История биологии с начала XX века до наших дней

Б.П. Токин в 1928 г. в докладе, а в 1930 г. — в печати сообщил об открытии им у высших растений защитных веществ, способных подавлять рост бактерий, грибов и простейших. Эти вещества были названы фитонцидами. В книге «Бактерициды растительного происхождения (фитонциды)» (1942 и в последующих изданиях) Токин изложил результаты изучения их свойств, химической природы, мощности и диапазона действия, влияния на состав биоценозов, а также указал на перспективы их использования в медицине, сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Открытие фитонцидов положило начало широким поискам антибиотиков, выделяемых высшими растениями.

В течение последних десятилетий изучение ростовых процессов шло по пути раскрытия внутренних условий роста и установления связи ростовых процессов с физиологически активными веществами — гормонами роста, особенно гетероауксином и кининами. Было также установлено, что некоторые вещества, не встречающиеся в растениях, могут оказывать сильное влияние на ростовые и формообразовательные процессы. Такие вещества получили название стимуляторов роста. К ним относятся 2,4-дихлорфеноксиуксусная, α-нафтилмасляная и другие кислоты. Взятые в небольших концентрациях, они так же, как естественный гормон роста гетероауксин, способствуют корнеобразованию, почему получили широкое применение в практике размножения растений черенками.

В 50-60-е годы предметом интенсивного исследования стали природные (абсцизовая кислота, кумарин, флоридзин) и синтетические (гидразид малеиновой кислоты, трийодбензойная кислота, хлорхолинхлорид, морфактинхлорфлуоренол) ингибиторы роста растений. Природные ингибиторы роста играют существенную роль в состоянии покоя, а также при воздействии неблагоприятных факторов среды, например засухи. Ингибиторы находят применение в сельскохозяйственной практике. Их используют, например, для задержки прорастания клубней картофеля.

Было установлено, что физиологически активные вещества оказывают прямой положительный эффект только в малых дозах. Взятые в более высоких концентрациях, они вызывают отравление растений и применяются в качестве гербицидов для уничтожения сорняков в посевах. Таковы гербициды избирательного действия, например 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота. Как показали работы И.И. Гунара (1952), гербициды приводят к нарушению азотного и углеводного обмена веществ, а также фотосинтеза, дыхания и других процессов. Впрочем, и вредное действие веществ может иногда оказаться хозяйственно полезным. Так, для механизированной уборки хлопчатника большое значение имеют и дефолиация (удаление листьев), и десикация (высыхание листьев).

В 60-х годах П.А. Генкель показал, что интенсивный рост стебля и корня связан с усиленным обменом веществ и ростом у них той стороны, где скапливается ауксин. По данным Л. Браунера (1959), под действием земного тяготения возникает «геоэлектрический эффект», т. е. изменения в биоэлектрических явлениях. Аналогичная поляризация органа, подвергавшегося раздражению, наблюдалась Браунером также и при одностороннем освещении, причем возбужденная сторона становится электроотрицательной.

Помимо ростовых движений у растений стали различать движения сократительные, например складывание листочков у стыдливой мимозы (Mimosa pudica) и у кислицы (Oxalis acetosella). В.Н. Жолкевич и А.Г. Четвериков (1967) показали, что эти движения связаны с изменениями свободных радикалов, т. е. с превращениями энергии в растении. Б.Ф. Поглазов (1965) обнаружил, что у тропического растения Desmodium gyrans наблюдается высокая АТФазная активность, тогда как у растений, не способных к движению, она незначительна. Работы Поглазова сделали весьма вероятным предположение, что многие движения «сна» являются не ростовыми, а сократительными.

Давно отмечено, что ростовые процессы и движения растений совершаются ритмически, следуя обычным периодическим явлениям — смене дня и ночи и времен года («физиологические часы»). Однако в ряде случаев связи между ритмом того или иного физиологического процесса и окружающими условиями обнаружить не удается. Тогда говорят об эндогенных ритмах растения.

Устойчивость растений к неблагоприятным условиям.