Raudonoji grėsmė • Sergejus Glagolev • Populiariosios mokslinės užduotys "Elementuose" • Biologija

Raudona grėsmė

Užduotis

Antocianinai yra vandenyje tirpūs augaliniai polifenoliai, dėl kurių raudonos arba mėlynos spalvos daugelis gėlių ir vaisių, taip pat raudonos spalvos rudens lapai. Jie yra plačiai naudojami kaip nekenksmingi maisto dažai. Be to, jie dažnai reklamuojami kaip maisto papildai, antioksidantai, teigiamai veikia sveikatą. Yra žinoma, kad padidėjusi antocianinų koncentracija gali apsaugoti augalus nuo vabzdžių kenkėjų (pvz., Amarų). Remiantis kai kuriais darbais, vikšrų mirtingumas buvo daug didesnis, kai valgė antocianų spalvos dalis, o ne tada, kai jie buvo dažyti tos pačios augalų rūšies dalimis. Ar tai reiškia Ar tai, kad antocianinai yra nuodingi žmonėms? As gali paaiškinti padidėjusį vabzdžių mirtingumą?


1 patarimas

Omnibusas yra tikroji veninė, sed deva.


2 patarimas

Žiūrėkite problemą "Pelės ar šunys" – čia rasite vieną iš sprendimų.


3 patarimas

Sąlyga nesako kas mirtis vikšrai mirė.


Sprendimas

Petras turi ožką nemokamai
Ate visą salotą salotų padažas,
Tik pasirinktas raudona:
Staiga jis yra kažkas pavojingas?
O. Емельянова

Labiausiai akivaizdus (ir, greičiausiai, neteisingas) atsakymas yra tas, kad antocianinai yra nuodingi vabzdžiams, bet nėra žalingi nuo žinduolių.Atrodo, kad taip nėra. Kai kuriuose tyrimuose tiesiogiai nurodoma, kad antocianinų toksiškumas nebuvo įrodytas jokiam aukštesniam organizmui. Tiesa, antocianinai yra labai didelė ir gana skirtinga medžiagų grupė. Pranešime spaudai ir populiariose pastabose (aš negalėjau rasti paskelbto mokslinio straipsnio), kuriame teigiama apie padidėjusį vienos rūšies vikšrų mirtingumą (žr., Pavyzdžiui, kenkėjų kovos su antocianinais), tai yra mėlynos spalvos petunijos gėlės. Mažai tikėtina, kad kažkas ištyrė savo toksiškumą žmonėms ar pelėms.

Taip pat yra įrodymų, kad antocianinų sintezės padidėjimas tabako lapuose ir vaisiuose bei arabidopsis gali būti apsauga nuo vikšrų (žr., Pavyzdžiui, N. Onkokesung ir kt., 2014 m. Flavonoidų metabolitų moduliavimas per arabiško liposo MYB75 transkripciją faktorius: kaempferolio-3,7-dirhamnosido vaidmuo atsparumo vabzdžiams žolėdams Pieris brassicae). Augalų "paraudimas" yra susijęs su genų inžinerijos manipuliacijomis: šiuo metu gerai ištirtas antocianinų sintezės metabolizmo būdo reguliavimas. Vandeniniai ekstraktai iš tokių augalų taip pat gali padidinti arklių mirtingumą. Tačiau neatrodo, kad ištirti antocianinų toksiškumas vikšrams.

Galima daryti prielaidą, kad antocianinai vis dar yra nuodingi, tačiau tik labai didelėmis dozėmis. Atliekant žinduolių tyrimus (kai jie dedami į maistą), šių dozių neįmanoma pasiekti. Galų gale, triušiai ir pelės nėra tokios pernelyg didelės kaip vikšrai.Galų gale, kai kurie lapuočių valgomieji vikšrai suvalgo iki kelių kartų daugiau per dieną nei jie pasveria save. Mažai toksiška pelėms (nei vabzdžiams) gali būti dėl to, kad antocianai gali tiesiog silpnai įsisavinti žinduolių žarnose (prieštaringi duomenys šiuo klausimu) ir mažai netoksiška dozė patenka į kraują ir audinius.

