Влияние тяжёлых металлов на растения

ВВЕДЕНИЕ

Тяжелые металлы (Cu, Ni, Со, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg) относятся к
микроэлементам. То есть химическим элементам, присутствующим в
организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и
ниже). Изучение минерального питания растительных организмов включает
в себя знакомство и с микроэлементами.
В настоящее время при помощи специальных, особо чувствительных
методов удалось определить в составе организмов свыше 60 таких
химических элементов. Однако можно утверждать, что названное число не
является пределом и в состав организмов в самом деле входят все известные
химические элементы и их изотопы, (как стабильные, так и радиоактивные).
Химические элементы, которые, входя в состав организмов растений,
животных и человека, принимают участие в процессах обмена веществ и
обладают выраженной биологической ролью, получили название биогенных
элементов. К числу биоэлементов относятся: азот, водород, железо, йод,
калий, кальций, кислород, кобальт, кремний, магний, марганец, медь,
молибден, натрий, сера, стронций, углерод, фосфор, фтор, хлор, цинк.
Указанный перечень будет, несомненно, увеличиваться по мере роста
наших знаний. Например, биогенное значение кобальта и молибдена
определилось недавно. Некоторые элементы биогенны только по отношению
к определенным классам, родам, а иногда и видам организмов. Например,
бор необходим для растений, но пока не может считаться биогенным по
отношению к животным и человеку.
Значительное количество химических элементов, постоянно
обнаруживаемых в организмах, оказывает определенное влияние на течение
процессов обмена веществ и на ряд физиологических функций в
эксперименте, однако еще не известно, какую роль эти элементы играют в
организмах в природных условиях, и поэтому их биогенное значение пока
сомнительно. К таким элементам относятся алюминий, барий, бериллий,
бром, висмут, галлий, германий, кадмий, литий, мышьяк, никель, олово,
радий, ртуть, рубидий, свинец, серебро, сурьма, титан, уран, хром, цезий.
Количественное содержание биоэлементов, входящих в состав
организмов, сильно варьирует в зависимости от среды обитания, способа
питания, видовой принадлежности и т. п.
Основную массу живого вещества (99,4%) составляют так называемые
макроэлементы: О, С, Н, Са, N, К, Р, Мg, S, Cl, Na.
К числу микроэлементов, содержание которых в организме
исчисляется тысячными и даже триллионными долями процента, относятся:
железо, кобальт, марганец, медь, молибден, цинк, кадмий, фтор, йод, селен,
стронций, бериллий, литий и др.
Микроэлементам, несмотря на их малое количественное содержание в
организмах, принадлежит значительная биологическая роль. Помимо общего
благоприятного влияния на процессы роста и развития, установлено
специфическое воздействие ряда микроэлементов на важнейшие
физиологические процессы — например, фотосинтез у растений.
Связь между ролью элемента в живом организме и положением его в
периодической системе хорошо прослежена для многих микроэлементов,
однако далеко еще не все стороны этой зависимости изучены в достаточной
степени.
Обратимся теперь к сущности влияния микроэлементов на живой
организм. Наиболее характерна высокая биологическая активность
микроэлементов, т. е. способность чрезвычайно малых доз их оказывать
сильное действие.
Мощное воздействие микроэлементов на физиологические процессы и
организме объясняется тем, что они вступают в теснейшую связь с
биологически активными органическими веществами — гормонами,
витаминами. Изучена также их связь со многими белками и ферментами.
Именно указанными взаимоотношениями и определяются основные пути
вовлечения микроэлементов в биологические процессы.
В настоящее время твердо установлена связь между микроэлементами
и витаминами. Показано, что марганец необходим для образования в ряде
растений витамина С (аскорбиновой кислоты), предохраняющего человека и,
некоторых животных от заболевания цингой. Есть данные, показывающие,
что введением марганца можно вызвать образование аскорбиновой кислоты в
организме тех видов животных, которые обычно неспособны к выработке
этого витамина. Марганец, по-видимому, нужен и для действия витамина D
(антирахитного) и B 1  (антиневритного). Намечается связь между
микроэлементом цинком и витамином В 1 . Однако наиболее интересно
открытие антианемического витамина B 12 , недостаток которого в организме
приводит к тяжелым формам анемии (злокачественному малокровию).
Оказалось, что этот витамин — соединение микроэлемента кобальта и
сложной органической группы.