Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Рыбин, Игорь Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

СВЕТОЗАВИСИМОГО БИО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

1.1. О методологических подходах к явлению светозависимого биоэлектричества

1.2. Методы изучения светозависимого биоэлектричества

1.2.1. Унификация объектов исследования и стандартизация экспериментальных условий

1.2.2. Количественный подход к анализу светоивдуцируемых электрореакций

1.2.3. Разнообразие способов светового воздействия

1.2.4. Эксперименты по аналогии

1.2.5. Метод черного ящика.

1.3. Техника отведения и регистрации

1.4. Об используемой терминологии и принятых обозначениях.

Глава 2. ФЕНОМЕНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОРЕАШЩЙ НА ОТЗШИАТОЕ

ИЭЛЕНЕШЕ ОСВЕЩЕНИЯ.

2.1. Краткий очерк истории исследований ТС-реакции

2.2. Зависимость ТС-реакции от интенсивности света.

2.3. Влияние на ТС-реакцию продолжительности светов&х и темновых экспозиций

2.4. Действие температуры на ТС-реакцию . . 6S

2.5. Действие на ТС-реакцию газового состава атмосферы.

2.5.Х. Влияние различных концентрации С

2.5.2. Влияние [о2].

Выводы.S

Глава 3. О РОЖ ШШЕНТНЫХ СИСТЕМ В СВЕТОЗШСИМОМ

ЭЛЕКТРОГЕНЕЗЕ.

3.1. Развитие электрореакций в монохроматическом свете.

3.2. Спектры действия фаз Рн

3.3. Изучение Рн с помощью диурона

3.4. Действие комбинированного монохроматического освещения на Р

3.5.Электрореакции на импульсное освещение

Анализ результатов и вывода

Глава 4. СРАШПЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ СБА КУКЛУ Ш И БОБОВ

4.1. Комментарий к различиям в феноменологии СБА кукурузы и бобов, установленным в предыдущих

главах.

4.2. Электрореакции на спектральные переходы при низких и высоких интенсивностях света

4.3. Электрореакции на спектральные переходы при низких и высоких интенсивностях света (продолжение)

4.4. "Эффект освещаемой площади".

4.5. Особенности действия кислорода на Рн бобов 144 Анализ результатов и выводы t

Глава 5. ЭЛЕКТРОРЕАКЦШ НА ВЫКЛЮЧЕНИЕ СВЕТА

5.1. Различия в феноменологии ТС- и СТ-реакций

5.2. Изучение СТ-реакций с помощью химических воздействий.

Глава 6. О СТЕЛСЗУШО-ВЕЕМЕННШ ОРГАНИЗАЦИИ

ПРОЦЕССОВ СВЕТОЗАШСИМОГО ШТЕНЩ1М0БРА30ВАНЙЯ 201 6.1. Амплитудно- и фазово-частотные характеристики колебании потенциала листа при периодическом световом воздействии

6.2. Феномен';: автоколебаний потенциала листьев растений в решше обратной связи с освещенностью

Глава 7. Некоторые частные вопросы СБА

7.1. Исследование биоэлектрической реакции листьев этиолированных растений в процессе зеленения.

7.2. О возможности фитохромной регуляции СЕБА

7.3. О связи стационарного потенциала листа с фотосинтезом в условиях естественного освещения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений"

История изучения светозависимого биоэлектричества растений драматична. Оно было открыто 90 лет назад в виде электрореакции листа на включение света ( На A kt, 1892), Вскоре было установлено, что светоиндуцируемая электрореакция (или ТС-реакция) обусловлена наличием в растительной ткани хлорофилла ( KiEih/, 1898, Waller, 1900). Однако, это обстоятельство не привлекло внимания к этому феномену исследователей фотосинтеза. Биоэлектричество и фотосинтез представлялись слишком далекими друг от друга явлениями.

В электрофизиологии того времени укоренилось представление, что генерация потенциалов в живых тканях - это выражение возбудимости и раздражимости. Применительно к растениям эту концепцию развивал Бос (ВоSt, 1907). Бос считал свет стимулом, сходным по своему действию с любым другим раздражителем. Несмотря на то,что в 20-х годах были получены бесспорные доказательства обусловленности ТС-реакции хлорофиллом и сформированным фотосинтетическим аппаратом хлоропластов {Waller, 1923-1929), представление о ней, как о неспецифическом ответе растения на световое раздражение до сих пор остается весьма распространенным среди физиологов растений. Подобная точка зрения не способствовала актуализации интереса к этому явлению.

Начиная с 30-х годов, на повестку дня был поставлен вопросо клеточных механизмах генерации потенциалов. В последующие десятилетия микроэлектродные исследования занимают ведущее место в электробиологии. Основным объектом изучения в электрофизиологии растений стала клетка. Целью этих исследований было выяснение электрогенных свойств клеточных мембран и лежащих в их основе механизмов.

Малая изученность светозависимого биоэлектричества на "макроуровне" целостной ткани листа на фоне значительного потока научной информации о биоэлектрических свойствах отдельных клеток стала представляться вполне оправданной по отношению к интегральному явлению, дня объяснения которого необходимо сначала понять его более элементарный уровень - клеточный. Подобное отношение как-будто бы подкреплялось утверздениями о сложности, вариабельности и трудной воспроизводимости ТС-реакций.

Но, во-первых, такие утверждения априорны вследствие малой изученности явления и недостатков методики его наблюдения (см. главу I). Во-вторых, если электрофизиология животных подошла к изучению клеточных механизмов электрогене за, располагая фундаментальными представлениями о функциональной (информативно-сигнальной) роли биопотенциалов в организме животных и тщательно изученной феноменологией возникновения и распространения потенциалов возбуждения на "макроуровне" (например, нервных стволов), то переход на микроуровень растительной электрофизиологии, по крайней мере, в отношении светоиндуцируемых изменений потенциала листа не был связан ни с полнотой представлений о феноменологии этого явления, ни с однозначным ответом на вопрос о физиологической значимости светозависимого биоэлектричества.

Что же определяет актуальность изучения светоиндуцируемых алектрореакций зеленых тканей растений?Выдающейся заслугой электрофизиологии животных является разработка биоэлектрических средств функциональной диагностики животных и человека (электрокардиография, электроэнцефалография, электроретинография и др.). Известно, какое значение имеют эти показатели для контроля за состоянием физиологических систем организма.

Метода электрофизиологической диагностики жизнедеятельности растений пока что находятся в стадии экспериментальных разработок. Но интерес к ним становится все более актуальным по мере того, как возрастает необходимость выращивания растений в искусственно контролируемых условиях. Оптимизация условий выращивания ставит задачу непрерывного прижизненного и неповреждаадего контроля за развитием растений.

В техническом отношении, так же как и для организма животных, в наибольшей степени этому отвечают биоэлектрические показатели, снимаемые с тех или иных органов растения. Современные электроизмерительные средства способны обеспечить контактную или дистантную с практически неограниченно высокой чувствительностью и малой инерционностью регистрацию биопотенциалов. Проблема состоит лишь в том, чтобы найти эффективные в диагностическом отношении биоэлектрические показатели и понять, какую информацию о жизнедеятельности растения они несут.

Светоиндуцируемые электрореакции зеленых тканей растения, в частности,листьев представляются в этом плане наиболее перспективными для изучения. Прежде всего потому, что они обусловлены фотосинтетической деятельностью. В отсутствие хлорофилла и сформированного аппарата хлоропластов электрофолиограмма не наблюдается. Другим указанием на диагностические возможности светоинду-цируемых электрореакций является чрезвычайно низкий порог их возникновения (Christ, 1955). Христ наблюдал электрореакцию листа герани на включение освещения всего в 23 лк, что примерно на порядок ниже светового компенсационного пункта фотосинтеза.

Интерес к светозависимому биоэлектричеству определяется, однако, не только перспективой его использования для диагностических целей.

Как было сказано, в электрофизиологии растений и, в частности, изучаемого нами явления был и остается принципиальным вопрос о функциональной рож растительного биоэлектричества. Поэтому необходимо было разрешить альтернативу: являются ли свето-зависимые изменения потенциала листа физическим следом фотоактивации физиологических переменных растительной ткани, или же это - собственно электрофизиологическая функция. Если это какое-то вторичное явление, то какими физиологическими процессами обусловлено? Если это явление функциональное, то какую функцию жизнеобеспечения оно выполняет?Начиная с работ Боса, в электрофизиологии растений не оставляются попытки подтвердить сигнальную (информационно-коммуникативную) функцию биопотенциалов. Немногочисленные, но достаточные по своей убедительности литературные данные о ТС-реакции заставляют сомневаться в приемлемости концепции раздражимости в отношении светозависимого биоэлектричества. Более перспективным представляется иной подход к разрешению поставленной выше альтернативы.

К началу 70-х годов электробиология обогатилась открытием энергетической роли биопотенциалов. Установление потенциалобра-зующих процессов, участвующих в энергопроизводстве митохондрий и хлоропластов (Mitch ell, 1961,1966), возможно, представляет собой лишь первый шаг в новом, биоэнергетическом направлении электробиологии. В.П.Скулачевым была высказана идея (1972), что энергетическая роль потенциалов не ограничивается организацией работы сопрягающих мембран энергопроизводящих органелл, а является еще одним универсальным путем (наряду с макроэргическим) энергообеспечения биосистем. Наилучшие условия для транслокации электрической энергии и ее конвертирования в различного вида биологические работы имеются в растительных тканях, располагающих высокоомными мембранными структурами, способными быть передатчиками и накопителями градиентов потенциала. К этому можно добавить, что по ряду общебиологических соображений подобная функция биопотенциалов в растительных тканях представляется и более целесообразной для организации жизнедеятельности растительного организма.

Эти теоретические предпосылки были приняты нами во внимание при постановке экспериментов, в которых мы пытались выяснить физиологическую значимость светозависимого биоэлектричества.

Таким образом, целью исследований, материалы которых представлены в диссертации, было:1) изучение светоиндуцируемых изменений потенциала как выражения функциональной активности ткани листа, прежде всего, фотосинтетической, имея в виду перспективу использования электро-фолиографии в качестве средства функциональной диагностики растений;2) выяснение физиологической роли светозависимого электро-генеза главным образом в аспекте фотосинтетического энергопроизводства.

Как можно видеть, поставленная нами цель исследований акцентировала внимание не на механизмах светозависимого электрогенеза, а на его физиологической значимости. Опыт электрофизиологии животных подсказывал, что подобная стратегия предполагает первоочередное изучение феноменологии светозависимого биоэлектричества, анализ его свойств. Среди них могли оказаться и те, которые указывали бы на функциональную природу явления и на ту функцию, которую выполняет светозависимый электрогенез.

Представлялось методологически оправданным рассматривать светозависимое биоэлектричество как проявление жизнедеятельности автотрофных организмов, возможно, не имеющее аналогов в электрофизиологической деятельности животных. Вместе с тем, обусловленность светоиндуцируемых электрореакций наличием в растительной ткани хлорофилла не казалась нам достаточной для априорного предположения о фотосинтетических первоисточниках возникновений потенциала. Ответ на этот вопрос должен был дать эксперимент.

Рассмотрим кратко содержание последующих глав диссертации.

Методические вопросы излагаются в главе I. Они включают методологию исследований, определявшую стратегию экспериментальных разработок, методы, в которых использовался опыт физиологии фотосинтеза, электрофизиологии животных, изучения саморегулирующихся систем и др., и методику наблюдения и регистрации, которая была нами усовершенствована.

Методическое обеспечение наших исследований разрабатывалось с учетом тех недостатков, которые были допущены в работах наших предшественников. Одно из таких методических упущений состояло в отсутствии обоснованной регламентации условий наблюдения светоиндуцируемых изменений потенциала, что потребовало проведения специальных исследований, основная часть которых представлена в главе 2.

В плане регламентации экспериментальных условий наиболее существенным результатом было установление двух диапазонов интенсивности света (названных нами условно "низкоэнергетический" и "высокоэнергетический), в которых развиваются различные по своему характеру и, как впоследствии.выяснилось, генезису электрореакции, обозначенные нами Рн и Рв. Обнаружение двух типов электрореакций разрешило противоречие между данными, полученными при низких интенсивностях света {Chajst, 1955) и при высоких (Лялин, 1965). В первом случае наблюдаются ТС-реакции с первым положительным отклонением потенциала, а во втором - с. первым отрицательным. При выборе рабочего диапазона интенсивностей света для дальнейших исследований предпочтение было отдано нами низкоэнергетическому и, соответственно, электрореакции Рн. Целесообразность этого очевидна: чем слабее световое воздействие, тем меньше уровень биоэлектрических "шумов" и отчетливее эффекты основных электрогенных источников.

Другим, представляющим интерес результатом феноменологических исследований ТС-реакции были данные, доказывающие параметрическое влияние на светоиндуцируемые электрореакции температуры и газового состава атмосферы (по С02 и С^). Для дальнейшего изучения светозависимого электрогенеза существенным было заключение, что оно не обусловлено ассимиляционной функцией фотосинтеза. Этот вывод значительно ограничил пути поиска фотосинтетического первоисточника светозависимого электрогенеза. Он показал, что основное внимание должно быть сосредоточено на энергетической деятельности пигментных систем.

