У ауксинов есть "напарники": гормоны, которые синтезируются преимущественно в кончике корня и оттуда поступают в остальные части растения.
Название этого класса гормонов — цитокинины (цито — клетка, кинез — деление) — отражает их основное свойство: способность вызывать деление клеток.
Здесь стоит напомнить, что растения по характеру роста принципиально отличаются от животных.
Клетки большинства тканей животных способны к делению; за счет этого в процессе роста и развития животные увеличиваются в размерах. А в растениях делятся только отдельные участки — меристемы.
Способность животных отращивать — регенерировать — новые органы довольно ограничена. Растения же могут с помощью меристем достраивать новые органы на протяжении всей своей жизни. Меристемы однодольных растений расположены в кончике корня и верхушке стебля. У двудольных есть еще и “внутренние” меристемы.
Возможно, именно эта особенность растений и является причиной существования гормонов-«напарников». Цитокинины синтезируются меристемой корня и стимулируют клеточные деления, ауксины — меристемой стебля и вызывают рост клеток растяжением. Чаще всего эффект этих гормонов проявляется при их взаимодействии друг с другом.
Открытие цитокининов крайне поучительно.
Наверное, вы знаете, что биологи умеют выделять и поддерживать в стерильной культуре определенные микроорганизмы и даже научились их применять на благо человека. Микробы помогают получать не только сыр, вино и уксус (для этих целей их используют уже довольно давно), но и разнообразные лекарства и витамины.
Даже клетки животных и человека выращивают для научных исследований и для наработки ценнейших медицинских препаратов. Такие клетки используют, например, для получения интерферона.
Стерильная культура клеток растений, выращиваемая на твердой питательной среде (скажем, на агаре), получила название каллус. На вид это бесформенный комок клеток. В естественных условиях каллус образуется в местах поранения. Каллусные клетки совсем не похожи на клетки материнского растения. Выращенный в пробирке каллус обладает удивительными свойствами: его по желанию исследователя можно превратить в корень, в цветок, в стебель, в целое растение, заставить синтезировать полезные вещества. Используя культуру клеток, можно выводить новые сорта с любыми свойствами гораздо быстрее, чем обычными методами. В руках физиологов растений каллус стал уникальнейшим инструментом.
В 1955 г., когда ученые только еще учились выращивать каллусы, Миллер и Скуг проводили опыты с клетками табака. В питательной среде были витамины, сахара, макро — и микроэлементы, ИУК, но клетки не хотели расти. Единственный выход в этой ситуации, рассуждали Миллер и Скуг, — перепробовать все возможные, даже экзотические вещества.
Оказалось, что если прибавить к питательной среде дрожжевой экстракт или кокосовое молоко, клетки начинают делиться. Но какое вещество в этой смеси является действующим началом? Миллер и Скуг продолжали проверять все вещества подряд.
Помог случай. Когда подошла очередь испытать в качестве возможного регулятора роста дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), выяснилось, что ее препарат слишком долго хранился и испорчен. Но все же исследователи его использовали (может быть, от отчаяния). И клетки вдруг стали прекрасно расти. Когда же добавили новый, свежий препарат ДНК, рост клеток не наблюдался.
Круг поисков сразу сузился. Стало понятно, что фактор, заставляющий клетки делиться, — продукт распада ДНК. В дальнейшем выяснилось, что все цитокинины по химической структуре очень похожи на аденин, входящий в состав ДНК.
А в 1963 г. был открыт первый природный цитокинин — зеатин (zea — латинское название кукурузы). Независимо друг от друга Скуг и Летам выделили его из семян кукурузы.
Сейчас известно много цитокининов. Назовем лишь еще один — бензиламинопурин (сокращенно — БАП). Этот регулятор был синтезирован искусственно. БАП очень широко применяется в исследованиях и заменяет дорогостоящие природные цитокинины.
Основным "поставщиком» цитокининов, как мы уже говорили, является меристема кончика корня. Но некоторое количество цитокининов синтезируется в развивающихся семенах, незрелых плодах, “внутренних” меристемах двудольных растений.
Цитокинины вместе с минеральными веществами и водой транспортируются по сосудам вверх. В отличие от ауксинов, для их перемещения не требуется затрат энергии. Максимальная концентрация цитокининов — в кончике корня и верхушке стебля.
Впрочем, статья, Миллера и Скуга называлась “О влиянии препарата автоклавированной ДНК…” (И не мудрено — не станешь же описывать свойства препарата, который неизвестно как протух. Нужен аналогичный препарат, свойства которого стабильны.) Так что теперь уже трудно разобраться, какой вклад в открытие внес случай, а какой — точный расчет.