сегодня благодаря методу культуры тканей искусственным путем выращивают каллусы из клеток женьшеня, раувольфии змеиной и других редких лекарственных растений. А это значит, что сокращаются сборы ценных лекарственных растений в тайге, уменьшаются площади их посевов. Каллусы химически перерабатывают, извлекают биологически активные вещества и получают новые фармацевтические препараты.
Совсем недавно ученым удалось выделить из тканевой культуры одну клетку и вырастить затем целое растение. Для этого отдельные клетки культуры ткани моркови перенесли в пробирку с питательной средой. Когда вновь образованная масса клеток стала достаточно большой, их снова перенесли на новую питательную среду. Вскоре растущая масса ткани моркови смогла восстановить побеги, которые укоренились и, пересаженные в почву, дали целое растение. Тем самым было доказано, что все клетки имеют одинаковые потенциальные возможности, то есть им присуща тотипотентность.
</span>
Лишайники считаются медленнорастущими организмами, и это действительно так. Однако у различныхвидов средний годовой прирост неодинаков, и один и тот же вид в различных географических районах иэкологических условиях может расти с существенно различной скоростью.
Самые медленнорастущие лишайники — накипные, особенно литофильные. Так, у ризокарпонагеографического (Rhizocarpon geographicum) радиальный прирост всегда меньше 1 мм в год, а ввысокоарктических условиях он составляет лишь 0,25—0,5 мм в год. Намного быстрее растут листоватые икустистые формы. «Рекорд» принадлежит кустистой рамалипе сетчатой (Ramalina reticulata). У этого вида вСеверной Америке был установлен прирост 90 мм за 7 наиболее влажных и прохладных месяцев или 36,5мм за средний по влажности год. Весьма быстро растут пельтигеры — обычные крупнопластинчатыелишайпики, поселяющиеся на почве и мхах. Их прирост нередко равняется 1—3 см в год. Из кустистыхлишайников сравнительно быстро растут также кладонии, например виды оленьего ягеля (Cladoniarangiferina, С. sylvatica, С. alpestris и др.), которые во всех зонах — в тундрах, лесах, высокогорьях — даютприрост в длину 2—7 мм в год. Но и среди листоватых и кустистых лишайников встречаются весьмамедленнорастущие. Так, умбиликария цилиндрическая (Umbilicaria cylindrica), обильно покрывающаяскалы и камни в тундрах и высокогорьях, в Швейцарских Альпах вырастала не более чем на 0,004 мм в год.
Скорость роста слоевища лишайников существенно зависит от общих экологических условий — температуры, осадков, влажности воздуха. На крупных территориях со сравнительно одинаковым климатомона может оставаться более или менее одинаковой. Так, виды диплошистеса (Diploschistes) вконтинентальных районах США вырастали на 0,5 мм, в Европе — на 2—3 мм в год.
Прирост лишайников наиболее интенсивен в начальпых стадиях развития, когда синтезируемыефикобионтом органические вещества поступают довольно равномерно во все части слоевища. Когдаслоевище приобретает более крупные размеры и становится толще, его прирост замедляется, а у некоторыхвидов совсем прекращается или слоевище в центре разрушается и дальше растет лишь в периферическихчастях. Так, например, пармелия центрифужная (Parmelia centrifuga) образует в Арктике слоевищадиаметром до 1 м, но живым и растущим является только их наружный край шириной 5—10 см, тогда как всявнутренняя часть их погибает.
В течение года лишайники растут неравномерно. Точные измерения показали, например, что приростпармелии в окрестностях Вашингтона (США) в сентябре составлял 1,06, в октябре — 0,40, в ноябре — 0,40, в декабре — 0,70, а в январе и феврале — по 0,16 мм.
Замедленный рост многих, особенно накипных, лишайников обусловливает и длительность их жизни. Так, например, возраст отдельных слоевищ ризокарпона (Rhizocarpon geographicum) достигает 4000 лет, аспицилии (Aspicilia cinerea) —1000 лет, умбиликарии (UmMlicaria cylindrica)— 200 лет и т. д. В среднемвозраст большинства листоватых и кустистых форм не превышает 50—100 лет.
То, что продолжительность жизни многих видов лишайников велика, а прирост их в пределахопределенной климатической области более или менее постоянен, привело к идее использовать их дляопределения возраста населяемых ими субстратов. Соответствующий метод был назван лихенометрией. Насубстрате измеряют диаметр самых больших слоевищ лишайников и тогда, зная их среднегодовой прирост вданной местности, вычисляют минимальный возраст этого субстрата. Так был определен возраст многихледниковых морен в Арктической Канаде и Гренландии, установлена динамика движения ледников, скартированы геоморфологические движения и пр. Этот метод весьма успешно применяют гляциологи, геологи и другие исследователи в повседневной работе при датировке ландшафтных процессов. Однако длялихенометрической датировки применимы лишь те медленнорастущие лишайники (особенно видыризокарпона, аспицилии, гематоммы, лецидеи, леканоры, калоплаки), для которых точно установленсреднегодовой прирост слоевища в данной местности. Использование сведений о приросте, полученных вдругих областях, недопустимо. Достоверные данные о приросте какого-либо вида в определенных местныхусловиях получают измерениями контрольных слоевищ из года в год, измерением слоевищ на субстратах сизвестной давностью и т. д.
Зайцеобразные отличаются от грызунов тем, что у них имеются две пары верхних резцов. У грызунов имеется всего одна пара резцов. У зайцеобразных больше зубов, чем у грызунов (особенно ложнокоренных), а их нижняя челюсть уже, чем верхняя, тогда как у грызунов наоборот - верхняя челюсть уже нижней.