Задачей следующего этапа исследований светозависимого биоэлектричества было выяснение степени специфичности связи между фотоактивацией пигментных систем и колебаниями потенциала листа. В большинстве опытов использовался монохроматический свет. Идея ряда экспериментов была подсказана широко известными работами по доказательству существования двух фотосинтетических пигментных систем. Так, мы попытались воспроизвести эффекты неаддитивного усиления (второй эффект Эмерсона) и получить биоэлектрические аналоги хроматических переходов (опыты Блинкса). Результаты этих исследований представлены в главе 3.

Прежде всего, были найдены спектры действия последовательных фаз ТС-реакции. Оказалось, что у разных растений (кукуруза, кормовые бобы, цветная капуста) эти спектры практически совпадают и все они обусловлены различными формами хлорофилла. Последовательные фазы электрореакции, напротив, обнаружили различные спектры действия. Эти различия заключались в положении главных максимумов в красной области спектра. Так, первая (положительная) фаза имела максимум в области 680 нм, а следующая (негативная) в дальней красной - 710 нм. Горвитц (Ho/zvitz, 1971) показал совпадение спектра действия светоиндуцируемого изменения потенциала листа со спектром поглощения хлорофилла а. Но он измерял только первое отклонение потенциала. Мы же проделали то же самое с амплитудами последовательных осцилляции (до выхода потенциала на стационарный уровень). Из "пишентспецифичности" последовательных осцилляций потенциала следует, что они обусловлены различными формами хлорофиллов. Е&ло предположено, что спектры действия первой и второй фазы обусловлены пигментами, входящими в ФС-П и ФС-1, соответственно.

Одна из проверок состояла в подавлении работы ФС-П специфическим ингибитором диуроном. Опыты показали, что первая фаза избирательно подавляется, а вторая остается. Это позволило выделить две осцилляторные составляющие Рн, обозначенные нами pggq и p^jq.

Подтверждение парциального участия пишентных систем в генерации светоиндуцируемых колебаний потенциала дали опыты с использованием комбинированного освещения красным и дальним красным светом, которые не обнаружили неаддитивного эффекта усиления осцилляций потенциала и, следовательно, составляющих Pg80 и P7J0. Отсутствие второго эффекта Эмерсона свидетельствовало, что причиной колебаний потенциала не может быть какой-либо результат фотосинтетической деятельности, зависящий от совместной деятельности пигментных систем. Некоторые исследователи полагают, что механизм генерации светоиндуцируемых изменений потенциала локализован на плазмалемме и представляет собой редоксцепь, запускаемую цитоплазматическим НАДФЕ^ (Новак, Иванкина, 1977в). Эта гипотеза нашими данными не подтверждается.

В свете этих фактов сомнительной выглядела обусловленность ТС-реакции и АТФ, образующейся ve tjovo при фотофосфорилировании. Этот вывод согласуется с данными прямых микроэлектродных исследований {y,\kuyama £Т al.,1979; Fuju £т al1979). В них показано, что цитоплазматическая концентрация АТФ, возрастание ! которой можно было бы ожидать при фотосинтезе,не может быть при-j чиной светоиндуцируемых изменений потенциала на клеточной мембране, так как [АТФ] в нормальной цитоплазме является насыщающей для электрогенеза. Заметим попутно, что такой же отрицательный ответ был дан и в отношении цитоплазматической концентрации Н*. В этой связи мы обратили также внимание на хорошо известное явление -так называемый световой лаг-период фотофосфорилирования. Оно состоит в том, что до определенной интенсивности света пропорционально ей усиливается поток электронов по ЭТЦ и соответствующийА. ^градиент л /ч Н в то время как синтез АТФ остается непропорционально низким. Протяженность этого лаг-периода по литературным данным (Демидов, Белл, 1977) такова, что не только абсолютный порог ТС-реакции, но и область ее пропорционального развития находятся внутри лаг-периода. Из этого следует,что возникновение и пропорциональное возрастание ТС-реакции,по крайней мере, внутри этого лаг-периода обусловлены не синтезом АТФ, а градиен- idтом дум Н.

Прямым подтверждением этого вывода явились опыты с импульсным светом. Наблюдения электрореакций на мощные короткие вспышки (порядка нескольких микросекунд) показали, что в цепи преобразования светового воздействия в изменения потенциала ткани листа имеется лимитирующее звено со временем релаксации около 30 мс. Это хорошо согласуется с соответствующей характеристикой для А/чН*, тогда как время релаксации синтеза АТФ на сопрягающих мембранах составляет около 5с.

Результаты главы 3 позволили сделать два основных вывода.

1. Осцилляции потенциала в ТС-реакции специфически связаны с фотоактивацией пигментных систем хлоропластов.

2. Первым электрогенным звеном преобразования светового воздействия в колебания потенциала растительной ткани является градиент электрохимического потенциала Н* на сопрягающих мембранах хлоропластов.

Выводы глав 2 и, в особенности, 3 определили пути дальнейших экспериментов. Представлялось интересным развитие исследований в трех направлениях:1) изучение видовых различий электрореакций у растений с различным представительством пигментных систем в ткани листа; ;2) изучение электрореакции на выключение света (СТ-реакции);3) изучение системных свойств светозависимых биоэлектрических процессов.

Одним из приемов разработанной нами методики изучения светозависимого биоэлектричества было проведение параллельных экспериментов на двух видах растений: кукурузе и кормовых бобах. Как отмечается в главе I, выбор этих объектов был неслучайным.Кроме методических удобств работы с этими растениями, они еще характеризуются тем, что являются типичными представителями растений кальвиновского типа фотосинтеза (бобы) и кооперативного фотосинтеза (кукуруза). Параллельное изучение отличающихся типом фотосинтеза растений позволяло выявить общие надвидовые закономерности, но вместе с тем обнаруживало и индивидуальные особенности. Феноменология этих видовых особенностей рассматривалась нами как фактический материал, который в перспективе мог оказаться полезным для развития сравнительно-электрофизиологического направления светозависимого биоэлектричества листьев высших растений. Так, актуальной проблемой фотосинтеза является инвентаризация растений с высоким КПД усвоения света, которым характеризуются растения с кооперативным фотосинтезом. Биохимические методы выявления таких растений весьма трудоемки. Использование проявлений светозависимого биоэлектричества в качестве индикаторов таких растений и, возможно, для оценки их фотосинтетической эффективности могло бы облегчить эту работу.

Установленная в главе 3 "пигментспецифичность" последовательных фаз электрореакции на включение света и факты, свидетельствующие в пользу парциального участия ФС-I и ФС-П в ее формировании (компоненты P^qq и P^jq), привели к гипотезе, что различия в феноменологии электрореакций бобов и кукурузы обусловлены различным представительством пигментных систем в клетках мезофилла и обкладки проводящих пучков (кукуруза). Известно,что в клетках мезофилла содержатся гранальные хлоропласты с ФС-I и ФС-П, а в клетках обкладки ФС-П - отсутствует.

Данные сравнительного изучения светоиндуцируемых электрореакций бобов и кукурузы приведены в главе 4. В ней подробно рассматриваются различия в феноменологии электрореакций у этих растений в зависимости от действия различных факторов. Перечислим наиболее существенные материалы этой главы.

Как установлено (глава 2), при переходе из низкоэнергетической области к высоким интенсивностям освещения вместо Р„ поXIявляется Рв. Вид электрореакций Рн и спектры действия ее фаз совпадают у бобов и кукурузы. Высокоэнергетические электрореакции Рв у этих растений существенно различны. У кукурузы первое отклонение потенциала при включении света реверсирует в отрицательную сторону. В главе 4 приводятся экспериментальные доказательства, что это может быть обусловлено фотоактивацией ФС-I,содержащейся в агранальных хлоропластах клеток обкладки. На это указывают два факта. Во-первых, феномен, который был назван нами "эффектом освещаемой площади". Суть его состоит в том, что при ступенчатом расширении освещаемой площади листа кукурузы наблюдалась реверсия первоначального отклонения потенциала точно так же, как и при переходе из низкоэнергетической области в высокоэнергетическую. У бобов этот эффект отсутствует. Эффект зависел от интенсивности света: чем выше выбиралась интенсивность, тем раньше происходила реверсия. Таким образом, появление Рв кукурузы могло быть вызвано вариациями двух факторов: интенсивности и площади освещения. Это можно было объяснить существованием в ткани листа кукурузы клеток с различными электрогенными свойствами. Суммарный эффект фотоактивации в этом случае определяется степенью участия этих клеток в биоэлектрическом процессе. Во-вторых, при высоких интенсивностях монохроматического света амплитуда электрореакции кукурузы при переходе из ближней красной области (650 нм) в дальнюю красную ( 700 нм) превышает амплитуду электрореакции на обратный переход. Это указывает на существование пигментного фактора, приводящего к одностороннему увеличению негативной волны электрореакции при переходе в дальнюю красную область. У бобов такой асимметрии не наблюдается. Таккак уже известно, что негативная составляющая потенциала обуславливается ФС-I, то дополнительное ее усиление у кукурузы указывает на существование еще одной составляющей P^jq, активируемой при высоких интенсивностях света и, по-видимому, локализованной в клетках обкладки.

В этой же главе анализируется зависимость электрореакции бобов от содержания кислорода в атмосфере. Удаление Og усиливало Рн, а увеличение его концентрации ее подавляло. Предположено, что эти эффекты обусловлены фотодыханием, которое является конкурентным потребителем энергии, генерируемой пигментными системами. У кукурузы подобных эффектов не обнаружено.

В литературе о светозависимом биоэлектричестве очень мало внимания уделялось (и до сих пор уделяется) электрореакции на выключение света (СТ-реакции). Это объясняется тем, что СТ-реак-ция рассматривается как результат прекращения фотосинтетической деятельности и пассивного перехода в темновое состояние. Такая точка зрения высказывалась, например, в статье Лялина (1964), где темновое состояние листа представлялось состоянием электрофизиологического покоя. Не оспаривая подобного взгляда, мы, тем не менее, при изучении феноменологии ТС-реакции одновременно фиксировали свойства СТ-реакции. В результате накопилось большое число фактов, которые трудно было объяснить в предположении, что ТС- и СТ-реакции - это следствие включения и выключения одного и того же механизма. Анализ этих материалов дан в п.1 главы 5.

Альтернативная гипотеза о природе СТ-реакции возникла как следствие представления о светозависимом биоэлектричестве,складывавшемся у нас после обнаружения "пигментспецифичности" светоиндуцируемых колебаний потенциала листа и их электрогенного первоисточника АуИ* (кстати, спектры действия последовательных фаз СТ-реакцин такой "пигментспецифичности" не обнаруживают).

Существование специфической связи между фотоактивацией пигментных систем и изменениями потенциала листа, неопосредованной химическими интермедиатами - продуктами фотосинтетического метаболизма - означает, что изменения потенциала есть непосредственный результат генерации градиентов потенциала на сопрягающих мембранах. Бели это так, то процесс генерализации светозависимого электрогенеза, начиная с луМ*, есть, по существу, процесс биоэлектрической энергизации. Доказательством этому служат также конкурентные отношения между изменениями потенциала и такими энергоемкими процессами, как ассимиляция COg и фотодыхание. Естественно предположить, что светозависимый электрогенез и его генерализованное выражение в виде изменений потенциала листа являются целесообразным путем утилизации световой энергии, направленным на обеспечение жизнедеятельности растительной ткани в световых условиях. Но тогда необходимо допустить, что и темно-вое состояние, также функционально активное, должно иметь свой источник биоэлектрической энергизации, которым, по всей вероятности, являются митохондрии. Справедливо ли, в свете этих соображений, рассматривать биоэлектрические процессы перехода к тем-новому состоянию как результат только прекращения фотосинтетического энергопроизводства? Не может ли СТ-реакция выражать процесс темновой активации энергетической деятельности митохондрий?Попыткам ответить на эти вопросы были посвящены эксперименты, описанные в главе 5. Удалось показать, что СТ-реакция обнаруживает специфическую чувствительность к действию ингибиторов дыхания (цианид, динитрофенол) и к некоторым биологически активным веществам (никотиновая кислота, окисленный и восстановленныйНАД). Это подтверждает возможность участия темнового дахания митохондрий в "темноиндуцируемой" электрореакции.

Третье направление - изучение системных свойств светозави-симых биоэлектрических процессов - представляется нам наиболее принципиальным. До сих пор перечислялись и комментировались результаты исследований, в которых изменения потенциала листа при световом воздействии (в том числе и при выключении света) рассматривались как биофизическое явление, то есть как некоторый физический процесс, сопровождающий изменения физиологического состояния под действием света. Поэтому до сих пор мы пользовались понятием "светозависимое биоэлектричество". Однако, ряд установленных нами свойств светозависимого биоэлектричества характеризует его как явление, выходящее за рамки физического феномена, сопутствующего физиологической деятельности. Назовем некоторые из этих свойств.

1. Уникальность света как электрогенного фактора. Любые другие внешние воздействия не являются адекватными.

2. Светоиндуцируемые электрореакции являются самыми чувствительными индикаторами светового воздействия: абсолютный порог ТС-реакции лежит ниже светового компенсационного пункта фотосинтеза и в пределах лаг-периода фотофосфорилирования.

3. Специфичность связи между фотоактивацией пигментных систем и изменениями потенциала листа.

4. Конкурентное отношение меэду светоиндуцируемыми электрореакциями и газообменом.

