Élet és Tudomány, 1978. január-június (33. évfolyam, 1-26. szám)
1978-06-16 / 24. szám
Az állatok szervezetétől eltérően, amelyekben az életműködéseket hatásos idegrendszeri szabályozás is összehangolja, a növényekben ez a rendezett, a külvilág változásaihoz messzemenően alkalmazkodott működés tisztán kémiai szabályozással valósul meg. Az összehangoló és szabályozó „üzeneteket” az egyik sejtből és szervből a másikba közvetítő vegyi anyagok a növényi hormonok (görög eredetű szóval: fitohormonok). De a sejtek valamennyi fejlődési folyamatát: a sejtosztódást, a sejtmegnagyobbodást és a sejtdifferenciálódást ugyancsak — legnagyobbrészt — a növényi hormonok szabályozzák. Kis töménységben A növényi hormonok aligha felelnének meg azonban az állati hormonokkal szemben támasztott valamennyi követelménynek: olykor a képződésük és hatásuk helye nem különül el élesen. Az állatokéhoz hasonló hormontermelő szervek sincsenek a növényekben, ugyanazt a hormont sokszor számos szövet és szerv is termeli. A növényi hormonok fogalma tehát nem lehet változatlan megfelelője az állati szervezetekben ható hormonokénak, már csak azért sem, mert az előbbiek összehasonlíthatatlanul kevesebben vannak mint az utóbbiak. A fitohormonok a növényekben képződő olyan sajátos — általában csak a növényekben ható — szabályozó anyagok, amelyek kis töménységben is nagyon erősen hatnak a különféle élettani folyamatokra. Rendszerint keletkezésük helyétől távol fejtik ki hatásukat, tehát olyan anyagok, amelyek a növényi szövetekben viszonylag gyorsan szállítódnak. A növényi fejlődésélettannak egyik központi kérdése, hogy miként hatnak a hormonok ilyen kis töménységben, s főképpen: miben áll hatásuk módja. Noha a növényi hormonok kutatása több mint negyvenéves múltra tekint vissza, idevágó ismereteink mégis hiányosak, s így ma sem tudunk teljesen kielégítően felelni a kérdésre. A fő gondot elsősorban a növényi sejteknek, szöveteknek és szerveknek hormonok irányította szakosodása, differenciálódása okozza. A szervezet minden sejtjében benne van az egész növényre vonatkozó genetikai információ, vagyis minden sejt nagyrészt azonos fejlődés- és működésbeli lehetőségeket rejt magában. A különféle feladatok ellátására differenciálódott sejtekben mégsem fejeződik ki valamennyi információ. Vajon milyen módon szabályozódik az elvileg „mindenre képes” sejtek működése, mi gátolja őket abban, hogy örökletes lehetőségeik nagy részét megvalósítsák? A növényi sejtek differenciálódásáról kevesebbet tudunk, mint az állati sejtekéről (ez utóbbiról sorozatunk két korábbi cikkében, lapunk ez évi 17. és 18. számában volt szó. — A szerk.), de annyi bizonyos, hogy e szövetek és a szervek kifejlődése és működése enzimek részvételével valósul meg, s hogy a növényi fejlődésben központi szerepű hormonok hatása szorosan összefügg az enzimek keletkezésével és működésével. A növényi hormonok elsődleges hatása valószínűleg abban rejlik, hogy bizonyos gátlás alatt álló géneket felszabadítva sajátságos hírvivő RNS-molekulák képződését váltják ki. Ezzel pedig éppen az ott és akkor szükséges fejlődési folyamatokat megvalósító enzimfehérjéknek a keletkezését idézik elő a sejtekben. Eszerint a növényi hormonoknak az az alaptevékenységük, hogy a sejteken belül szabályozzák az enzimeket. Ez kétféleképpen is történhet: elsősorban új enzimmolekulák szintézisének beindításával, vagyis annak meghatározásával, hogy egy sejtben milyen enzimek és milyen mennyiségben keletkezzenek. Másodsorban a már meglevő enzimek működésére hatnak azzal, hogy módosítják különféle, az enzimeket serkentő vagy gátló anyagoknak a szintjét. tohormonok szinte mindennemű sejtre, szövetre vagy szervre hatnak valamiképpen, működésükben tehát sokkal kevésbé specifikusak, mint az állati hormonok. A növényi hormonoknak egy másik jellegzetességük az egymással közös működés, az együtthatás. A fejlődésélettani jelenségek java része több hormon együttes működésének az eredménye. A hatás végső eredményében — mint később látni fogjuk — nem a különféle hormonok valóságos mennyisége, hanem egymáshoz viszonyított aránya a legfontosabb. A különféle fitohormoncsoportok szerkezetét, szintézisét és élettani hatását meglehetősen jól ismerjük, hatásmódjuk részletes felderítésén pedig most dolgoznak világszerte. A növényi hormonok kutatását elméletileg az teszi roppant érdekessé, hogy reményt kelt a sejten belüli enzimszabályozásnak molekuláris szinten való megismerésére, gyakorlati haszna pedig egyenest óriási, hiszen e hormonok alkalmazásával a növények növekedésének és fejlődésének folyamatait célunknak megfelelően, mesterségesen irányíthatjuk. Az auxinok és a gibberellinek Az elsőként felfedezett növényi hormonok az auxinok. A természetben előforduló auxinok indolvázási vegyületek. Tulajdonképpen a növényekben általánosan előforduló indol-ecetsavat (IES) tekintjük természetes auxinnak, de mivel az auxin hatása meghatározott molekulaszerkezethez van kötve, e szerkezet reprodukálásával lehetővé vált számos szintetikus auxinnak a készítése is. Ezek nem fordulnak elő a növényekben, de hatásuk az IES-éhez hasonló, sőt néha még hatékonyabbak a mainál. Mesterségesen hozták létre például az indolpropionsavat és az indolvajsavat vagy az alfanaftil-ecetsavat, bétan-aftoxi-ecetsavat, továbbá a különféle fenoxiecetsavakat. Az auxinok kisebb töménységben serkentik, nagyobban gátolják a sejtmegnyúlásos növekedést, ha pedig tovább növelik a töménységüket, mérgezővé válnak. Megindítják, illetve serkentik a sejtosztódást, a gyökérképződést, a pollencsírázást, a megtermékenyítést és a terméskép- gim Szabályozó/ lílaz • 1 ^3 élővilágban ikrt A NÖVÉNYI HORMONOK 74• Együttes hatás A növényi hormonok öt csoportjának — az auxinok, a gibberellinek, a citokininek csoportjának és két egytagú csoportnak: az abszcizinsavnak és az etilénnek — feltűnő, az állati hormonokétól eltérő tulajdonsága, hogy mindegyikük igen különböző reakciókat képes kiváltani a növényekben. Szabályozó hatásuk tehát sokkal szélesebb körű és sokoldalúbb, mint az állati hormonoké, hiszen azok mind jóval körülhatároltabb élettani jelenségekre hatnak. Ezenkívül a különféle fi