ӨСІМДІК ҚҰРАМЫНДА КЕЗДЕСЕТІН УЫТТЫ ЭЛЕМЕНТТЕРДІҢ РӨЛІ

Ғылыми жетекші: Баубекова А.К.

Амангелдиева Айгүл Био-213 арнайы тобының студенті

Өсімдік текті қорек ауыр металдардың адам және жануарлар ағзасына түсудің негізгі көзі болып табылады. Түрлі мәліметтер бойынша өсімдіктер арқылы ауыр металдардың 40-80%-ы, ал ауа және судан 20-40% түседі. Сондықтан қорекке қолданылатын өсімдіктерде металдардың жиналу деңгейіне халықтың денсаулығы айтарлықтай байланысты (Х.Пендиас,1989).

Өсімдіктің химиялық құрамын топырақтың элементтік құрамын көрсететіні белгілі. Сондықтан өсімдіктерде ауыр металдардың артық жиналуы ең алдымен олардың топырақтағы жоғары концентрациясына негізделген. Өсімдіктер өздерінің тіршілігі барысында ауыр металдардың тек қабылдай алатын формаларымен байланысады. Олардың мөлшері топырақтыңбуферлілігімен тығыз байланысты. Бірақ топырақтың ауыр металдармен байланысу және инактивациялау қабілетінің өзіндік шегі бар және олар металдардың түсіп жатқан ағынын қабылдай алмай жатқанда маңызды орынды сол өсімдікке олардың түсуіне кедергі жасайтын физиологиялық-биохимиялық механизмдерін алады.

Өсімдіктердің артық ауыр металдарға тұрақтылық механизмі түрлі бағыттарда көріне алады: бір түрлер ауыр металдарды жоғары концентрацияда жинауға қабілетті, бірақ оларға толерантты болады; ал екіншілері олардың түсуін өзінің барьерлік қызметтерін максимальды қолдану жолымен төмендетуге тырысады. Көпшілік өсімдіктер үшін бірінші барьерлік деңгей болып тамыр табылады. Тамырда ауыр металдардың көп мөлшері ұсталып қалады. Екінші барьерлік деңгей – сабақтар мен жапырақтар, ал ең соңғы деңгей – жаңадан өңдеу қызметіне жасау беретін өсімдіктердің мүшелері мен бөліктері (жиі жағдайда тұқым мен жеміс, сонымен қатар тамыр- және түйнек жемістер) (Х.Пендиас,1989).

Бірақ бұл заңдылықтар барлық уақытта қайталана бермейді, бұл өсімдіктердің өсуі мен генетикалық ерекшеліктеріне байланысты. Бірдей ластанған топырақта өсуші, бір түрге жататын дақылдардың түрлі сорттарында түрлі мөлшерде ауыр металдар анықталған жағдайлар да бар. Бұндай мәлімет, түрішілік полиморфизм тән, өзін табиғи ортаның техногенді ластануы кезінде де көрсете алуға қабілетті барлық тірі ағзаларда байқалады. Өсімдіктерде бұл қасиет ауыр металдардың артық концентрациясына қатысты жоғары қорғаныш мүмкіндіктері бар сорттарды алу мақсатында генетика-селекциялық зерттеулердің негізі бола алады. Ауыр металдардың жиналуына қарсы түрлі өсімдіктердің өзгергіштігіне қарамастан, элементтердің биоаккумуляциясы белгілі-бір тенденцияға ие. Бұл металдарды бірнеше топтарға бөлуге болады: 1) кадмий, цезий, рубидий – интенсивті сіңірілетін элементтер; 2) цинк, молибден, мыс, қорғасын, мышьяк, кобальт – орта деңгейлі сіңірілетін элементтер; 3) марганец, никель, хром - әлсіз сіңірілетін элементтер; 4) селен, темір, барий, телур – сіңірілуі қиын элементтер(Авцын А.П.,1991).

Өсімдіктерге ауыр металдардың түсуінің басқа жолы – ауа ағынынан тамырдан тыс сіңірілуі. Ол жапырақ аппаратына атмосферадан металдардың айтарлықтай түсуі кезінде орын алады. Бұл ірі өндіріс кәсіпорындары маңында байқалады. Жапырақтар арқылы өсімдіктерге элементтердің сіңірілуі ең алдымен кутикула арқылы метаболиттік емес жолмен жүреді. Жапырақтар рақылы сіңірілшген металдар басқа мүшелер мен ұлпаларға өте алады және зат алмасуға қатыса алады. Егер өсімдіктерді қолданудың алдын тазалап жуса, жапырақтар мен бұтақтарда шаң қалдықтарымен тұңған металдар адамдар үшін қауіпті емес. Бірақ бұндай өсімдіктерді жеген жануарлар көп мөлшерде ауыр метадарды қабылдай алады. Өсімдіктердің өсу шамасына қарай элементтер оның мүшелерінде қайта бөлінеді. Бұл кезде мыс және мырыш үшін олардың мөлшерінде төмендегідей заңдылық орындалады: тамыр, дән, сабан. Қорғасын, кадмий және стронций үшін ол басқа түрлі: тамыр, сабан, дән. Өсімдіктердің түрлік ерекшеліктерімен қатар ауыр металдардың жиналуына қатысты белгілі-бір жалпы заңдылық бар. Мысалы, ауыр металдардың көп мөлшері жапырақты көкөністер және сүрлем дақылдарында, ал аз мөлшері – бұршақ, астық және техникалық дақылдарда байқалады (Х.Пендиас,1989).