Все это приводило к мысли, что мы имеем дело с явлением функциональным. Другими словами, светозависимое биоэлектричество обнаруживало черты, характерные для проявлений физиологической деятельности. Фундаментальным свойством физиологических про20ь/ if/цессов является то, что он/осуществляется определенной функцио- ' нальной системой, то есть некоторой функционально-структурной организацией (Анохин, 1968,1970). Заключение о существовании непрерывной биоэлектрической последовательности событий, начиная с генерации до изменений потенциала листа, сделанное наосновании данных главы 3, по существу, предполагало наличие определенной структурной организации светозависимого электрогенеза. Таким образом, возникла необходимость рассмотрения светозависимого биоэлектричества как выражения фотоактивации некоторой функциональной системы. Этому были посвящены исследования, результаты которых рассматриваются в главе 6.

Экспериментальный подход к решению поставленной задачи подсказывал вид переходных биоэлектрических процессов. Так, ТС- и СТ-реакции имеют вид затухающих осцилляций, завершающихся выходом потенциала на стационарный уровень. Эти переходные процессы имеют определенную временную структуру. Детерминированность развития электрореакций во времени позволяет предполагать существование определенной последовательности механизмов преобразования светового воздействия в изменения потенциала листа. Следовательно, изучая временные характеристики переходных биоэлектрических процессов, то есть передаточной функции цепи преобразования светового воздействия в потенциал листа, можно получить полезную информацию о функционально-структурной организации этой цепи. Для получения временных характеристик функционально-структурной организации светозависимого биоэлектричества использовалось периодическое световое воздействие.

Наиболее существенным итогом этих исследований явилось установление колебательных звеньев в цепи преобразования светового воздействия в осцилляции потенциала листа. Колебательные звенья - это участки цепи, охваченные обратной связью. Доказательство существования в системе механизмов светозависимого биоэлектричества блоков с обратными связями имеет, на наш взгляд, принципиальное значение.

Во-первых, из него вытекает, что биоэлектрические осцилляции реализуются в функционально и структурно организованной системе.

Во-вторых, и это самое главное, эта система обладает необходимыми и достаточными для осуществления саморегуляции, самонастройки к заданному световому режиму свойствами. Способность к адаптации, саморегуляции, как известно, - фундаментальное, качественное свойство функциональных систем.

В-третьих, как показывают расчеты, контуры обратной связи имеют временные характеристики, примерно на порядок превышающие постоянные времени прямой цепи. Отсюда следует, что обратная/связь, по-видимому, реализуется механизмами не электрической, а ;)метаболической природы. Это значит, что электрическая энергия мембранных потенциалов способна трансформироваться в работу процессов неэлектрической природа, которые, в свою очередь, регулируют процессы зарядки мембран.

Итак, предположение о функциональной природе светозависимого биоэлектричества получило подтверждение по одному из ключевых признаков функциональных систем. Это послужило основанием для принятия более адекватно отражающего его сущность названия: све-тозависимая биоэлектрическая активность (СБА). Им мы и будем пользоваться впредь.

Материалы последней главы 7 содержат данные экспериментов, которые не были "программными", но представляют интерес для решения некоторых специальных вопросов электрофизиологии и биофизики СБА.

Й1ло рассмотрено восстановление биоэлектрической и фотосинтетической активности у этиолированных растений в процессе зеленения. Обнаружено, что восстановление нормального вида ТС-реакции происходит неравномерно и не обнаруживает прямой зависимости от образования хлорофилла и интенсивности фотосинтеза.

Изучались изменения в ТС-реакции при многократных включениях и выключениях света и суточная периодичность СБА. Оказалось, что эти изменения связаны с действием света ближней красной области (660 нм) и отсутствуют при использовании дальнего красного (735 нм), на основании чего была высказана гипотеза о фитохром-ной регуляции СБА.

Проводились параллельные наблюдения за изменениями стационарного потенциала листа и интенсивности фотосинтеза при дневных колебаниях естественного освещения и температуры. Данные наблюдений показали, что скорость фотосинтеза однозначно связана с освещенностью, а потенциал - с температурой. Произведение скорости фотосинтеза на потенциал оказалось однозначной функцией состояния, задаваемого значениями освещенности и температуры.

Отдельно следует сказать о возможных путях практического использования СБА. Здесь следует выделить два аспекта.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Рыбин, Игорь Алексеевич

264 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работами Хааке, Кляйна, А. и Дж.Уолера, Гласса, Христа, Лялина было доказано, что, во-первых, инициируемые светом изменения потенциала листа присущи всем высшим растениям, то есть являются феноменом универсальным и, во-вторых, необходимым условием для возникновения этих изменений является наличие в тканях листа хлорофилла и сформированного фотосинтетического аппарата. Неудачная попытка классифицировать этот феномен как проявление раздражимости растений (8ose , 1907) и отсутствие позитивной альтернативы в его интерпретации привело к априорному представлению, что это - неспецифическое (и, вероятно, гетерогенное) выражение общего адаптационного синдрома тканей при переходе к жизнедеятельности на свету. Из этого взгляда вытекало, что наиболее конструктивным путем выяснения природы светозависимого биоэлектричества является исследование его механизмов на клеточном уровне.

Однако, ретроспективный анализ литературных данных о све-тоиндуцируемой электрореакции обнаружил факты, противоречащие таким представлениям (Christ , I955,Horv/tz , 1971). Это привело нас к убеждению, что исходными посылками для изучения светозависимого биоэлектричества должны быть адекватность и специфичность биоэлектрических реакций по отношению к световому воздействию.

Наряду с этими экспериментальными указаниями, при определении методологической позиции по отношению к светозависи-мому биоэлектричеству были приняты во внимание биоэнергетические идеи в электробиологии, получившие развитие за последние десятилетия. Участие потенциалобразующих процессов в энергопроизводстве и энергообеспечении представлялось той самой "позитивной альтернативой, которая могла быть принята в качестве гипотезы при выяснении биологического смысла светозависимых освдлляций потенциала.

Исследования начались изучением феноменологии светозависимых электрореакций при варьировании параметров внешней среды. Была подробно изучена эволюция электрореакции на включение света с усилением I , и было показано, что развитие ТС-реакции представляет собой закономерный процесс (см.главу Zi, раздел 3). Было найдено два диапазона интенсивности света: низкоэнергетический ( < 1«р) и высокоэнергетический ( > ), внутри которых наблюдаются и градуально развиваются различные типы электрореакций (Р и Рв). Каждая из этих электрореакций отличается определенной последовательностью фаз изменений потенциала. Хотя установление этих закономерностей носило "формальный" характер и не раскрывало ни причин возникновения тех или иных фаз Рн и Рв, ни возможной гетерогенности формирующих их факторов, оно подтвердило мысль о том, что ТС-реакция есть некоторая функция светового воздействия. Корреляционный анализ фаз Рн подтвердил тесную сопряженность между элементами структуры ТС-реакции. Однако, не только электрореакция на включение света подтверждает функциональную зависимость СБА от светового воздействия. Другим веским доказательством такой зависимости являются записи осцил-ляций потенциала листьев двух независимых растений при флуктуаци-ях естественного освещения (рис. 4). Они показывают, что изменения потенциала листа следуют за иаменениями освещенности и, следовательно, представляют собой некоторую функцию последней.

Детерминирований характер электрореакции листа растения на световое воздействие позволил сделать ряд существенных в теоретическом и методическом отношении выводов.

I. СБА есть результат фотоантивации функционально организованной системы. Действительно, если на определенное световое воздействие растительный объект отвечает детерминированным переходным процессом, то последний, по-видимому, представляет собой не стохастическое явление (биоэлектрический "шум"), а закономерный переход из одного функционального состояния и другое. Отсюда вытекала необходимость выяснения природы этого механизма (или их совокупности).

2. Из существования двух диапазонов I , характеризуемых различными типами электрореакций на ступенчатое усиление (в частности, на включение) света, вытекала необходимость рационального выбора светового диапазона для дальнейшего изучения природы СБА. Предпочтение, отдаваемое многими исследователями высоким интенсивностям света, проистекает, по-видимому, из априорного представления о СБА, как о производной фотосинтеза -чем выше скорость фотосинтеза, тем энергичней колебания потенциала при включении света. На самом деле, как мы убедились, связь ТС-реакции с I и с фотосинтетической ассимиляцией углерода (см. ниже) не столь проста, как это следует из такого представления. По соображениям, изложенным в главе 21 мы остановились на начальном, низкоэнергетическом диапазоне интенсивностей света ( ^Ikp), цричем для изучения природы Рн выбирались I на участке линейной зависимости Р от интенсивности. и

3. Другим важным методическим выводом, вытекающим из детерминированной структуры ТС-реакции, явилась возможность оценки последовательных фаз электрореакции количественными параметрами (показаны на рис. 3), которые на первом этапе наших исследований носили формальный характер, но позволяли выявлять изменения в ТС-реакции, вызываемые различными экспериментальными воздействиями (например, спектральным составом света), и в конечном счете привели к выявлению механизмов, причастных к формированию тех или иных фаз электрореакции.

Вывод о том, что СБА есть некоторая функция светового воздействия и что она выражает фотоактивацию некоторой функционально организованной системы, поставил вопрос о специфичности света как электрогенного фактора. Известно, что целый ряд других внешних воздействий способен приводить к возникновению биоэлектрических возмущений, например, резкое изменение концентрации GOg в атмосфере и температуры. Таким образом, вопрос состоял в том, что следует ли рассматривать свет как уникальный индуктор биоэлектрической реакции листа, или же его следует поставить в один ряд с другими внешними факторами, стимулирующими изменения потенциала листа. То обстоятельство, что светоиндуцируемые электрореакции наблюдаются только при наличии хлорофилла в ткани листа, не снимало этого вопроса. Фотосинтетические пигментные системы являются специфическим "входом" для действия света, но это вовсе не означает, что переходные биоэлектрические процессы, наблюдаемые на "выходе", не могут формироваться иным, несветовым путем. Именно это соображение легло в основу гипотезы, согласно которой светоиндуцируемые колебания потенциала вызваны нарушением равновесия бикарбонатных ионов в цитоплазме вследствие активизации фотосинтетической ассимиляции COg (Лялин, Пасичный, 1969). Экспериментальным аргументом в пользу этой гипотезы послужили переходные биоэлектрические процессы, вызываемые резким изменением концентрации COg в атмосфере.

Уникальность света как электрогенного фактора по сравнению с другими воздействиями, способными вызывать колебания потенциала листа доказывается следующими фактами.

1. Свет является единственным природным фактором, естественные флуктуации которого вызывают осцилляции потенциала.

Б то же время скорость и величина естественных флуктуации других параметров внешней среды (например, COg и ) далеко не достигают тех значений, которые необходимы для возникновения электрореакций.

2. Абсолютный световой порог возникновения ТС-реакции нар блюдается при световых потоках порядка 0,1 Вт/м , что примерно на порядок ниже светового компенсационного пункта фотосинтеза. По-видимому, светоиндуцируемые изменения потенциала являются самыми чувствительными индикаторами изменений физиологического состояния листьев растений под действием света.

3. Сопоставление кривых зависимости амплитуды ТС-реакции от интенсивности света, концентрации COg в атмосфере и температуры (рис. 5, II, 12) показывает, что только I является динамическим (силовым) фактором генерации потенциалов. В то же время два других физиологически значимых фактора внешней среды COg и оказывают лишь параметрическое влияние на величину ТС-реакции.

Эти данные и целый ряд других, которые мы здесь не приводим, позволяют заключить, что свет является специфическим электрогенным фактором, а фотосинтетические пигментные системы - специфическим входом цепи преобразования светового воздействия в изменения потенциала листа (ЦПСП). Представление об уникальности светового воздействия как внешней причины изменений потенциала листа существенно в том отношении,что предупреждает попытки проведения параллелей или даже отождествления СБА с переходными биоэлектрическими процессами, проводаруемыми какими-либо иными воздействиями. Во всяком случае, они требуют критического подхода к ним, имея в виду приведенные выше данные.

Далее предстояло ответить на вопрос, является ли ОБА специфическим ответом на световое воздействие. Данные о характере связи осцилляции потенциала с интенсивностью света указывали на существование определенной функциональной организации механизмов генерации потенциалов. Однако, эти факты не позволяли судить о степени гетерогенности ОБА. Могло быть несколько эндогенных источников генерации ОБА, в частности, ТС-реавдии, активируемых какими-либо результатами фотосинтетической деятельности. Одному входу (пигментным системам) ЦПОП могло соответствовать несколько качественно разнородных выходов. Если бы это было так, то получила бы подтверждение точка зрения, согласно которой СБА является результатом общего адаптационного синдрома при переходе растения из одного светового режима в другой.

Исследования показали, что светоиндуцируемые электрореакции являются результатом фотоактивации единой функциональной системы. Отправным пунктом для экспериментальных доказательств этого утверждения были следующие соображения. Переходные биоэлектрические процессы, возникающие вследствие изменения световых условий, как известно, обусловлены наличием хлорофилла и сформированного фотосинтетического аппарата. Поэтому, как бы ни была гетерогенна природа ОБА, причастные к генерации потенциалов механизмы должны активироваться какими-то результатами фотосинтетической деятельности. Воздействуя различными способами на работу фотосинтетического аппрата (вариациями параметров светового воздействия, изменениями концентрации COg в атмосфере, использованием ингибиторов фотосинтеза и др.), и сопоставляя влияние этих воздействий на ОБА, можно получить представление о вероятных механизмах, опосредующих фото синтетическую и биоэлектрическую актишость.

Известно, что фотосинтетическая деятельность слагается из энергопроизводства пигментных систем и работы цикла восстановления углерода, являющегося основным потребителем этой энергии. Поэтому мы, прежде всего, попытались выяснить связь ОБА с углеводным обменом. В этой связи следует обратиться к таким фактам.