Bet jei galų gale patys antocianinai niekam nėra nuodingi, tai kodėl garnyrai gali mirti dažniau maitinant spalvotąsias augalų dalis? Pasirodo, yra daug galimų paaiškinimų. Turint didelę antocianinų koncentraciją, iš augalų gali būti sintetinamos kitos, labiau toksiškos medžiagos. Arba atvirkščiai – antocianinai tampa labiau sintezuojami, nes daugiau toksiškų pirmtakų medžiagų. Kartu su antocianinų sintezės paleidimu tie patys reguliuojantys genai gali apimti skirtingo cheminio pobūdžio toksinų sintezę, pavyzdžiui, baltymus.

Antocianinų derinys su kai kuria kita medžiaga, su kuria jie patenka į cheminę reakciją, susidaro toksinas arba veikia kartu su vikšrinėmis ląstelėmis, gali būti nuodinga. Arba atvirkščiai – antocianinai gali apsaugoti tam tikros rūšies toksinus nuo sunaikinimo ultravioletinėje ir matomoje šviesoje (tai iš tiesų buvo parodyta vienai iš apsauginių medžiagų – tiaarbrino).Kitas galimas paaiškinimas yra antocianino pavertimas į tam tikrą nuodingų darinių viduje vikšrinių ląstelių (žr. Užduočių "Pelės ar šunys?").

Kita galimybė yra antocianino toksiškumas, o ne patiems vikšrams, bet jų simbiontai (pavyzdžiui, žarnyno mikrobiotai). Parodyta, kad antocianinai turi antibakterinį ir priešgrybelinį aktyvumą. Jei antocianinai žudo vikšrinę žarnyno bakterijas, jis gali mirti nuo bado.

Galiausiai, vikšrų mirtingumas gali būti susijęs ne su antocianinų cheminėmis savybėmis, bet su jų spalva. Užduotis nesako, kur buvo atlikti eksperimentai. Jei tai buvo natūralios sąlygos, ne tik jų maisto sudėtis galėjo turėti įtakos vikšrų mirštamumui.

Daugelis vikšro (žiūr. 1 pav.) Turi baltą ar blyškią spalvą, o ryškių spalvų augalų zonose jie bus daug geriau matomi savo priešams. Dažniausiai juos gali valgyti paukščiai, sugauti grobuoniškus vabzdžius arba užkrėsti parazitoidais.

Pav. 1. Bluebird Caterpillar Strymon melinus ant eriogono žiedų. Ši vikšrinė būtų labiau pastebima ryškiai raudonos arba ryškios mėlynos gėlės.

Be to, antocianai gali pritraukti priešų vikšlus ir jų kvapą. Eksperimentuose su "dryžuotomis" gėlėmis rezultatas vargu ar paaiškinamas: kvapai greičiausiai nepastebės atskirų gėlių dalių.Tačiau iš principo toks augalų apsaugos būdas nėra neįprastas (žr., Pvz., Vikšlus pripažįsta dienos ir nakties pakeitimas kvapu, "Elements", 2006 06 19).


Po žodžio

Pirmoji šios istorijos dalis yra apie augalus, antrasis – apie žmones.

