Хроматографический метод анализа растений Памира

Примененный хроматографический метод анализа позволил охарактеризовать памирские растения не только в отношении содержания в их листьях хлорофиллов и каротиноидов, но также и в отношении содержания и соотношения их отдельных компонентов. Соотношение пигментов, как и их содержание, изучалось на протяжении вегетационного периода.

Данные о ходе изменений в соотношении хлорофиллов а и б для нескольких видов говорят о том, что отношение хлорофилла а к хлорофиллу б достигнет своего максимума в фазе цветения. Максимум отмечен в период бутонизации. Самое высокое отношение хлорофилла а к хлорофиллу б обнаружено в начале вегетации. Объясняется это, по-видимому, тем, что для этого вида удалось захватить наиболее ранние фазы развития, когда синтез хлорофилла а преобладает над синтезом хлорофилла б.

К концу вегетации, когда распад хлорофилла в листьях начинает преобладать над его синтезом, отношение хлорофилла а к хлорофиллу б понижается. Это является следствием большей устойчивости второго по сравнению с первым. Максимальные значения отношения хлорофилла а к хлорофиллу б, найденные у каждого вида в течение вегетации, в листьях памирских растений отношение между хлорофиллами а и б лежит в тех же пределах, что и у растений равнин (2,2—3,4).

Несколько более высокое отношение — 4,3 в листьях может объясняться тем, что анализ пигментов производился в ранние сроки вегетации, т. е. до наступления фазы цветения, когда обычно наблюдается максимум соотношения хлорофиллов а и б. Обнаружили в листьях альпийских растений более высокое отношение хлорофилла а к б, чем у растений равнин. Этот факт, так же, как и более высокое соотношение данных пигментов у светолюбивых растений по сравнению с теневыносливыми, они связывали с условиями освещения и рассматривали как проявление хроматической адаптации у наземных растений.

В условиях искусственного освещения не удалось выявить хроматической адаптации ни в содержании, ни в соотношении пигментов. В связи с найденными в последнее время данными о том, что общее поглощение света в области 400—700 нм у световых и теневых листьев почти одинаково, несмотря на явно разное соотношение пигментов, приходит к выводу о существовании скорее энергетической, чем хроматической адаптации.

Тот факт, что в листьях памирских растений, развивающихся в особых условиях освещения, соотношение хлорофиллов а и б такое же, как И у растений других областей, свидетельствует о том, что оно связано Не столько с наиболее полным использованием различных участков солнечного спектра, сколько с внутренними реакциями фотосинтеза. Из числа основных каротиноидов хлороплаотов в листьях всех исследованных памирских растений были обнаружены: каротин, лютеин, виолаксантин. Отличительными особенностями качественного состава каротиноидов памирских растений являются следующие.

Во-первых, у большинства исследованных видов неоксантин был обнаружен лишь в ничтожных количествах или не обнаружен совсем. Следует отметить в связи с полученными результатами, что наблюдал резкое уменьшение неок-сантина при выставлении растений на длительное время на яркий свет, а также более низкое содержание его у светолюбивых растений.по сравнению с теневыносливыми. Может быть, эти данные объясняются большей неустойчивостью неоксантина.
Во-вторых, в листьях памирских растений неизменно присутствовал каротиноид, являющийся, вероятно, лютеин-эпоксидом.

Он располагался на хроматограммах, проявленных в бензоле с петролейным эфиром, между лютеином и виолаксантином. Первоначально было высказано предположение, что этот пигмент зеаксантин. Однако такое предположение оказалось несостоятельным. В упомянутой выше работе более высокое содержание лютеин-эпоксида было также обнаружено у светолюбивых растений. Кроме того, этот пигмент накапливался в условиях высокой интенсивности света. Таким образом, наблюдается некоторая корреляция между содержанием лютеин-эпоксида у растений в естественной обстановке и в условиях эксперимента.

Что касается количественного содержания и соотношения других каротиноидов, то обращает на себя внимание высокое содержание виолаксантина в листьях большинства памирских растений как в расчете на сухой вес, так и по отношению к лютеину. Последнее обстоятельство свидетельствует о возможности широкого размаха разности процентного содержания между лютеином и виолаксантином. Обнаружена линейная зависимость интенсивности фотосинтеза и разности процентного содержания этих .двух ксантофиллов от напряженности освещения.

По мнению авторов, обнаруженная корреляция свидетельствует о том, что одним из факторов, определяющих величину фотосинтеза, может быть величина разности процентного содержания лютеина и виолаксантина. Если такая точка зрения справедлива, то высокое содержание виолаксантина в листьях памирских растений может быть связано с высокими интенсивностями фотосинтеза.

На основании проведенного исследования были сделаны следующие выводы об особенностях пигментного комплекса растений Памира. Исследованные виды памирских растений характеризуются значительными различиями в содержании хлорофиллов и каротиноидов, что обусловлено, вероятно, наследственными особенностями растений и условиями, в которых происходило формирование видов.

У большинства исследованных видов пигментный комплекс отличается низким содержанием хлорофилла и высоким содержанием каротиноидов. Обе эти отличительные черты могут рассматриваться как приспособительные к условиям исключительно высокой интенсивности освещения и обусловливающие, наряду с другими приспособлениями, устойчивость фотосинтетического аппарата.

В листьях памирских растений, в отличие от альпийских, не обнаружено увеличение отношения хлорофилла а к хлорофиллу б по сравнению с растениями равнин.
Состав ксантофиллов пигментного комплекса растений Памира характеризуется низким содержанием или отсутствием у большинства исследованных видов неоксантина и наличием лютеин-эпоксида. Помимо этого, пигментный комплекс памирских растений отличается высоким отношением виолаксантина к лютеину.