1. Абсолютный порог возникновения ТС-реакции лежит значительно ниже светового компенсационного пункта фотосинтеза, соо ставляющего, как известно, величины порядка 10 лк (Тарчевский, 1977).

2. Насыщение низкоэнергетической электрореакции в ограниченном диапазоне I (рис. 5).

3. Кривая углекислотной зависимости ТС-реакции (рис. 12) обнаруживает снижение амплитуды электрореакции (заметное у бобов и малозначительное у кукурузы) с повышением концентрации COg. Безуглекислотная атмосфера не только не подавляет ТС-реакцию, но даже несколько ее увеличивает.

4. Параметрическое действие различных концентраций С0£ на ТС-реакцию таково, что при понижении fcOg] электрореакция изменяется так, как будто происходит усиление интенсивности света, а при повышении [cOg] - так, как будто интенсишость света уменьшилась (см. рис. 17). Эти изменения компенсируются соответствующими изменениями I

Перечисленных здесь фактов представляется достаточным для утверждения, что функционирование цикла восстановления углерода не может быть звеном ЦПСП, опоредующим фотоактивацию пигментных систем и светозависимый электрогенез. Появление и развитие светоиндуцируемой электрореакции в области, ниже светового компенсационного пункта делает маловероятной возможность участия углеводного синтеза в светозависимом электрогенезе. В противном случае следовало бы допустить, что СБА, как следствие, является более чувствительным индикатором фотосинтеза, чем углекислотный обмен, непосредственно связанный с фотосинтетической ассимиляцией COg.

Как следует из рис.5, первоначально возникающая (низкоэнергетическая) электрореакция Рн после диапазона градуального возрастания с усилением I достигает насыщения. Далее, как установлено нами, возникает новый тип электрореакции Рв, на

U о званный нами высокоэнергетическим, и отличающиися по своим свойствам от Рн. Чем обусловлен такой переход к каков смысл I , выяснить пока не удалось. Но сам факт насыщения Рн показывает, что генерация Рн не определяется теми фотосинтетическими процессами, которые при J далеки от своего светового насыщения. Следовательно, интенсивность фотосинтеза не может быть причиной насыщения Р .

Характер углекислотной зависимости ТС-реакции, как мы уже отмечали, явно свидетельствует о параметрическом влиянии [cOglHa индуцируемые светом биоэлектрические процессы. На это указывает немонотонное изменение амплитуды ТС-реакции в диапазоне физиологически допустимых концентраций COg и существование области минимума. Но самое существенное в этой зависимости это характер изменений ТС-реакции при вариациях [cOgl. Последний из перечисленных фактов может быть объяснен, как нами отмечалось, в рамках двух возможных схем .взаимодействия между фотосинтезом, СБА и фотоактивацией пигментных систем (рис. 18). Из них следует, что, либо фотосинтез и биоэлектрическая активность являются параллельными процессами и следовательно, конкурирующими за энергию, поставляемую пигментными системами, либо СБА (точнее, светозависимый электрогенез, интегральным выражением которого является СБА) представляет собой промежуточное звено между фотоактивацией пигментных систем и фотосинтезом. Какой бы парадоксальной не казалась последняя возможна, ность, еепхдедует сбрасывать со счетов. Обе из возможных схем предполагают прямую зависимость между скоростью фиксации СО2 и концентрацией его в атмосфере.

Итак, фотосинтетическую ассимиляцию COg и инициируемые ею процессы можно было исключить из вероятных причин светозависимого электрогенеза и его интегрального выражения - СБА. Этот вывод прямо указывал на необходимость изучения связи СБА с энергетической деятельностью пигментных систем. Первое, напрашивающееся в этой связи предположение состояло в том, что СБА есть результат активации АТФ-зависимых электрогенных механизмов (например, активного транспорта ионов на клеточных мембранах). В этом случае фотофосфорилирование должно было быть тем фотосинтетическим процессом, который опорсредует фотоактивацию пигментных систем и светозависимых электрогенез. Так как АТФ является универсальным средством энергообеспечения процессов жизнедеятельности, то синтез макроэргов мог быть неспецифической [гоноращщ) причиной фотоактивации различных АТФ-зависимых источников генерации потенциалов. Это оставляло бы в силе предположение, что СБА - это выражение общего адаптационного синдрома. Некоторые исследователи предполагают, что причиной возникновения светоиндуцируемых изменений потенциала являются не

АТФ-зависимые, а окислительно-восстановительные процессы, использующие восстановительную силу (НАДФ Hg). Но это не меняло сути вопроса, состоявшего в том, чтобы выяснить характер обусловленности ОБА энергетической деятельностью пигментных систем.

Снова обратимся к фактам.

Прежде всего, еще раз обратим внимание на насыщение Рн при интенсивностях, далеких от насыщения фотосинтетической деятельности, в том числе и продуцирования макроэргов. Ясно, что не синтез АТФ является здесь лимитирующим фактором (то же самое можно сказать и об образовании высокопотенциальных восстановителей). Не объясняется этим и метаморфоза, поисходящая при 1 > 1Кр с ТС-реакцией, поскольку скорость образования АТФ должна быть пропорциональная плотности светового потока. Поэтому, если основываться на представлении, что осцилляции потенциала при включении света обусловлены активацией АТФ-зависимых механизмов, то более вероятной причиной этих осцилляции представляются не изменения уровня АТФ, а процессы, регулирующие работу этих механизмов.

Веским аргументом против зависимости ТС-реакции от синтеза АТФ является то, что ТС-реакция возникает и усиливается пропорционально интенсивности света в пределах так называемого лаг-периода фотофосфорилирования. Известно, что в этом световом диапазоне выход АТФ непропорционально низок, в то время как поток электронов по ЭТЦ пропорционален I . Но транспорт электронов, как известно, сопряжен с образованием градиента потенциала (ДрН ). Не этот ли процесс электрической энергизации сопрягающих мембран, предшествующий синтезу АТФ, является фактором, связующим фотоактивацию пигментных систем с осцилляци-ями потенциала на поверхности листа? Этот вопрос, как показали дальнейшие исследования, не лишен оснований.

Ряд интересных сведений о связи СБА с фотоактивацией пигментных систем было получено нами в опытах с монохроматическим освещением. Из литературных данных о спектральной зависимости светоинлуцируемых изменений потенциала (Лялин, 1965; HoRViT2 > 1971; Сугарев, 1974) вытекало, что амплитуда этих изменений имеет спектр действия, совпадающий со спектром поглощения хлорофилла а. Это с несомненностью указывало на причастность хлорофилла к генерации потенциалов. Однако, эти сведения относились лишь к амплитудным отклонениям потенциала, тогда как ТС-реакция включает ряд последовательных осцилляций потенциала. Полученные нами спектры действия последовательных фаз ТС-реакции (см. рис. 24-26) оказались различными, что свидетельствовало о гетерогенности пигментных факторов, их обуславливающих. О чем говорит гетерогенность пигментных факторов, обуславливающих последовательные фазы ТС-реакции? Во-первых, о том, что связь СБА с фотоактивацией пигментных систем, по-видимому, более тесная, нежели это можно- было бы предполагать априори. Во-вторых, о том, что механизмы этой связи должны обладать свойством, которое мы назвали бы "пигментспецифичностью", то есть способностью дифференцировано реагировать на фотоактивацию различных пигментов (хлорофиллов, так как все спёктры действия очевидно обусловлены хлорофиллами). Отсюда также вытекает, что осцилляции потенциала в ТС-реакции не могут быть обусловлены теми процессами, которые снимают подобную "пигментспе-цифичность". Нетрудно видеть, что эти заключения расходятся с представлением о неспецифичности природы СБА и о существовании разнородных причин светозависимого электрогенеза. Наконец, еще один вывод, вытекающий из этих данных: спектральный состав света столь же существенный фактор светозависимого электрогенеза, как и интенсивность света. Этот вывод получил прямое подтверждение в опытах с хроматическими переходами (см. гл.Ж, разд.2).

Различия в СД последовательных фаз ТС-реакции привели к предположению о том, что их"гшментспещфичность" обусловлена фотоактивацией различных пигментных систем (ФС-I и ФС-П). В опытах с диуроном удалось выделить две осцилляторные составляющие ТС-реакции, обозначенные нами PggQ и P^jq (см. рис. 28). Первая из них специфически подавлялась диуроном.

О том, что компоненты PggQ и P^jq парциально связаны с фотоактивацией ФС-П и ФС-I соответственно, наиболее убедительно свидетельствовали опыты по наблюдению биоэлектрического аналога второго эффекта (усиления) Эмерсона, в которых не обнаружилось неаддитивного усиления этих осцилляторных составляющих. Это, кстати, показывает независимость их генерации от скоростей образования АТФ и НАДФ Hg, испытывающих, как известно, неаддитивное увеличение цри комбинированном освещении ближним и дальним красным светом. Одновременно в этих опытах были обнаружены неаддитивные изменения стационарного уровня потенциала уст и формирующей его составляющей ТС-реакции, обозначенной Р гст*

После получения всех этих данных опытов с монохроматическим освещением мы вновь вернулись к вопросу о том, что же все-таки опосредует связь между фотоактивацией пигментных систем и светозависимыми изменениями потенциала поверхности листа. Целый ряд фактов и вытекающих из них следствий показал независимость осцилляторных составляющих ТС-реакции от синтеза АТФ или НАДФ Hg . В то же время пропорциональный рост ТС-реакции в лаг-диапазоне фотофосфорилирования соответствует попорциональному усилению потока электронов. Перенос электронов по ЭТЦ приводит к возникновению протонодвижущей силы и градиента Aft Hh. Светоиндуцируемые колебания потенциала - процесс несомненно требующий энергетических затрат. Б то же время не подтверждается зависимость этого процесса от производства химической энергии АТФ. Поэтому было предположено, что энергия, реализующаяся в светоиндуцируемых биоэлектрических процессах, поступает не химическим путем, а в форме электропотенциалов соответствующих структур ткани листа. Гипотеза о возможности электрической энергизации растительных клеток уже высказывалась (Скулачев, 1972) и отмечалась физиологическая целесообразность такого пути энергообеспечения (оперативность, пространственная организация и др.). В нашем случае такое предположение следует рассматривать как позитивную альтернативу негативным выводам относительно зависимости ТС-реакции от производства макроэргов.

Экспериментальными аргументами в пользу этого предположения являются данные опытов с импульсным и периодически изменяющимся освещением.

Результаты экспериментов с короткими вспышками света показали существование в ЦПСП звеньев с характерными временами релаксации около 30 мс, что хорошо согласуется с временными характеристиками ЭТЦ сопрягающих мембран.

Изучение амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик колебаний потенциала при периодически изменяющимся освещении обнаружило в ЦПСП существование колебательных звеньев, представляющих собой прямые электрические звенья, охваченные контурами обратной связи неэлектрической природы. Последнее вытекает из расчетных данных, показывающих, что характерные времена релаксации контуров обратной связи примерно на порядок превышают временные характеристики прямого звена.

Таким образом, эксперименты с импульсным светом характеризуют первые звенья ЦПСП, которые почти несомненно связаны с работой ЭТЦ, так как в противном случае следовало бы допустить, что более высокие уровни ЦПСП обладают столь же быстродействующими механизмами, а это противоречит цринципу цростран-ственно-временной организации клеток (Гудвин, 1966). По-видимому, эти самые быстродействующие звенья ЦПСП обладают наименьшей "емкостью", поскольку серия насыщающих (при одиночной вспышке) импульсов с .темновыми промежутками, превышающими времена релаксации, приводят к увеличению амплитуды развивающейся цри этом реакции. Это свидетельствует, что последующие звенья ЦПСП обладают большей "емкостью" (но и большим временем релаксации).

Результаты изучения колебаний потенциала листа на периодическом освещении интересны двумя моментами.

Во-первых, они указывают на трансформацию электрической энергии в работу процессов неэлектрической природы. Очевидно, что это может происходить на структурах, способных создавать градиенты потенциалов, то есть обладающие высоким омическим сопротивлением и емкостью, что црисуще, как известно, мембранным структурам. Этим подтверждается принципиальная возможность энергизации растительных клеток не путем диффузии мактроэрги-ческих соединений, а путем генерации мембранных потенциалов. Предположение В.П.Скулачева о существовании двух универсальных форм энергии в биосистемах - химической и электрической -представляется нам тем более обоснованным, что градиенты мембранных потенциалов - векторные величины, способные обеспечить анизотропию динамических свойств функциональной организации и тем самым определенную пространственную ориентацию процессов жизнедеятельности растительной ткани.

Зо-вторых, существование в ЦПСП звеньев с обратной связью характеризует цепь преобразования светового воздействия в изменения потенциала листа как адаптивную, саморегулирующуюся систему. Светоиндуцируемые осцилляции потенциала листа, по-видимому, представляют собой внешнее выражение электрической энергизации мембранных структур, сопряженной с активацией процессов, которые, возможно, являются потребителями этой энергии и оказывают в свою очередь регулирующее влияние на уровень биоэлектрической активности.

Итак, суммируя все вышесказанное, мы можем констатировать следующее.

1. Свет является специфическим электрогенным фактором, а фотосинтетические пигментные системы - специализированным входом (рецептором) для активации механизмов светозависимого электрогенеза. Действие других факторов внешней среды неспецифично.

2. Светозависимая биоэлектрическая активность является специфической реакцией на фотоактивацию пигментных систем. Влияние несветовых факторов внешней среды на СБА носит параметрический характер.

3. Последовательность событий между фотоактивацией пигментных систем и переходными биоэлектрическими процессами, регистрируемыми на поверхности листа, не опосредуются продуктами углеродного обмена, синтезом АТФ или НАДФ Hg. Это позволяет предполагать, что ЦПСП является непрерывно электрической, начиная с сопрягающих мембран тилакоидов. Структурно такая ЦПСП может представлять собой непрерывную мембранную энергосистему или же иерархию мембранных структур, различные уровни которой тесно связаны друг с другом.

4. Структурно-функциональная организация ЦПСП представляет собой систему с обратными связями и, в силу этого, должна обладать адаптивными, саморегуляционными свойствами.

На основании этих результатов мы приходим к заключению, что светозависимая биоэлектрическая активность листьев (в общем случае - хлорофиллеодержащих тканей) растения представляет собой некоторую функцию жизнеобеспечения, физиологический смысл которой состоит в создании биоэлектрически энергизован-ного состояния растительной ткани, что, по-видимому, столь же необходимо для процессов жизнедеятельности как и наличие химической энергии.

Теоретическое значение этого заключения видится нам прежде всего в том, что совокупность обосновывающих его доказательств опровергает представление об этом явлении как о биоэлектрическом "шуме" общего адаптационного синдрома перехода листа растения из одного светового режима в другой. Другое важное в теоретическом отношении следствие этого вывода состоит в том, что он ставит проблему изучения СБА как электрофизиологической функции жизнеобеспечения (а не явления, сопутствующего физиологической деятельности). Это, очевидно, расширяет круг вопросов, представляющих интерес в плане системного изучения жизнедеятельности растительного организма. Некоторые из' этих вопросов были затронуты в диссертации и результаты этих исследований будут прокомментированы ниже.

Вместе с тем, доказательства функциональной природы СБА представляют определенный практический интерес. Действительно, если светозависимое биоэлектричество является функцией жизнеобеспечения растительного организма, то это существенно повышает информационную ценность этого электрофизиологического показателя как индикатора функционального состояния фотосин-тезирующих тканей.

Другая практически интересная возможность использования светозависимого биоэлектричесства вытекает из той функциональной роли, которую оно играет в жизнедеятельности растительного организма. Результаты наших исследований привели к заключению, что это - электрическая энергизация мембранных структур, сопровождающаяся конвертированием энергии мембранных потенциалов в работу сопряженных с ними процессов жизнедеятельности (каких именно, предстоит выяснить). Светоиндуцируемые электрореакции в свете этого, отражают период согласования процессов заполнения биоэлектрических "емкостей" с процессами, использующими накапливаемую при этом потенциальную энергию. Этот переходный период заканчивается установлением стационарного потенциала, уровень которого определяется заданным световым режимом. Процесс установления стационарного режима, благодаря обратным связям в ЦПСП, носит не форсированный;а саморегуляционный характер. В силу этого, состояние динамического равновесия, характеризуемое определенной величиной V"0 , является оптимальным для процессов жизнедеятельности в заданных световых условиях. Из этих теоретических соображений следует практически полезный вывод: при установлении обратной связи между светозависимым потенциалом и освещенностью, последняя оказывается включенной в систему обратных связей ЦПСП и таким образом становится эндогенноуправляемым фактором. Техническая реализация такой замкнутой системы; источник освещения - растение, -не представляет затруднений (см. главу ".6., разд.2). ш

Адаптивные возможности такой системы, очевидно, расширяются и вместо заданного по произволу экспериментатора светового режима будет устанавливаться световой режим, "выбираемый" самим растением и, следовательно, наиболее благоприятный для его жизнедеятельности. Следует подчеркнуть, что справедливость этого утверждения основывается на доказательствах функциональной природы СБА и саморегуляционных, адаптивных свойств механизмов светозависимого биоэлектричества.

Наблюдения за работой такой замкнутой системы привали к нетривиальным результатам. Установление обратной связи между потенциалом листа и освещенностью приводило к установлению не стационарного уровня освещенности и потенциала, а к их стационарным автоколебаниям. Обсуждение причин возникновения автоколебаний и их значения для изучения временной организации биоэлектрических процессов дано в гл.6'., раз д. 2). Повторять его нет надобности. Здесь важно отметить тот факт, что автоколебательные состояния приводили к интенсификации жизнедеятельности растений, что, в частности, выражалось в более энергичном по сравнению с контролем всасывании корнями питательного раствора и к снижению энергозатрат на освещение. Эти лабораторные испытания показали перспективность использования СБА для оптимизации факторов внешней среды (в первую очередь, освещения) при выращивании растений.

До сих пор мы обсуждали переходные биоэлектрические процессы, представляющие осцилляции потенциала листа при переходе из одного светового режима в другой. Как мы знанм, осцилля-торные составляющие ТС-реакции не обнаруживают эффекта усиления, биоэлектрического аналога второго эффекта Эмерсона. В то же время стационарный потенциал, которым заканчивается

ТС-реакция, обнаруживает неаддитивные изменения при комбинированным освещении (красный - дальний красный свет). Это свидетельствует о том, что стационарный готенциал, характеризующий стационарное течение физиологических процессов, зависит от совместной деятельности пигментных систем и является, вероятней всего, АТФ-зависимым или, как это предполагают Новак и Иванкина (1977), зависимым от активности цитоплазма-тического НАДФ Hg.

Стационарный потенциал листа изучался нами на естественном освещении (см. гл.?;', разд.2). Освещенность поверхности листа в течение дня закономерно изменялась (изменения потенциала при быстрых флуктуациях освещенности, вызванных переменной облачностью, мы уже рассматривали). Комплексные наблюдения • за дневными изменениями стационарного потенциала и скорости фотосинтеза в зависимости от уровня освещенности и температуры воздуха показали, что скорость фотосинтеза однозначно за-, висит от освещенности, а величина стационарного потенциала -от температуры. jj то же время температурная кривая фотосинтеза и зависимость стационарного потенциала от освещенности не совпадали в первой и во второй половине дня. Однозначную зависимость от освещенности и температуры, независимо от направления их изменений дало произведение скорости фотосинтеза на величину стационарного потенциала. Это произведение представляет собой, таким образом, функцию состояния, имеющую размерность работы,.в которой потенциал выступает как силовой (интенсивный) фактор. Это, на наш взгляд, еще раз подтверждает значение потенциала как энергетического фактора жизнеобе спечения.

Обзор результатов, представленных в диссертации, мы хотим завершить данными экспериментов, в которых пытались выяснить некоторые вопросы, связанные с идеей о функциональной природе светозависимого биоэлектричества и его энергетической роли.

I. Об участии темнового дыхания в генерации потенциалов.

Эта гипотеза возникла в связи со значительным числом фактов, указывавших на различную црироду механизмов генерации ТС- и СТ-реакций. Подробный анализ этих фактов дан в гл.5, разд.1. Представление о СГ-реакции, как о выражении перехода от световой активности к темновому покою, не объясняло многие из них. С другой стороны, имелись и теоретические соображения в пользу того, что темновое состояние листа не может быть биоэлектрически пассивным. Действительно, если электрическая энергиза-ция является необходимым фактором жизнеобеспечения, физиологическая деятельность растительной ткани в темновом режиме также должна обеспечиваться этим фактором. При выключении света, энергетического источника функционирования пигментного аппарата хлоропластов, должен активизироваться какой-то другой источник энергии. Таким источником, как известно, является темновое дыхание митохондрий. Но если это так, то должна существовать и биоэлектрическая составляющая этой энергетической деятельности. Опыты с ингибиторами дыхания (цианид, дини-трофенол) и некоторыми биологически активными соединениями (никотиновая кислота, НАД и НАД Н ) подтвердили причастность темнового дыхания к формированию "темноиндуцируемой" электрореакции (гл.5", разд.2). Результаты этих исследований показывают, что предполагаемая нами система биоэлектрической энерги-зации растительной ткани является непрерывной не только пространственно (биоэлектрическая непрерывность ЦПСП), но и во времени. Иначе говоря, при прекращении действия ЦПСП энергетическую функцию принимает на себя темновой"дублер" ЦПСП, источником энергии для которого является темновое дыхание митохондрий. Заслуживают внимания эти данные и в практическом плане, поскольку указывают на возможность электрофизиологической диагностики темнового состояния растительной ткани.

2. Видовые особенности СБА кукурузы и бобов. Изучение феноменологии СБА, в частности, ТС-реакций кукурузы и бобов обнаружило ряд существенных различий. Так, высокоэнергетическая

Ро в у кукурузы полярно противоположна такой же электрореакции бобов. У кукурузы наблюдается "эффект освещаемой площади" (см. гл."4" разд.4), который отсутствует у бобов. К различным спектрам действия у этих растений приводят опыты по наблюдению электрореакций на спектральные переходы при Г > I Кр При анализе этих различий мы основывались на совокупности данных, указывающих на тесную связь СБА с фотоактивацией пигментных систем. Общим для всех обнаруженных различий было то, что они проявлялись в высокоэнергетической области (I > I „.), в кр то время как свойства Рн у обоих видов растений совпадали. Это наводило на мысль, что выше 1К у кукрузы активируется еще один пигментный фактор, отсутствующий у бобов. Спектральные исследования показали, что максимум в спектре действия, обусловленного этим фактором лежит в дальней красной области. В то же время "эффект освещаемой площади" мог быть объяснен существованием в ткани листа кукрузы разнородных по своим све-тоидуцируемым электрореакциям клеток, что могло иметь место при наличии в этих клетках неодинакового набора пигментных систем. Этим, как известно, отличаются клетки мезофилла и клетки обкладки проводящих пучков, у листьев растений с кооперативным типом фотосинтеза. Предположение о связи установленных различий в светозависимой биоэлектрической активности кукурузы и бобов не только хорошо объясняет все детали этих различий, но и подтвердилось в опытах на других растениях с - путем фотосинтеза, в частности, на листьях сорго. Помимо научного, эти данные могут иметь и практическое значение, поскольку указывают на весьма простой надежный и быстрый способ определения принадлежности растения к тому или другому типу фотосинтеза.

Хотя мы и сказали, что свойства низкоэнергетической электрореакции Рн у кукурузы и бобов совпадают, это не совсем так. Р1меется одно исключение. Оно выявилось при изучении зависимости ТС-реакции от концентрации кислорода в атмосфере. Во-первых, оказалось, что ТС,реакция бобов значительно более чувствительна к вариациям [OgJ в атмосфере, чем электрореакция кукурузы (см.рис.19). Однако подобные количественные различия обнаруживаются и по многим другим зависимостям (например, критическое значение 1Кр у бобов приблизительно вдвое выше, чем у кукурузы). Существенным оказалось другое. В отличие от ТС-реакции кукурузы. ТС-реакция бобов при переходе в бескислородную атмосферу усиливалась, а повышение концентрации Og вплоть до максимальной приводило к градуальному уменьшению амплитуды электрореакции , тогда как у кукурузы электрореакция практически не зависела от [Og]. ДРивело к предположению о влиянии фотодыхания на Рн бобов. Особенность этого влияния выражалась в том, что увеличение концентрации Og, которое должно усиливать фотодыхание, снижало амплитуду электрореакции, и наоборот. Такая закономерность была явно аналогичной тому, что наблюдается при действии различных концентраций COg, с тем, однако, отличием, что углекислотные эффекты равнозначны для ТС-реакции бобов. Поэтому обратный вид зависимости амплитуды ТС-реакции бобов от Г^З интерпретирован, исходя из тех же соображений, что и при объяснении углекислотных эффектов. Гипотеза о влиянии фотодыхания на СБА бобов проверялась в опытах с известными ингибиторами фотодыхания. Данные опытов оказались в пользу этой гипотезы. Анализ возможных путей такого влияния на СБА показал, что наиболее вероятным является поглощение Og на уровне ЭТЦ пигментных систем, как это предполагается в работе Шувалова и Красновокого (1975).

3. Фитохромная регуляция суточных колебаний СБА (гипотеза). Суточная периодичность физиологической активности растений под-верждена многочисленными наблюдениями. То, что СБА не составляет в этом отношении исключения, установлено давно ( kLE'N, 1898) и подтверждено в хронических опытах на ТС и СТ-реакциях (Рыбин, 19736, 1974). Циклический характер изменений амплитуды электрореакций и то, что эта цикличность могла быть нарушена выбором соответствующих отношений между интервалами света и темноты, позволяло предполагать обусловленность этой периодичности действием света. Рядом экспериментов удалось показать, что постепенное снижение биоэлектрической активности при многократных включениях и выключениях света обусловлено действием ближнего красного света и не происходит на дальнем красном (см.' рис.69). Снижение амплитуды электрореакции в серии включений ближнего красного света могло быть приостановлено кратковременным освещением дальним красным светом и, наоборот, стабильность ТС-реакции на дальний красный свет резко нарушалась кратковременной экспозицией ближнего красного. Было установлено также, что наиболее эффективным в этом отношении был монохроматический свет 660 и 735 нм., Все это позволило высказать предположение об участии фитохрома в подобной регуляции СБА. Необходимо отметить, что регулирующее действие неспецифично, так как в равной степени затрагивает все фазы ТС-реакции. Это свидетельствует о том, что механизм фитохромного влияния на СБА находится вне ее электрогенного источника. Согласно литературным данным, фитохромы локализованы на плазмалемме и их переход из одного состояния в другое сопровождается биоэлектрическими эффектами (J/\FF£- , 1968).