Cheminė apsauga nuo valgymo yra viena iš pagrindinių augalų adaptacijų. Apie ją daug žinoma, bet, žinoma, toli nuo visko. Iš atsakymo matyti, kokia sudėtinga sąveika augaluose ir kenkėjų viduje gali turėti įtakos galutiniam poveikiui. Tas pats pasakytina apie "kvapo" apsaugą. Atrodo, puiki mintis – kviesti "skambinti policijai", taigi radęs tarybą trasose. Bet kas dar skris į kvapą ir ar tai kainuos "brangesni"? Ryškus cheminių sąveikų sudėtingumo pavyzdys – straipsnis E. H. Poelman ir kt. Hiperparazitoidai naudoja vaistažolių indukuotus augalų lakiuosius leistinus jų parazitoidų šeimininkus Plos vienas. Sugadintas augalo vikšrais, veikiant vikšrinės seilių medžiagomis, kurios pritraukia parazitoidinius lapus. Žiurkėnų, užkrėstų lapės lervomis, seilių sudėtis pasikeičia. Ir veikiant užkrėstų vikšrų seilėms, pasikeičia augalo kvapas: dabar jis pritraukia superparazitoidus, kurie užkrečia lapų lervą ir tokiu būdu apsaugo vikšlus. Neaišku, ar tokia "apsauga" bus naudinga augalui.

Priešingai, botanikos spalvinimo ir mimikijos apsauginis vaidmuo dėl kažkokių priežasčių beveik nepastebėjo iki XX a. Pabaigos. Gaivinanti gėlių spalva, jos forma ir spalva, panaši į moterį, tai suprantama, ji padeda pritraukti apdulkintojus. Perspėjimas ir patronuojantis dažymas – tai zoologams …

Tačiau pastaraisiais dešimtmečiais situacija labai pasikeitė. Užklausoje "augalų mimikijos gynyba" pateikiama daug straipsnių ir net knygų. Dabar trūksta hipotezių apie apsauginį spalvinimo ir formos vaidmenį, tačiau aiškiai nepakanka darbo, kuriuo būtų išbandomos šios hipotezės. Tokia pati situacija yra ir dėl antocianinų apsauginio vaidmens hipotezių (žr. S. Lev-Yadun, K. S. Gould, 2009. Antocianinų vaidmuo augalų gynyboje).

Tarp jų – ir įspėjamoji spalva ("Aš esu nuodingas – geriau ne jausmas!"), Ir išardymas kenkėjų patronizing spalvos (2 pav.).

Pav. 2 Raudona lapų ir vaisių spalva gali atspausti augalo priešus ir padidinti jų mirtingumą nuo plėšrūnų ar parazitų. Nuotraukos iš puslapių.drexel.edu

Manoma, kad mirusiems ir seniems lapams priskiriama mimika ("Nevalgyk manęs, aš liestis!"), O "nuoširdus" signalas kenkėjais, kad lapai netrukus sugrįš ir tu neturėtum leisti kiaušinių. Gali būti, kad augalai dažnai imituoja spalvą ir formuoja savo ar kitų žmonių erškėčius minkštuose valgomuosiuose organuose.Naudojant spalvotus dėmelius (įskaitant antocianinus), augalai gali imituoti žiedinių skutimosi skruzdžių kolonijas, lipinių lapinių kolonijų ir bjaurių nuodingų vikšrų. Kas nori valgyti lapelį su tokia vikšrai? Yra dar penkios kitos hipotezės, ir jų išbandymui reikia daug darbo.

Tuo tarpu galima laikyti tvirtai nusistovėjusį, kad daugelis amarų vengia raudonųjų lapų, tačiau linkę žalia ir ypač geltona (žr. T. F. Doring ir kt., 2009. Rudens lapai matomi žolėdžių akimis). Kaip mes prisimename, augantys augalai su raudonais lapais dabar nėra tokie sunkūs. Gal netgi visi žemės ūkio augalai bus raudoni, o pasėlių nuostoliai sumažės?

Kaip visada, tai nėra taip paprasta. Timothy Emil Farkas, 2015. Tvoros kompromisai kenkėjų valdyme ir tarpusavio derinimas su spalvomis. Evoliucinė sistema ir galimas taikymas įrodo, kad geriausia apsauga būtų raudonųjų ir žalių kultūrų pjūvis. Tokiai situacijai kenkėjams sunkiau prisitaikyti, jei, pavyzdžiui, raudonojo pigmento gamyba yra brangus malonumas. Tačiau ši galimybė greičiausiai nebus išsipildyta. Darbas su genetiškai modifikuotu arabidopsiu parodė, kad daugelio antocianinų sintezė yra daugiausia brangi pati augalas. Tokie augalai auga lėčiau ir gamina daug mažiau vaisių.Be to, pasirodė, kad jie yra geriau apsaugoti nuo nespecializuotų vikšrų, tačiau jų apsauga nuo specializuotų vikšrų, maitinančių tik kryžmažiškus, sumažėja. Taigi laukai artimoje ateityje gali išlaikyti įprastą žalią spalvą.

