Вопрос: Известно, что многие растения образуют вещества, которые не используются непосредственно для питания, дыхания, роста и размножения. Как Вы считаете, какие функции эти вещества могут выполнять? Желательно подтвердить свой ответ примерами подобных растений.
Категория: школьный раздел
Ответы:
Если кто-то знает, вопрос касается вторичных метаболитов растений - такая интересная, интригующая группа веществ, которая, в общем-то не очень понятно, зачем может быть нужна. Мы не стали задавать вопрос, зачем нужны вторичные метаболиты, мы просто дали определение этого понятия: вторичные метаболиты - это вещества, которые не используются непосредственно в типичном метаболизме, то есть в жизненно необходимых путях различных биосинтезов, метаболических путях. И поэтому вторичные метаболиты от одного растения к другому различаются. Собственно, вы сами можете привести (и приводили) массу примеров, касающихся лекарственных растений, эфирных масел, различных ядовитых растений - всё это вторичные метаболиты.
Самая популярная версия совершенно не конкретизировалась - она звучит как "для защиты". Просто для защиты. Вот, вонючие, горькие, едкие какие-то. И за неё, конечно, ставили не много баллов - 0,2. А дальше по популярности идут версии: привлекающие опылителей - это уже повыше, это 0,3, поскольку какое-то элементарное построение есть; липкие вещества - прикрепляться, фиксировать добычу - тоже в принципе неплохая версия, но опять же она ограничена: к чему прикрепляться? Всё зависит от функции. Зачастую функцию прикрепления несут не липкие вещества, а, например, есть кутикулярные выросты, есть шипики, есть какие-то производные эпидермиса. То есть не всегда вторичные метаболиты именно для этого служат.
Скажем сразу о сильных версиях. Во-первых, это версия про секрецию. Вы можете задуматься о том, что у растений проблема с выделением. Выделительной системы как таковой - такой крупной, по всему организму - её нет. А проблема выведения есть. Газообразные вещества ещё можно вывести через устьице - хорошо. А что делать с нерастворимыми солями? Что делать с какими-то такими соединениями, которые весьма токсичны? Их в общем-то невозможно даже выводить за пределы клеток, где они образовались. Для этого приходится складировать, и вы знаете, что в растениях есть ткани, которые отвечают за такое складирование. Например, вы знаете, наверное, про опадение коры у многолетних растений. В паренхиму первичной коры складируются вредные вещества - вредные, ненужные, отходы, отбросы. И их потом выводят, их просто сбрасывают и делают новую кору. Уже под старой корой идёт новая, и вот как бы идёт такое выведение. С листьями - листопад - тоже можно... Но это сезонное явление, невозможно каждый день сбрасывать с себя листья, чтобы вывести вредные вещества. Поэтому их нужно где-то держать. Собственно, в качестве примера можно привести кристаллы оксалата кальция. Щавель все ели ведь, верно? Вот, собственно, почему он такого вкуса - кислый? Оксалат кальция. Эта версия была редкая и сильная.
Ещё интересная версия - по поводу того, что такие вещества могут быть антифризами. Антифриз - это вещество, которое препятствует замерзанию жидкости, или, точнее, понижает эту точку замерзания. По законам физхимии, если повысить концентрацию растворённых в воде веществ, то точка замерзания снижается. То есть вода замёрзнет не при нуле, а при минус двух, например, минус трёх градусах и ниже (кстати, этим пользуются в методике криосохранения растений - тоже очень интересная вещь, где понижают температуру до температуры жидкого азота - минус 196 градусов по Цельсию). Растения сами вырабатывают свои антифризы и, кроме всего прочего, при помощи таких растворённых веществ, особенно если они не очень мелкие, если это более-менее крупные молекулы, то можно устроить несколько центров кристаллизации для льда, и у вас по крайней мере не будет одного большого кристалла, он не разорвёт вакуоль, не разорвёт мембрану. За антифризы тоже ставился 1 балл - это очень много на самом деле.
Версия по поводу того, что это антибактериальные вещества, - да, правда, вторичные метаболиты могут быть и антибактериальными веществами, и веществами, отвечающими за растительный иммунитет, - тоже в некоторой степени уникальная вещь, иммунитет у растений устроен совершенно иначе, но распространяться я сейчас об этом не буду, иначе это затянется часа на полтора...
Гормоны или сигнальные вещества, которые необходимы для коммуникации растений. Да, это правда, это тоже одна из функций вторичных метаболитов. По поводу гормонов я могу сказать, что чисто по классификации их обычно не относят к вторичным метаболитам, поскольку растительные гормоны есть в каждом растении, везде, в любых видах. Они необходимы для жизнедеятельности растений, поэтому их нельзя отнести к вторичным метаболитам, вот к таким веществам. А вот вещества для сигнализации - да, пожалуйста, такое растительное сообщество, как сосновый бор, сигналит о своём наличии за несколько километров - разносятся эфирные масла, и они являются сигналом для самых разных организмов, не только для растительных. Критерий очень большой, я обо всём говорить не буду, это вопрос такой, изобильный, я бы сказала, потому что версий на работу было много, и действительно тут можно много чего придумать и рассказать.