Таким образом, наряду со способностью ЦПСП к саморегуляции, обусловленной существованием в ней контуров обратной связи, обнаруживается иной механизм регуляции СБА, внешний по отношению к ЦПСП. Этот механизм, по-видимому, принадлежит к более высокому уровню структурно-функциональной организации растительной ткани и осуществляет контроль над СБА, так сказать, "сверху вниз".

Итак, вся совокупность полученных нами данных о светоза-висимой биоэлектрической активности позволяет нам сделать следующий обобщающий вывод.

СБА - явление функциональное, специфически связанное с фотоактивацией пигментных систем, реализуемое системой, обладающей саморегуляционными свойствами.

Вероятная функция СБА - биоэлектрическая энергизация рас-, тительной ткани.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Рыбин, Игорь Алексеевич, Свердловск

1. Адыгезалов В.Ф., Гродзинский Д.М. Изучение метаболическш природы фотоиндуцируемых биопотенциалов листа.- Физиол. и биохим. культурных растений, 1976, т.8, вып.6, с.601-606.

2. Адыгезалов В.Ф., Гродзинский Д.М. Мембранный потенциал и его фотоиндуцируемые изменения у клеток палисадной паренхимы листьев пшеницы и кукурузы.- В сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Свердловск, 1977, с.99-104.

3. Адыгезалов В.Ф. 0 природе изменений биопотенциалов листьев высших растений.- Автореферат канд.дисс., Тбилиси, 1978.

4. Андрианов В.К., Курелла Г.А., Литвин Ф.Ф. 0 взаимосвязи потенциала покоя и фотосинтеза.- В сб.: Физикохимические основы авторегуляции в клетках. М., 1968, с.200-205.

5. Андрианов В.К., Курелла Г.А., Литвин Ф.Ф. Влияние ингибиторов дыхания и фотосинтеза на потенциал покоя клеток и его фотоиндуцированные изменения.- Цитология, т.II, с.1014.

6. Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М., 1968, с.194-262.

7. Анохин П.К. Теория функциональной системы.- Успехи физиол. наук, 1970, т.1, вып.1, с.19-53.

8. Бакеева Л.Е., Скулачев В.П., Ченцов Ю.С. Митохондриальный ретикулум: строение и возможные функции внутриклеточных структур нового типа в мышечной ткани.- Вестник Московского университета. Серия биология, 1977, вып.З, с.23-38.

9. Бауер Э.С. Теоретическая биология. Л., 1935.

10. Безуглов В.К., Попов Н.Н., Сидоров В.П. Влияние условий минерального питания на светоиндуцируемую биоэлектрическую реакцию листьев кукурузы.- Уч.зап.Казанского гос.пед. института. 1976, вып.156, с.10-16.

11. Бобров В.А., Курелла Г.А., Яглова Л.Г. Анализ фотоинду-цированного ионного тока при фиксации напряжения на плаз-малемме клеток hlireua flexilis (длительные интервалы освещения).- В сб.: Биофизика мембран. Каунас, 1973, с.86-91.

12. Бос Д.ч. Избранные произведения по раздражимости растений. М., 1964, т.1-2.

13. Булычев А.А., Андрианов В.К., Курелла Г.А., Литвин Ф.Ф. Трансмембранный потенциал клеток и хлоропластов высшего наземного растения.- Физиол. раст. 1971а, т.18, с.248-254.

14. Булычев А.А., Андрианов В.К., Курелла Г.А., Литвин Ф.Ф. Трансмембранный потенциал хлоропласта и его фотоиндуцирован-ные изменения.- Доклады АН СССР. I97I6, т.197, вып.2,с.473-476.

15. Булычев А.А., Андрианов В.К., Курелла Г.А., Литвин Ф.Ф. Участие двух пигментных систем фотосинтеза в генерации фотоэлектрической реакции клеток листьев Pepeaomia h^tallica. Физиол.раст.1972, т.19, вып.2, с.443.

16. Булычев А.А. Спектры действия быстрых фотоиндуцированных изменений трансмембранного потенциала хлоропласта. Вестник Московского университета. Биология, почвоведение. 1973, вып.1, с.98-99.

17. Буреш Я., Петрань М., Захар И. Электрофизиологические методы исследования. М., 1962, с.148.

18. Бюнинг 3. Ритмы Физиологических процессов. М., 1961.

19. Винер Н. Новые главы кибернетики. М., 1963.

20. Волков Г.А. Исследования мембранного потенциала отдельных клеток водоросли Nitzlla fisxius . I. Об изменениип отенциала покоя при раздражении клетки светом и темнотой.-Цитология. 1964а, т.6, вып.4, с.427-431.

21. Волков Г.А. Об изменении потенциала покоя отдельной клетки водоросли Mitels flbxilis при раздражении светом.-Доклады АН СССР, 19646, т.155, вып.5, с.1224-1226.

22. Волков Г.А., Мисюк Л.А. Исследование потенциала покоя отдельной клетки водоросли Hitella rexius. щ. Реакция клетки на раздражение светом в связи с проницаемостью плазмалеммы к бикарбонату.- Цитология, 1969, т.II, вып.8, с.998-1006.

23. Волков Г.А., Петрушенко В.В. Исследование потенциала покоя отдельной клетки водоросли n'itella flexilis. ух. о связи реакции клетки на раздражение светом с процессами фотосинтеза.- Цитология, 1969, т.II, вып.8, с.Ю07тЮ13.

24. Волков Г.А., Мисюк Л.А. Об интерпретации биоэлектрической реакции растения на раздражение на примере действия света.- Доклады АН СССР, 1971, т.197, вып.6, с.1435-1437.

25. Гавковская О.В., Яглова Л.Г. Фотоиндуцированные изменения потенциала калия и разности электрических потенциалов через мембраны клетки iVit£/j.a flex/li s . в сб.: Биофизика мембра. Каунас, 1973, с.154-159.

26. Георгиев Георги Д., Сугарев Тодор. Биоэлектричните по-тендиали в растенията важен показател на физиологичните процеси в тях.- Селскостоп. наука, 1973, т.12, вып.4,с.23-30, 96, 99.

27. Георгиев Георги Д., Сугарев Тодор, Надев Николай. Форма на принудитените колебания на биоэлектричния потенциал на растение получени с устройство за екстремално регулиране на осветлението.- Растениевъедни науки. 1974, т.II, вып.6, с.8-13.

28. Годнев Н.Т. Хлорофилл, его строение и образование в растении. Шнек, 1963.

29. Гродзинский Д.М. Биофизика растений. Киев, 1972, с.45.

30. Гродзинский Д.М., Адыгезалов Б.Ф. Мембранные потенциалы клеток палисадной паренхимы листа пшеницы и кукурузы,- Физиол. и биохим. культурных растений, 1977, т.9, вып.1,с.26-31.

31. Гудвин Б. Временная организация клетки. М., 1966, с.40-43

32. Гунар И.И. Проблема раздражимости растений и ее значение для дальнейшего развития физиологии растений. М., изд.ТСХА, 1952.

33. Демидов Э.Д., Белл Л.Н. 0 световом пороге фотофосфорилирования в изолированных хлоропластах.- Физиология растений. 1977, 5. 24, вып.2, с.424-426.

34. Дечев Г.Д. 0 кинетике перехода в новое стационарное состояние у растительных организмов.- Биофизика, 1961, т.6, вып.4

35. Дорошек А.С., Корона О.А. 0 инициирующих механизмах свето-зависимой биоэлектрической реакции растений.- В сб.: Свето-зависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Свердловск, 1980, с.92-96.

36. Дорошек А.С., Рыбин И.А. Физиологическое состояние листакак фактор управления световым режимом.- В сб.: Тезисы 5-й Всесоюзной конференции по фотоэнергетике. Алма-Ата,1978, с.140-141.

37. Дорошек А.С. О динамике биоэлектрических переходных процессов листьев растений.- В сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Светордловск, 1980, с.84-91.

38. Завадский К.М. Некоторые основные формы организации живого-. В кн.: Философские вопросы современной биологии. Л., 1966.

39. Завадский К.М. Вид и видообразование. Л., 1968.

40. Заленский О.В. Эколого-физиологические аспекты изучения фотосинтеза. Л.; "Наука", 1977.

41. Карманов В.Г., Савин В.Н., Мелещенко С.М., Лялин 0.0. Электрофизиологические параметры растения при автоколебательном режиме водного обмена.- Биофизика, 1964, т.9, вып.5,с.

42. Кедров Б.М. Энгельс и диалектика естествознания. М., 1970.

43. Килиянчук В.И., Земшман А.Я., Маслоброд С.Н. Транспорт радиофосфора у винограда. Кишинев, 1979.

44. Кремянский В.И. Структурные уровни живой материи. М., 1969.

45. Кун Т. Структура научных революций . М., 1977.

46. Курсанов А.Л. Проблема биологического саморегулирования и физиология растений.- Физиол. растений. 1972, т.19,вып.4, с.906.

47. Лайск А.Х. Кинетика фотосинтеза и фотодыхания Cg -растений. М., 1977.

48. Ленинжер А. Биохимия. М., 1974.

49. Лялин 0.0. Биоэлектрические характеристики светового и темнового состояния листа растения.- Биофизика, 1963, т.8, вып.5.

50. Лялин 0.0. Некоторые закономерности биоэлектрической реакции листа растения на свет.- В сб.: Физико-химические основы происхождения биопотенциалов. М., "Наука", 1964, с.159.

51. Лялин 0.0. Зависимость биоэлектрической реакции листа растения от качества света и наличия хлорофилла в ткани.- В сб.; Труды по агрономической физиде. Л., 1965а, вып.12,с.66-69.

52. Лялин 0.0. Биоэлектрическая реакция листа растения на световое раздражение. Автореферат канд.дисс. Л., 1965 б.

53. Лялин 0.0. Биоэлектрические переходные процессы, возникающие в листе растения при световом воздействии.- В сб.: Кибернетика в растениеводстве. Из-во ВИНГИСХ МОХ COOP. 1967, вып.95.

54. Лялин 0.0. Биоэлектрические потенциалы и минеральное питание высших растений.- Сб.: Труды по агрономической физике. Л., 1969, № 24, Гидрометеоиздат.

55. Лялин 0.0., Пасичный А.11. Сравнительное изучение биоэлектрической реакции листа растения на действие 00^ и света.-Доклады АН СССР, 1969, т.188, вып.6, с.1402-1405.

56. Лялин 0.0. Электрические свойства клеточных мембран и межклеточных контактов высших растений. Автореферат докторской дисс. М., 1980.

57. Магомедов И.М., Чернядьев И.И., Ковалева Л.Б., Доман Н.Г. О локализации .жбулезодифосфаткарбоксилазы в листьях растений с 04 путем фотосинтеза.- Доклады АН ССОР, 1973, т.213, с.737-740.

58. Маслоброд G.H. Электрофизиологическая полярность растений. Кишинев, "Штиинца", 1973.

59. Маслоброд С.Н., Лысиков В.Н., Духовный А.И., Олоер Ф.Г. Электрофизиология кукурузы. Кишинев, "Штиинца", 1978.

60. Мил сум Дне. Анализ биологических систем управления. М., 1968.

61. Михеева С.А., Рыбин И.А. Зависимость переходной биоэлектрической реакции на включении и выключение света от интенсивности освещения. В сб.: Вопросы регуляции фотосинтеза. Ученые зап. УрГУ, Свердловск, 1973, вып.З, с.77-83.

62. Михеева С.А., Сегаль Н.К., Рыбин И.А. Исследование влияния растительных алкалоидов на светозависимую биоэлектрическую активность растения. В сб.: Управление скоростью и направленностью биосинтеза у растений. Красноярск, 1973, с.26-27.

63. Михеева С.А., 1ыбин И.А. О влиянии рН контактного раствора на светозависимую биоэлектрическую активность листьев растений. В сб.: Материалы 1-го Всесоюзного симпозиума по молекулярной и прикладной биофизике растений. Краснодар, 1974, 106.

64. Михеева С.А. О действии некоторых химических агентов на светозависимую биоэлектрическую активность листьев растений.-в сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Свердловск, 1977, с.63-76.

65. Михеева С.А., Рыбин И.А., Шавнин С.А. О светоиндуцируемых изменениях потенциала листа кукурузы.- В сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность растений. Свердловск, 1980, с.23-32.

66. Мокроносов А.Т. Методологические возможности оценки фотосинтетического метаболизма углерода в полевых условиях.

67. В сб.: Тезисы докладов Всессюзн.совещания по унификации методов и приборов для массового изучения интенсивности фотосинтеза. Л., 1970, с.77.

68. Мор Г. Свет и морфогенез растений.- В сб.: Теоретические основы фотосинтетической продуктивности. М., 1972, с.323-335.

69. Новак В.А., Иванкина Н.Г. Сравнительное изучение светоин-дуцированных изменений электрических потенциалов растений.-Физиол.растений, 1975, т.22, с.49.

70. Новак В.А., Иванкина Н.Г. Локализация светоиндуцирсванной биоэлектрической реакции растений.- Известия Сиб.отд.АН СССР, 1976,а, № 15, сер.биол.наук, вып.З, с.93-99.

71. Новак В.А., Иванкина Н.Г. Взаимосвязь между светоиндуци-рованной внутриклеточной и внеклеточной биоэлектрическсй реакцией растений.- Биофизика, 19766, т.21, вып.З, с.519-523.