O kaip apie antocianinų poveikį žmonėms? Labiausiai tikėtina, kad jie yra nekenksmingi. Gal net naudinga. Vis dėlto aforizmas "viskas yra nuodai ir viskas yra vaistas" yra ypač tinka jiems (taip pat daugeliui kitų antioksidantų).

Pavyzdžiui, susijusiems augalų antioksidantams, flavonoidams žinduolių ląstelių kultūrose, nustatyta, kad 10-25 μM (μmol / L) koncentracija apsaugo ląsteles nuo apoptozės, DNR pažeidimo ir citotoksiškumo, o 50-250 μM padidina visas šias nelaimes (žr. Peržiūrą J. Bouayed, T. Bohn, 2010. Egzogeniniai antioksidantai. Dvigubo kalibro korozijos redokso būklė. Toje pačioje apžvalgoje pateikiami įspūdingi duomenys apie želbinišką arbatą EGCG katechiną, kuris dažnai reklamuojamas kaip maisto papildas. Bandant su pelėmis, 30-60 mg / kg dozė tik sumažina nerimą. Daugiau nei 120 mg / kg dozė per dieną sukėlė 100% pelių mirtį. Ši medžiaga yra parduodama 400 mg kapsulėse; ir tai yra įmanoma, kad 2-3 kapsulės "nekenksmingo" maisto papildas gali būti mirtina dozė vienerių metų vaikui.

Parodyta, kad antocianinai gali būti konvertuojami iš antioksidantų į prooksidantus, sąveikaujant su metalo jonais.Todėl yra įmanoma, kad bet kokio maltovero ar kito preparato su geležies (III) hidroksidu ir, pavyzdžiui, beta karotinu (gyvenimo ir ilgaamžiškumo šaltiniu) beta karotino vartojimas (šiuo klausimu nėra mokslinių duomenų). Kiek sudėtinga yra antioksidantų (įskaitant vitaminus A, C ir E) poveikį žmogaus organizmui, galima pamatyti iš populiarios, o gana išsamios, Dr. Komarovsky interneto svetainės analizės. Ir daug mokslinių duomenų apie didelių vitaminų dozių poveikį, švelniai tariant, kelia nerimą. Tas pats beta karotinas (vitaminas A), kurio didžiulės terapinės dozės labai padidina plaučių vėžio ir mirtingumo riziką tarp rimtų rūkančiųjų, bet ne tarp sveikų žmonių (žr. R. Goralczyk, 2009 m.). hipotezės ir tyrimo būklė); Pasirodo, kad tokius veiksnius, kaip pradinė sveikatos būklė ir įpročiai, taip pat svarbu atsižvelgti vartojant antioksidantus.

Keista, kad nėra išsamių duomenų apie antocianinų šalutinį poveikį. Akivaizdu, kad toksiškos gali būti tik tokios dozės, kurios yra šimtai kartų didesnės už įprastą vartojimo su maistu kiekį – natūraliai pasitaikančios ir turinčios E163 priedą (tai yra, kaip antocianinai maisto pramonėje) yra toksiški.Daugelis mokslinių straipsnių iš tiesų įžeidžia antocianinus ir jų vaidmenį apsaugant nuo uždegimo, vėžio, širdies ir kraujagyslių ligų ir kt. Tačiau, neatsižvelgiant į tai, kokios naudos jie yra, sveikiau ir saugiau valgyti daugiau vaisių ir daržovių (įskaitant didelis kiekis antocianinų!), nei naudoti dideles dozes dietinių papildų.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: