лекция. Өсімдіктердің қоршаған ортаға биохимиялық бейімделуі. Ауа райының жағдайына биохимиялық бейімделудің негіздері.

1 лекция. Қоршаған орта биохимиясы: пәні, мақсаты, міндеттері, зерттеу объектісі, экологиялық биохимияның әдістері. Адамның биосфераға биохимиялық әсері.

Табиғи ресурстарды тиімді пайдалану үшін биосфера компоненттерінің арасындағы әрекеттестіктерді (бір-бірімен қарым-қатынастарды) зерттей отырып оларды түсіну көп мәселелердің басын ашуға мүмкіндік береді. Осыған байланысты биогенездің әртүрлі сатыларындағы, кейде бір-бірінен алшақ орналасқан пәндер арасындағы, байланыстылықтырды қарастыруға тура келеді. Мысалы, экология мен биохимия.

Қазіргі таңда экология ғылым ретінде жаратылыстану ғылымдарымен байланыса отырып (химия, физика, математика, география, геохимия, биохимия, физиология, генетика, биофизика және т.с.с.) биологиялық және биологиялық емес процестерге қатысты көптеген мәселелерді қарастырады. Көптеген экологиялық проблемаларды дұрыс түсіну және шешу үшін әртүрлі әдіс-тәсілдерді, соның ішінде биохимиялық тәсілдерді де қолдануға тура келеді. Сонымен қатар жануарлар мен өсімдіктердегі бірқатар метаболиттік процестерді экологиялық тәсілдерді қолдану арқылы ғана шешуге мүмкіндік болды.

Мысалы, энтомология мен өсімдіктер биохимиясы арасындағы байланыстылық бойынша алғашқы жұмыстар сонау Британия империясы кезінде пайда бола бастады. Сол кезде натуралистердің (табиғатты зерттеушілер) құстарды қорқыту үшін көбелектердің түсінің өзгеруі (мимикриясы) туралы теориясы көпшіліктің назарын аударды. Бұл салада сол кездегі Суиннертонның еңбектері ерекше жоғары бағаланады. Бірақ, өмірден кенеттен ерте озуына байланысты ғалымның жинаған аса бай қолжазбалары қанағаттанарлық деңгейде зерттелмеді. 1915 жылы ол Африкада бәбісек (сасықкөк – удод), птица-носорог, кустарница сияқты құстарды қоректендіру бойынша тәжірибелер жүргізді. Ол, мимикрия құбылысынан басқа, данаид көбелектерінің улы болатындығын және оны жеген құстардың құсатындықтарын байқады. Сонымен қатар ол көбелектегі жағымсыз иіс пен дәмін көбелектегі химиялық детергенттер тудыратынын көрсетті. Көбелектің улы қасиетін білетін ересек құстар балапандарын олардан оқшау ұстап, жеп қоймауын қадағалайды.

Паултон, Суиннертонның тәжірибелерін толық қолдай отырып, Хааз, Уоллес, Миллер, Мельдол және Слейтер сияқты ғалымдардың теорияларымен такнысқаннан кейін бұл жұмыстардың негізі бар екенін, әрі бұл зерттеулерді онан әрі жалғастыру керектігін айтты. Құстарды қанатының түсімен қорқытатын көбелектердің дәрнәсілдері (личинкалары) улы өсімдіктермен қоректенетіндіктен олардың жапырақтарынан қарғаныштық токсиндер алуы мүмкін. Бұл теорияны Паултон химиялық әдістердің көмегімен ашуға болады деп түйді.

Мұндай құбылысты зерттеу жан-жақты білімі бар, мысалы ботаник, әрі биохимик, ғалымның қолынан ғана келеді. Ал ондай ғалым осыдан 50 жылдан кейін табылды. Ластовневые және кирказоновые тұқымдастарының химиясы бойынша терең білімі болған Райхштейн данаид көбелектерінің осы (улы) өсімдіктермен қоректенетіндігіне назар аударды. Осыдан кейін Джейн ван Брауэр көбелек-имитаторлардың, олар кімдерді имитация жасайтындары сияқты, жыртқыштарда жеркенушілік эффектісін тудыратындығын тәжірибелер жасай отырып дәлелдеді. Улы өсімдіктермен қоректенген көбелектің денесінде токсиндер жиналып, оның дәмі жыртқыш құстың есінде терең сақталады да, алдағы уақытта көблекпен қоректенбейді және балапандарын да осыған үйретеді.