72. Новак В.А., Иванкина Н.Г. Спектры действия и эффект Эмерсона светоиндуцированного внутриклеточного электрического потенциала листа bLoDBA candsms/s Биология. Труды НИИ Биологии и биофизики Томского 1У, Томск, 1977а, т.8, с.140-144.

73. Новак В.А., Иванкина Н.Г. Природа светоиндуцированной биоэлектрической реакции при внеклеточном отведении.1977, т.65, с.143-154.

74. Новак В.А., Иванкина Н.Г. Светоиндуцированная биоэлектрическая реакция растений.- Вопросы биологии. Томск, 1977в, с.153-163.

75. Оболонский В.В., Рыбин И.А. Роль спектрального состава и интенсивности света в формировании светостимулируемой биоэлектрической реакции растения.- В сб.: Управление скоростью и направленностью биосинтеза у растений. Красноярск, 1973, с.30-31.

76. Оболонский В.В., Рыбин И.А. Биоэлектрические эффекты перехода из одной спектральной области в другую на листьях кукурузы и бобов.- В сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Свердловск, 1977, с.89-98.

77. Оболонский В.В., Копцева Л.Г. Влияние комбинированного красного света на светоиндуцируемую биоэлектрическую реацию листьев растений.- В сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений Свердловск, 1980, с.69-84.

78. Опритов В.А., Калинин В.А. Изменение энергетического состояния и функциональной активности проводящей системы кормовой свеклы при распространении вольных возбуждения.- Физиология растений, 1970, т.17, вып.4, с.769-775.

79. Пасичный А.П., Гродзинский Д.М., Карманов В.Г. Ионизационный воздушный электрод.- В сб.: Труды по агрономической физике. Л., Гидрометеоиздат, № 24.

80. Пасичный А.П. Исследование биоэлектрической реакции листа растений на световое раздражение бесконтактным способом. Автореферат канд.дисс. Киев, 1971.

81. Пасичный А.П., Макаренко К.И. Электрические потенциалы листьев и ассимиляция углекислоты у растений.- Физиология и биохим.культурных растений, 1975, т.7, вып.1, с.30.

82. Пасичный А.П., Пономарева И.И., Цепков Г.В. Анализ биоэлектрической реакции листа на изменение условий освещения методом математического моделирования.- Физиол. и биохим.культурных растений, 1977: т.9, вып.З, с.322-327.

83. Петрушенко В,В. Исследование связи световой реакции потенциала покоя HijELia flbxilis с фотосинтезом. В сб.: Бюллетень научно-технической информации по агрономической физике. 1970, № 3, с.43-45.

84. Рубин Б.А., Гавриленко В.Ф. Биохимия и физиология фотосинтеза. Ш", 1977, с.143.

85. Быбин И.А., Ефимов А.К. Биоэлектрические потенциалы переходных состояний в различных условиях темноты и освещения растений.- В сб.: Вопросы регуляции фотосинтеза. Сзердяовск, 1970, вып.2, с.45-56.

86. Рыбин И.А., Ефимов А.К., Макаров Н.М. Биоэлектрическая реакция растения в процессе формирования фотосинтетического аппарата. В сб.: Вопросы регуляции фотосинтеза. Свердловск, 1970, вып.2, с.57-64.

87. Рыбин И.А., Ефимов А.К. Об изменении биоэлектрического потенциала конских бобов (Vici/i ра&А Ь.) в светбое время су-тдк , Экология, 1971, т.5, с.91-93.

88. Рыбин И.А., Ефимов А.К., Дощенникова О.А. Изучение биоэлектрической реакции листа растения на изменение СО2 и О2 в атмосфере на свету и в темноте.- Биофизика, 1972, т.17, вып.4, с.696-697.

89. Рыбин И.А., Михеева С.А., Ефимов А.К. Исследования биоэлектрической реакции листа растения на ступенчатое изменение интенсивности света.- Физиология растений, 1972, т.19, вып.З,с.545-550.

90. Рыбин И.А., Оболонский В.В., Ефимов А.К. Зависимость переходной биоэлектрической реакции листа растения от спектрального состава света»;- Физиология растений, 1972, т.18, вып.6, с.1170-1173.

91. Рыбин И.А. О различной црироде биоэлектрических реакций на включение и выключение света.- Доклады АН СССР, 1973а,т.211, вып.5, с.1239-1241.

92. Гыбин И.А., Михеева С.А. Ингибиторы обмена как возможный инструмент исследования биоэлектрической реакции листьев высших растений при включении и выключении света.- В сб.: Вопросы регуляции фотосинтеза. Свердловск, 1973а, вып.З, с.58-76.

93. Рыбин И.А., Михеева С.А. Действие строфантина йа биоэлектрическую реакцию растения при включении и выключении света.- Физиология растений, 19736, т.20, вып.1, с.88-91.

94. Рыбин И.А., Михеева С.А. 0 природе биоэлектрической реакции листа растения на включение и выключение света.- Доклады АН СССР, 1973в, т.208, вып.З, с.742-744.

95. Рыбин И.А. Суточный ритм биоэлектрической реакции на включение и выключение света.- В сб.: Управление скоростью и направленностью биосинтеза у растений. Красноярск, 19736,с.37-38.

96. Оболонский В.В., Рыбин И.А. Биоэлектрической взаимодействие как фактор среды обитания.- В сб.: Материалы 1-го Всесоюзного симпозиума по молекулярной и прикладной биофизике. Краснодар, 1974, с.26

97. Рыбин И.А. Суточная цикличность биоэлектрической реакции растения на включение и выключение света.- Биологические науки, 1974, № I, с.43-46.

98. Рыбин И.А., Кетова Л.Г. Зависимость светоиндуцированной биоэлектрической активности от освещаемой поверхности листьев кукурузы и бобов,- В сб.: Материалы Всесоюзного симпозиума по молекулярной и прикладной биофизикё растений. Краснодар, 1974, с.102.

99. Рыбин И.А., Михеева С.А., Оболонский В.В. Исследование светостимулированой биоэлектрической реакции этиолированных растений в процессе зеленения.- Физиология растений, 1974, т.21, вып.З, с.692-697.

100. Рыбин И.А,, Оболонский В.В. Спектры действия переходной биоэлектрической реакции листа растения,- Физиология растений, 1974а, т.21, вып.5, с.I071-1073.

101. Рыбин И.А., Оболонский В.В. Электрическая реакция листьев кукурузы.вызванная монохроматическим светом различной интенсивности и длины волны.-Биофизика, 19746, т.19, вып.5,с.878-884.

102. Рыбин И.А. Влияние никотиновой кислоты на светозависимую электрореакцию кукурузы.- Физиология растений, 1975, т.22, вып.5, с.929-935,

103. Рыбин И.А., Кетова Л.Г. Зависимость светоиддуцируемой биоэлектрической активности освещаемой поверхности листьев кукурузы и бобов.- Физиология и биохимия культурных растений. 1975, т.7, вып.6, с.599-602,

104. Рыбин И.А., Михеева С.А^ Влияние цианида на биоэлектрическую реакцию листьев высших растений, вызываемую включением и выключением света,- Физиология растений, 1975, т.22, вып.2, с.338-343.

105. Рубин И.А. Феномен автоколебаний светозависимой биоэлектрической активности листьев кукурузы.- Биологические науки, 1976, № 7, с.40-43.

106. Рыбин И.А., Оболонский Б.В. 0 возможной фитохромной регуляции светостимулированной биоэлектрической реакции листьев кукурузы.- Физиология и биохимия культурных растений.1976, т.8, вып.6, с.595-600.

107. Рыбин И.А. История развития представлений о светоиндуци-руемых биоэлектрических реакциях листьев высших растений.-В сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Свердловск, 1977, с.7-22

108. Рыбин И.А., Оболонский В.В., Михеева С.А., Бирюкова Е.Г., Тихомирова Л.Г. Феноменология светозависимой биоэлектрической активности листьев растений.- В сб.; Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Свердловск,1977, с.23-62.

109. Рыбин И.А., Оболонский В.В., Михеева С.А. 0 двух компонентах светоиндуцированной электрореакции листьев высших растений.- Физиология растений, 1977, т.24, вып.6, с.1165-1173.

110. Рыбин И.А., Шавнин С.А., михеева С.А. О светоиндуцируемсй электpopeакции листьев бобов.- Физиология и биохимия культурных растении. 1979, т.II, вып.4, с.345-350.

111. Рыбин И.А. Светозависимая биоэлектрическая активность какфункция фотосинтезирующих тканей растения.- В сб.: Тезисы докладов 6-й Всесоюзной конференции по фотоэнергетике растений. Львов, 1980а, с.37-38.

112. Рыбин И.А. Феноменология и происхождение светозависимой биоэлектрической активности.- В сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность растений. Свердловск, 19806, с.5-22.

113. Рыбин И.А., Оболонский В.В. 0 связи стационарного потенциала с фотосинтезом в условиях естественного освещения.- В сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Свердловск, 1980, с.

114. Семихатова 0.А.Смена дыхательных систем. М.-Л., "Наука",1967.

115. Сержантов В.Ф. Введение в методологию современной биологии. Л., "Наука", 1972.

116. Сетров М.И. Организация биосистем. Л., 1971.

117. Синюхин A.M., Столярек Я. Изменение ритмических колебаний биопотенциалов в онтогенезе колеоптиля кукурузы.- Доклады1. АН СССР, т.137, с.725.

118. Скулачев В.П. Аккумуляция энергии в клетке. М., 1969.

119. Скулачев В.П. Трансформация энергии в биомембранах. М.,1972.

120. Слейтер Е.С. Механизм разобщения окислительного фосфорилиро-вания иитрофенолами.- В сб.: Труды 5-го Международного биохим. конгресса. М., 1962.

121. Спирин Д.А. Влияние температуры на светоиндуцируемых электрореакции кукурузы.- В сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Свердловск, 1980, с.98-103.

122. Стадник С.А. Биоэлектрическая реакция растений на импульсное температурное воздействие.- Автореферат канд.дисс. Киев,1979.

123. Тарчевский И.А. Основы фотосинтеза М., "Высшая школа", 1977, с.219-220.

124. Тихомирова Л.Г. К вопросу о гетерогенности клеток ткани листа кукурузы в отношении светоиндуцированных электрореакций. В сборнике: Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Свердловск, 1977, с.86-88.

125. Уилкинс М. Влияние света на ритмы растений. В сб.; Биологические часы. М.,1964, с.196-219.

126. Успенская В.Д. Биоэлектрический потенциал фотосинтеза.-Доклады АН CCCF, 1951, т.78, вып.2, с.259-262.

127. Уэбб Л. Ингибиторы ферментов и метаболизма. М., 1966, с,821.

128. Хит. 0. Фотосинтез. М., 1972, с.213.

129. Чайлахяц М.Х. Целостность организма в растительном мире.-Физиология растений, 1980, т.27, вып.5, с.917-941.

130. Шавнин С.А. 0 взаимосвязи светозависимой биоэлектрической активности и фотосинтеза. В сб.: Светозависимая биоэлектрическая активность листьев растений. Свердловск,1980а, с.33-68.

131. Шавнин С.Н. 0 взаимосвязи светозависимсй биоэлектрически активности листьев растений с фотосинтезом и фотодыханием.-В сб.; Тезисы докладов 6-й Всесоюзной конференции по фотоэнергетике. Львов, 19806, с.40-41.

132. Шахов А.А. Клеточная мембранная энергосистема и ее роль в трансформации световой энергии.- В сб.: Проблемы фотоэнергетики растений. Кишинев, 1975, вып.З, с.204-228.

133. Шеррингтон Ч. Интегративная деятельность нервной системы. Л., 1969, с.17.

134. Шлык А.А. Метаболизм хлорофилла в зеленом растении.Шнек,1965.

135. Шувалов В.А.Красновский А.А. Изучение фотовосстановления кислорода хлоропластами методом хемолюминесценции люминала и хлорофилла.- Биохимия, 1975, т.40, с.358.

136. Яглова Л.Г. Об изменении ионного баланса в клетках водорослей при действии света.- Биофизика. тяяя ф q ~ теп -г.™

137. Asada К., Kiso К., Yoshikawa К. Univalent reduction оof molecular oxygen by spinach chloroplasts on illuai nation, J. Biol. Chea. 1974, v.249, p.2175.

138. Avron H. A coupling factor in photophosphorylatation. Biochim. Biopbys. Acta. 1963, v.77» p.699.

139. Bentrup P.M. Lichtabhangige Membranpotentiale bei Pflan-zen. Ber. Dtsh. Bot. Ges. 1974, v.87, p.515 - 528.

140. L. von Bertalanffy Das biologische Weltbild.Bd.I, Bern, 1949, s. 32 - 33.

141. Blinks L.R. Protoplasmic potentials in Ralicystis1. J. Gen. Physiol. 1929a, v. 15, 223-229.

142. Blinks L.R. The dire ct current resistance of Valonia. cTourn. of Gen. Physiol. 1929b» v. 13, 361-378.

143. Slinks L.R. The direct current resistance of Nitella. Journ. of Gen. Physiol. I930a» v.I3, p. 495-508.

144. Blinks L.R. The variation of electrioal resistance with appial potential. J.of Gen. Physiol. 1930b, v.8, p.793-806.

145. Blinks L.R. Protoplasmic Potentials in HaliGystls. J* of Gen. Physiol. 1932, v.I6, p. I47-I6I.

146. Blinks L.R* Protoplasmic potentials in Halicystis. The effects of ammonia. J. of Gen. Physiol. v.I7» p. 109-128.

147. Blinks L.R. Accessory pigaents end photosynthesis. Photophysiology, v.I, Academic Press. New York, 1964, p. 199-221.