Қорғасын. Қорғасын негізгі табиғи орта ластаушыларының қатарында приоритетті. Металл микроағзалар, өсімдіктер, жануарлар және адамдар үшін уытты. Оның концентрациясы жем-шөпте 0,05-0,5 мг/кг төмен болғанда жануарлар бұл элементтің жетіспеушілігіне ұшырайды. Көп емес мөлшерде ол өсімдіктерге де қажет. Оның мөлшері құрғақ затында 2-ден 6 мг/кг болғанда, өсімдіктерде қорғасын дефициті болуы мүмкін (Авцын А.П.,1991).

Топырақтағы қорғасынның жоғары концентрациясына байланысты өсімдіктерде қорғасынның артуы тыныс алуды ингибрлейді және фотосинтез процесін тежейді, кейде кадмий мөлшерінің жоғарылауына және мырыш, фосфор, кальций, күкірт түсуінің төмендеуіне әкеп соғады. Осының арқасында өсімдіктің өнімділігі төмендейді және өндірілген өнімнің сапасы бірден нашарлайды. Қорғасынның негативті әсерінің сыртқы белгілері – қара-жасыл жапырақтардың пайда болуы, ескі жапырақтардың оралуы және жапырақтардың қурауы. Оның артық мөлшеріне өсімдіктің тұрақтылығы бірдей емес: дәнді астықтардың тұрақтылығы төмен, ал бұршақтардың тұрақтылығы жоғары. Сондықтан түрлі дақылдарда уыттылық белгілері топырақта қорғасынның түрліше жалпы мөлшерде – 100-ден 500 мг/кг кезінде байқалады.

Металл концентрациясы құрғақ затта 10 мг/кг жоғары болса, көпшілік мәдени өсімдіктер үшін уытты болып саналады (Ноздрюхина Л.Р., 1977).

Мыс. Мыс фотосинтез процесіне қатысады және өсімдіктердің азотты қабылдауына әсер етеді. Сонымен қатар, мыстың артық концентрациясы жануарлар мен өсімдіктер ағзасына қолайсыз әсер етеді.

Мыс тірі ағзалар үшін қажетті алмастырылмайтын маңызды элементтердің бірі болып табылады. Өсімдіктерде ол фотосинтез, тыныс алу, тотықсыздану және азот фиксациясы процестеріне белсенді қатысады. Мыс бүкіл оксидаза ферметтерінің – цитохромоксидаза, целулоплазмин, супероксидадисмутаза, уратоксидаза және басқаларының құрамына кіреді және молекулалық оттегі көмегімен субстраттардың тотығу реакцияларын жүргізетін ферменттердің құрамдық бөлігі ретінде биохимиялық процестерге қатысады.

Мыс және фосфор арасындағы антогонизм тамырлы ортада болады, солай болғандықтан фосфаттар мысты абсорбциялауға қабілетті. Топарықта фосфаттардың жоғары деңгейлі мөлшері, керісінше фосфотазаның белсенділігін ингибрлейді, нәтижесінде өсімдіктер үшін фосфордың жеткізілуі төмендейді.

Қазіргі таңда негізгі мәселе топырақта мыстың жетіспеуі немесе оның кобальтпен дисбалансы болып табылады. Өсімдіктер үшін мыс жетіспеуінің негізгі белгілері – репродукциялық мүшелердің қалыптасуының баяулауы, сосын тоқтатылуы, әлсіз дәннің пайда болуы, дәні жоқ масақтың түзілуі, сыртқы ортаның қолайсыз факторларына тұрақтылығының төмендеуі. Мыстың жетіспеуіне сезімталдығы жоғары – бидай, сұлы, люцерна – жоңышқа, пияз, асхана қызылшасы және күнбағыс. Мыс және мырыш арасында белгілі-бір өзара байланыс бар. Бұл металдардың сіңірілу механизмі бірдей, олардың әрқайсысы тамыр жүйесінде ортақ бәсекелестік арқасында бір-бірінің сіңірілуін ингибрлей алады (Ноздрюхина Л.Р., 1977).

Мырыштың фитоуыттылығы жиі, әсіресе қышқыл және ағын сумен интенсивті суландырылған топырақтарда байқалады. Мырыш және мыс арасындағы антогоникалық өзара қатынас бір элементтің сіңірілуін екіншісінің төмендеуінен пайда болады (Х.Пендиас,1989).

Фосфор және мырыштың өзара әсерлесуі жиі байқалады және әсіресе, топыраққа фосфаттар мен әктің енуінен кейін байқалады және көптеген дақылдар үшін анықталған фосфордың интенсивті жиналуынан туындайтын фосфор және мырыш қатынасының бұзылуы мырыштың дефицитіне әкеп соғады (Ильин В.Б.,1991).

Пайдаланған әдебиеттер:

1. Писанец Е.М. Новые данные по кариологии Bufoviridis-complex

(Amphibian,Bufonidae) и вопросы происхождения азиатских тетраплоидных жаб / Герпетологические исследования, Л.: 1991. Вып. 1 41-51бет

2. Ноздрюхина Л.Р. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М.: Наука, 1977 г.

3.Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. - М.: Медицина, 1991г.