О положении в биологической науке - [47]

Для нас, представителей советской биохимической школы, особую ценность представляют указания Т.Д. Лысенко на глубокую Связь, которая существует между изменчивостью, наследственностью и процессами обмена веществ (характером и типом обмена в организмах).

Заслуга школы Баха и Опарина заключается в том, что в работах этой школы впервые ферменты стали мощным орудием изучения обмена веществ и управления ферментативными процессами при переработке сырья, растительного или животного происхождения. До работ Баха, Опарина и их учеников действие ферментов изучалось на их растворах, искусственно выделенных из разрушенных растительных или животных тканей. Полученные таким путем данные, конечно, представляют ценность для установления химической природы ферментов, изучения кинетики ферментативного действия, а также для исследования активности ферментов в автолитических смесях.

Но эти данные не могут дать представления о работе ферментов в живой клетке, где мы имеем гораздо более сложные условия, чем в автолитических смесях, в разрушенных, убитых тканях. Для биолога ферменты представляют громадный интерес не только сами по себе, но, по образному выражению Алексея Николаевича Баха, и как ключ к познанию химизма жизненных явлений.

Касаясь непосредственных причин, вызывающих колебания ферментативной активности животного организма, А.Н. Бах 25 лет тому назад писал, что изменчивость в действии ферментов можно объяснить только с точки зрения непостоянства концентрации ферментов или же изменения их активности, в известные моменты, – под влиянием тех или иных условий.

Исходя из представлений Мичурина и Лысенко и основываясь на принципах биохимической школы А.Н. Баха, нами, в Институте биохимии имени А.Н. Баха Академии наук СССР, были предприняты исследования, которые привели к установлению целого ряда новых фактов, свидетельствующих о глубоких переменах в биохимической деятельности организмов под влиянием яровизации и вегетативной гибридизации.

Еще в 1936 г. нам удалось установить, что, при яровизации семян по методу Т.Д. Лысенко, в вегетирующих растениях возникают коренные сдвиги биохимического характера.

В данной серии опытов перед нами стояла задача – проследить происходящие под влиянием яровизации изменения процессов ферментативного образования и распада сахарозы в живой клетке.

Опыты с озимой пшеницей Украинка показали, что у неяровизированных растений процесс ферментативного образования сахарозы превалирует над процессом гидролиза, распада этого вещества. В яровизированных же растениях мы наблюдаем диаметрально противоположную картину. Процесс яровизации обусловливает смещение ферментативного равновесия в живых листьях растения – в сторону гидролиза.

Впрочем, необходимо отметить, что высокая продуктивность растения связана с преобладанием гидролитических реакций в его вегетирующих органах.

Следует указать, что при яровизации изменяется не только направленность ферментативного образования сахарозы, но и баланс растворимых Сахаров. Яровизация приводит к увеличению количества моносахаридов.

Для полноты и достоверности суждения о полученных результатах, мы провели опыты, аналогичные вышеописанным, на различных сортах хлопчатника, растения, отличного от пшеницы как по своей природе, так и по факторам, нужным для прохождения стадии яровизации. Результаты опытов с хлопчатником полностью подтвердили данные, полученные нами в опытах с пшеницей. У хлопчатника, так же как и у пшеницы, яровизация обусловливает коренной сдвиг в направленности процессов ферментативного образования и распада сахарозы.

Наши исследования действия ферментов в живой растительной клетке, под влиянием яровизации, привели к следующим основным выводам.

Яровизация семян коренным образом сдвигает соотношение между ферментативным синтезом и гидролизом веществ в растении. В листьях яровизированных растений резко повышается процесс ферментативного распада веществ.

В результате этого при яровизации понижается отношение между синтезом и гидролизом сахарозы. Следует отметить, что и в естественном состоянии у этих растений скороспелость связана с преобладанием гидролитической способности фермента.

Необходимо указать, что соотношение между синтезом и гидролизом в растительных тканях является довольно характерным видовым признаком, хотя оно и изменяется закономерно в жизненном цикле растения. Однако сдвиги в биохимической деятельности растений в результате яровизации носят совершенно иной характер, чем те, которые мы получаем, воздействуя, например, эфиром или обезвоживая, намачивая и т.д. живые ткани.

В указанных случаях мы получаем изменения местного, локального характера. Изменения эти носят характер обратимости и, после снятия этих воздействий, исчезают, не оставляя никаких следов в последующей жизни организма. При яровизации же сдвиги, возникшие в биохимической деятельности растения, имеют необратимый характер и сохраняются в последующем ходе развития организма.

Для большей ясности я хотел остановиться здесь еще на одном существенном факте. При сравнении озимых и яровых форм пшеницы академику А.И. Опарину удалось показать, что озимые всегда характеризуются более высоким отношением ферментативного синтеза к гидролизу, т.е. относительным преобладанием синтетического направления реакции над гидролитическим. У яровых же это отношение сдвинуто в сторону гидролиза. При яровизации семян озимых растений соотношение между синтезом и гидролизом в них смещается, приближаясь к типу, обычному для яровых растений, причем вызванный яровизацией сдвиг ферментативного равновесия, как это было показано нами, сохраняется в растениях до конца вегетации.