148. Borowski A., Juako Ewa, Skier czynska J, Badenie zjawisk bioelektiyoznych. metoda kondensatorowa. Ann. Univ. M. Curie-Sklodowska, 1964, AA 19, s. 41-48.

149. Bose J.C. Life Movements in Plants. Trans. Bose Institute, 1919» v.2.

150. Life Moveaets in Plats. Trans. Bose Institute, 1921, v.4.

151. Bose J.C. The Physiology of Photosynthesis. London,Longmans, p.592-414, 1924.

152. Brincknann E. Zur Messung des JSieabranpotentiala und dffssen lightabb^ngigen Inderungen an Blattzellen beherer Landpflanzen. Dissertation. Darmstadt, 1975.

153. Brincknann E., Iajttge U. LichtabUangIfembranpotential schwankungen und deren interaellulire Waiterleitung bei panaschierten Photosynthese-Mutanten von Oenothera.Planta, 1974, v,II9, s*47-57*

154. Brown S.O. Delation between ligbt and the electric polarity of Chara. Plant Physiol. 1958, v. 15, p. 715-756.

155. Bruce V.G., Pittendrigb C.S. Temperature independence im a unicellular "clock". Proc. Nat. Acad. Sci., 1956, v. 42, p. 676-682.

156. Bulycbev A.A., Andrianov V.K., Eurella G.A., Litvin F.F. -Microelectrode measurements of the transmembrane potential of chloroplasts and its photoinduoed ohanges. Nature, 1972, v. 256, p. 175-177.

157. Bose J*С, Compararive electrophysiology. London, 190?, p. 414.

158. Bulichov A. A., Andrianov V.K., Eorella G.A., Litvin F.F.-Photoinduction kinetics of eleotrical potential in a single chloroplast as studied with, microelectrode technique. Biochim. Biophys. Acta, 1976, v.420, p. 336-351.

159. Christ R. Investigation photoelectric effect of Pelargonium zonale. Bericht. Schweiz. Bot. Ges. 1955, v. 65, p.387.

160. Emerson R., Chalmers R., Cederstrend C. Some faotors influe ncing the long-wave limit of photosinthesis. Proc. Nat. Acad. Soi. 1957, v.43, p. 133-143.

161. Emerson R. Dependence of yield of photosynthesis in longwave red on wave lend ad indsnsity of supplementary light. Science, 1957, v. 125, p. 746.

162. Emerson R. Yield of photosynthesis from simulteneous illumination with pairs of wave-lenghts.Science, 1958, v. 127, p. 1059- Ю60.

163. Endo C. The effect of coloured light upon the potential changes in plants. Bot. Mag. 1955, v. 66, p. 81-87.

164. Fensom D.S. On measuring eleotrical resistance in citu in higher plants, Canad. J. Plant Soi. 1966, v.46, p.169-175»

165. Powder C.F., Кок В. Rapid light induced potentials: in spi nach chloroplasts. 6. Int.Cong.Photobiol. Bechum, 1972,p.417.

166. Fujii S., Shijiimen Т., Tazava M. Light-indused changes in membrane potential in Spirogyra. Plant and Cell Physiol. 1978, v. 19, p. 573-590.

167. Gabrielsen E.K., Madsen A., Vejlly E. Induction of photosynthesis in etiolated leaves. Physiologia Plant. 1961, v. 14178. p. 98.

168. Garner W.W., Allard H.A. Effect of short alternating periodsof light and darkness on plant growth. Soienea, 1927, v. 66, p. 40-42.

169. Goodvin P.B. Physiological and electrophysiological evidence for intercellular communication in plant symplasts. Interce 11.Commun.Plants: Stud. Plasmodesmata. Berlin, 1976, p. 121-128.

170. Gr&ber P., Witt H.T. Direct measurments of protons pumpedinto the inner phase of the functional membrane of photosynthesis per electron transfer. EEBS Lett. 1975, v.59»tp. 184-189.

171. Gross E.L. Uncoupling of photophosphorylation by zwitt-erions and guaternary ammonium salts* 2nd Int. Cong. Photo-synth. Bes. Stresa, 1971, Abstrs. Milano, p. 78.

172. Haake 0. Uber die Ursache electrdtsober Sti©me in Pflan-zen. Flora, 1892, v. 57, a. 455-458.

173. Hastings J.W., Sweeney B.M.-A persistent diurnal rhythm of luminescence in Gonyanleoc polyedra. Biol. Bull. 1958, v. 115, P* 440-458.

174. Higinbotham F. Electropotentials of plant cells. Annu. Bev. Plant Physiol, v. 24, Palo Alto (Calif.), 1973,p. 25-46.

175. Hope A.B. Ionic relations of cells of Chara australis. X. Effect of bicarbonate ions on eleotrical properties. Austral. J. Biol. Sci., 1965, v.I8, p. $89-801.

176. Horvitz B.A. Bioelectric response of higher plants induced by photo synthetic ally active radiation. Photo synthetics,1971, v.5, p.414-415.

177. Jaffe M.J. Phitocrome-mediated bioelectric potentials in mung bean seedlings. Science, v.162, p.I0I6-I0I7.

178. Jagendorf A., Uribe E. Bhotophosphorylation and the chemi osmotic hypotesis. Energy conversion by photosynthesis. Brookhaven Symp. Biol. 1967, v. 19, p.215.

179. Jagendorf A.T. Photophosphorylation. In» Encyclopedia of Plant Physiol. V.5. Photosynthesis I, 1977, p.307-337.

180. Joliot P. Kinetic stadies of photosysten II in photosynthe sis. Photoohem. Photobiol. 1968, v. 68, p. 1010.

181. Junge W. Physical Aspects of Light Harvesting. Electron Transport and Electrochemical Potential Generation in Photosynthesis pf Green Plants. Encyclopedia of Plant Physiology. V. 5. Photosynthesis I. 1977, p. 59-90.

182. Klein B. 2ur Frage aiber die electrischen Stigime in Pflan-zen. Berichte Deutsch. Bot.Ges. 1898, Bn.I6, s.335.

183. Laing W.A., Forde B.J. Gonqparative photorespiration in Amaranthus, Soybean and corn. Planta, 1971» v. 98, p.221.197. liuttge U. In: Membrane transport in plants. Berlin, 1974, p. 353.

184. Marsh G. Relation between continuous bioelectric currents and cell respiration. IV. The origin of electric polarity in the onion root. J. Experiment. Zool. V.5I, p. 309-325.

185. Marsh G. Physicochemical mechanism of cellular electromotive forse. Proc. Boo. Exptl. Biol, and Med. Mew York, 1952, v.29» p. 666-668.

186. Marsh G. Effect of ten^erature and light upon the inherent potential of Valonia. Carnegy Inst. Ylearb. 1935» v.35,p. 89-90.

187. Marsh G. The Photoelectric Effect in Valonia. Carnegie Inst. Yearb. 1956, v.55, p. 88.

188. Marsh. G. The Pole of CO in the effect of Light on the2

189. E.M.F. of Valonia ventricosa. Carnegie Inst. Yearb. 1937» v.56, p. 99-100.

190. Marsh G. Futher Studies on the Electrioal Behevior of Valonia ventricosa. Carnegie Inst. Ye&rb. 1938, v.37» p. 94-95»

191. Marsh G. The Growth Rate of Valonia ventricosa. Relation of the protoplasmic E.M.F. to pH of Medium and potassium concentration etc. Carnegie Inst. Yearb. 1959» v. 58, p. 228-230.

192. Marsh G. The effect of light on the inherent E.M.E. of Valonia ventricosa. Tortugas Laboratory 32. Publ. of the Carnegie Inst. 1940, p. 65-84, 99-120.

193. Nagai R., Tazava M. Changes in resting potential and ion absorbtion induced by light in a single oell. Plant and Call Physiol. 1962, v.3, p.325-339♦

194. Nichizaky Y. Physiological stadies on photo-electric response in plant tissues. Science Report RITU, D-9, 1958, p. I07-II3.

195. Nishizaki Y. The effects of different light intensities on photo-electric response of green leaves. Bot. Mag. (Tokyo), 1959, v.72, p.377-383.

196. Nishizaki Y. Physiological Studies on photo-electric response in plant tissues. Sci. Rep. RITU. D-II, I960,p. 9-15.

197. Nishizaki Y. Bioeleotric potential of Chara undermittent illumination. Plant and Cell Physiol. 1963, v. 4, p.353-356.

198. Kazuyoshi S., Mitsugi S. The light-dependent effect of external pH on the membrane potential of Nitella. Plant and Cell PhyBiol. 1973, v.I4, p. 147-156.

199. Sohilde C. Zur Wircung des licht auf das Ruhepotential der ga£nen Pflanzenzelle. Planta. 1966, B. gl, s. 184-188.

200. Shilde C. Photoelectriache Effect der Alge Acetabularie. Z. Naturforsoh. 1968, B. 23, s. 1369-1376.

201. Schan W.J. Periodische Schwankungen der Photosynthese und Atmung bei Hydrodiction, Flora, B. 142, s, 347-380.

202. Sheard C. Changes in electrical potentials and currents pro217. duced in plants by varoes types of radiant energy. Proo. of the Staff Meeting of Mayo Clinic, 1929, v.4, p.3I0-£I2.

203. Shen Y., Shen G. Studies on photophosphorylation. The "light-indensity effect" and intermediate steps of phoro-phosphorylation. Soienta Sinica. 1962, v.II, p.1097.

204. Skulachev V.P. Energy transformations in the re spuratory chain. Current Topics in Bioenerg. 1971» v.4, p. 127-190.

205. Skulachev V.P. Electric generators in coupling membranes: direct measurments of the electrogenic aotivity, molecular mechanism and some specific functions. EBBS Meetings, 1975» v.IO, p. 225-238.

206. Skulachev V.P* Transmemrane electrochemical H+-potential as a convert able energy source the living cell. FEES Letters, 1977, v. 74, p.1-9.

207. Throm G. Einfluss von Hommstoffen und des fie doxpotentials auf die lichtabhingige Anderung des Membrenpotentials bei Griff ithsia set ace a. z. Pflenzenphysiol. 19 71, B. 64,s. 281-296.

208. Volkov G.A. Bioeleotrical response of the Nitella flexilis cell to illumination: a new possible state of plasm ale mmain plant oell.Biochim. et biophys. acta. 1973, v.314, p. 83-92.

209. Vredenberg W.J. Changes in membrane potential associated with cyclic and non-oyclio eleotron transport in photochemi cal system I in Nitella transluoens. Bio claim * Biophys. He s. Cimm. 1971, v. 42, p.III-II8.

210. Vredenberg W.J., HomannP.H., Tonk J»M* Light-induced potential changes the chloroplast enclosing membranes as expression of primary events at the thylakoid membrane. Biochim. et biophys. aota. 1975 , V.3I4, p. 261-265.

211. Walker N.A. An effect of light on the plasmalemma of Chara cells. Апп.Вэр. Div. Plant Ind. CSIE0, 1962, p.80.

212. Walker N.A. The effects of light on the oell membranes of Chara. Ann. Hep. Div. Plant Ind. CSIHO, 1963, p.96.

213. Walker J.M. Electrical A.C# res is ten ce and capacitance of Zaa mays L. Plant and Coil, 1965, v.2?, p.270-274.

214. Waller A.D. Action eleotrome trice de la substance vege-tale consecutive a l'excitarive lumineuse. Compt. rend. Soc. Biol. 1900a, v. 52, 342.

215. Waller A.D. Tbe eleotrical effects, of light upon green leaves. Proc. Hoy. So0. 1900b, v.67, p. 127.

216. Waller A.D. Pour observatious concorning the electrical effects of light upon green leaves. J. Physiol. 1900c, v.I5, p.18.

217. Waller A.D. Action electromotrioe dea feuilles vertes sous 1»influence des lumieres rouge, bleue at verte. Compt. Band. Soc. Biol. I900d, v. 52, p.I©95«

218. Waller A.D. Physiology, the Servant of Ifedicine. University of London Press, 1910.

219. Waller J.C. Photo-electrio changes in green and white leaves. Brit. Ass. ftsport, 1923a, p. 288.235* Waller J.C. Conditions which determine the direction of the photo-eleotrio current in green leaves, Beit. Ass. Beport. 1923b, p. 480.

220. Waller J.C. The katharometer as an instrument for measuring the autput and intake of carbon dioxide by leaves. New Phytologist, 1926, v. 25, p. 109»

221. Waller J.C. Plant eleotrioity. II. Toward an interpretation of the photo-electric ourrents of leaves. New Phyto-logist, 1929, v. 28, 291-306.

222. Williams C.J. III., Horvitz B.A. Ecological implication of bioelectric response action spectra of high and low elevation population of Verbascum thapsus L. Photosynthetiea, 1972, v. 6, p.4.

223. Willst&tter R., atoll A. Untersuchungen uber die Assimilation der Ehhls&uer. Berlin, I9I8.

224. Witt H.T. Primery acts of energy conservayion in the functional membrane of photosynthesis. Ann. N.-Yv Acad. Soi. 1974, v. 227, p. 203.

225. Zurzycki J. Changes of the trans-membrane potential of the leav cell of Punaria hygrometrica under influence of light. Acta Soc. Bot. Polon. 1968, v. 37, p. 519-531.

226. Advancement Soi. Bsport. 1928, p. 624,