Осы аталған зерттеулер жануарлар мен өсімдіктер арасында биохимиялық әрекеттестіктер болатындығы теория жүзінде емес, іс жүзінде болатындын көрсетті. Соңғы жылдары ғылыми зерттеулердің көптеген салаларында әртүрлі ғылыми бағыттар арасында байланыс түзіліп, пән аралық бағыттар пайда бола бастады, яғни кейбір зерттеулердің нәтижелері екі немесе одан көп ғылыми бағыттардың қатысуымен жүзеге асырылады. Қазіргі таңда экологиямын байланысты бірнеше пәнаралық салалар пайда болды:

• Химиялық экология

• Фитохимиялық экология

• Биохимиялық экология

• Экологиялық биотехнология

ХХ ғасырдың екінші жартысында экология мен биохимия арасындағы байланыстылықтарды дәріптейтін, соған дейінгі зерттеулерді бір жүйеге келтіре отырып жазылған алғашқа қомақты еңбектер жазыла бастады:

1. Харборн Дж. Фитохимическая экология. 1972.

2. Харборн Дж. Введение в биохимическую экологию. М., Мир, 1985 екінші басылым), 312 б.

3. Остроумов, С.А. Введение в биохимическую экологию / С.А. Остроумов // Изд-во Московского ун-та. 2006.

Соңғы жылдары биохимиялық экология биология ғылымында ерекше орын алып, бұрынғы зерттеу жұмыстары жаңа эксперименталды материалдармен толықтырылу үстінде. Ғылыми еңбектермен қатар жаңа оқу құралдары жазылды:

4. Саловарова В. П. Введение в биохимическую экологию : учеб. пособие / В. П. Саловарова, А. А. Приставка, О. А. Берсенева. – Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2007. – 159 с.

5. Матасова Л.В., Хицова Л.Н., Попова Т.Н., Научный редактор проф., Артюхов В.Г. Биохимическая экология: Учебное пособие. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2003. - 63 с.

6. С.А.Остроумов. Введение в экологическую биохимию. МГУ, 1986.

7. П. Хочачка, Дж. Сомеро. Биохимическая адаптация. М.: Мир, 1988. 568 с.

8. Қорабаев Е.М., Заманбеков Н.А. және т.б. Экотоксикология. Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2011, 320 б.

9. Куценко С.А. Основы токсикологии. - Санкт-Петербург, 2002.

10. Гуляева Л.Ф. Экологическая биохимия // Краткий курс лекций. - Из-во Новосибирского Гос. Ун-та.- 2003. - 131 С.

«Қоршаған орта биохимиясы» пәнінде, табиғатта аса маңызды, бірақ әлі зерттеле қоймаған, төмендегі мәселелер қарастырылады:

• Қоршаған ортаға өсімдіктердің бейімделуі

• Өсімдіктер тозаңдануының биохимиясы

• Өсімдіктер токсиндерінің жануарларға әсері

• Өсімдіктер мен жануарлардың арасындағы гормоналдық әрекеттесулер

• Жоғары сатыдағы өсімдіктер арасындағы әрекеттесулер

• Жоғары және төменгі сатыдағы өсімдіктер арасындағы қарым-қатынастар

• Насекомдар ұнататын тағамдық заттар

• Омыртқалы жануарлар мен адамдар ұнататын тағамдық заттар

• Феромондар және жануарлардық қорғаныш заттары.

Қоршаған ортаға адамзаттың өзі де зиянды әрекеттер жасауда. Сыртқы ортаға әртүрлі өндіріс салаларының көптеген зиянды қалдықтары (өнімдері) тасталынады. Оларды жою үшін түрлі технологиялар қолданылады. Мұндай қалдықтардың бір бөлігін химиялық жолмен, ал екінші бөлігін биологиялық әдістерді қолдана отырып жоюға болады. Мысалы, ядролық қарулардың қолдануылынан кейін (радионуклидтер), космосқа ракета ұшырудан кейін (гептилден тазалау) топырақты қайта қалпына келтіру (биоремедиация), ауыр металдардан (өсімдік-аккумуляторлар көмегімен), мұнай қалдықтарынан арылу (микроорганизмдер көмегімен), т.с.с. мысалдарды көптеп келтіруге болады.

Осы келтірілген мәліметтерден биохимия мен экология салаларының арасындағы байланыстардың табиғатта өте маңызды роль атқаратынын және бұл саладағы зерттеулер табиғаттың белгісіз құпияларын тереңірек түсінуге мүмкіндік беретіндігін көрсетеді.

2 лекция. Өсімдіктердің қоршаған ортаға биохимиялық бейімделуі. Ауа райының жағдайына биохимиялық бейімделудің негіздері.

Өсімдіктер мен қоршаған орта арасындағы қарым-қатынастар. Қоршаған ортаның өсімдіктерге әсер етуші факторларының түрлері. Жануарлармен әрекеттесуге қатысушы өсімдіктердің екіншілік метаболиттері. Қоршаған орта әсеріне организмнің бейімделунің (адаптация) биохимиялық негіздері (зат алмасу, ферменттердің белсенділігі және т.с.с.). тропика өсімдіктерінің фотосинтезі, ерекшелігі. Өсімдіктердің суыққа, құрғақшылыққа бейімделуі. Су басып қалған жағдайда (гипоксия) өсімдіктердің бейімделуі.

12 3 4 5 Следующая ⇒