ИСТИНА

Быстрое течение цитоплазмы у харовых водорослей служит средством поддержания связей между неравномерно освещенными участками гигантских клеток. Метаболиты, экспортируемые из ярко освещенных хлоропластов, распространяются по междоузлию с потоком жидкости и вызывают переходные изменения флуоресценции (Фл) хлорофилла (Хл) в участках, находящихся на слабом свету или кратковременно оказавшихся в темноте. Наибольшее расстояние, на которое могут транспортироваться фотометаболиты, в настоящее время не определе- но. Неизвестно также, влияет ли латеральный транспорт на индукцию Фл Хл. Индукционные изменения флуоресценции хлорофилла в растениях связаны с фотосинтетическим переносом электронов, генерацией градиента протонов и образованием углеводов в цикле фиксации СО2. В индукционной кривой флуоресценции зеленых растений и водорослей выделяют быстрые и медленные стадии, причем о природе задержанного нарастания флуоресценции (S-M) известно гораздо меньше, чем о мультифазном нарастании O-J- I-P. Реакции фотосинтеза сопровождаются также выведением фотопродуктов из освещенных хлоропластов и их переносом на дальние расстояния. Обмен метаболитов через оболочку хлоропластов осуществляют переносчики, которые активны на свету и теряют активность в темноте. Однако, сведения о влиянии переноса субстратов и метаболитов через оболочки хлоропластов на индукционные процессы у харовых водорослей, а также о роли дальнего транспорта с потоком цитоплазмы в этих процессах отсутствуют. Для изучения дальних внутриклеточных и межклеточных взаимодействий были использованы клетки харовых водорослей Chara australis. За изменениями Фл хлоропластов следили с помощью метода импульсно- модулированной микрофлуорометрии хлорофилла. В экспериментах использовали несколько подходов и типов воздействий: комбинации различных световых условий (различная интенсивность действующего света и размер освещаемой области, локальное освещение ярким светом небольшого (400 мкм) участка клетки, переходы темнота – свет), замедление и остановка потока цитоплазмы под действием ингибитора или при генерации ПД, а также изменения температуры окружающей среды в диапазоне 8-35 °С. Контролируемое изменение указанных факторов во многом соответствует вариабельности природных условий и позволяет глубже проанализировать процессы дальнего транспорта метаболитов, сигнализации и регуляции в клетках растений. В работе проведено сравнительное изучение дальних взаимодействий между неподвижными хлоропластами в междоузлиях харовых водорослей и индукционных кривых Фл Хл. Дальняя передача сигналов между пространственно разделенными частями междоузлия проявлялась по изменению Фл Хл в ответ на локальное освещение участка клетки удаленного от области измерения Фл на расстояния до 10 мм при условии, что об- ласть освещения располагалась выше по течению в потоке цитоплазмы. Дистанционные взаимодействия в гигантских интернодальных клетках проявлялись также в различиях индукционных кривых Фл Хл, вызванных узкопольным и широкопольным освещением. В качестве средств воздействия на опосредованные циклозом дистанционные взаимодействия использовали ингибитор актина цитохалазин D, охлаждение омывающего рас- твора и инактивацию светозависимых переносчиков оболочки. Установлено, что кривые индукции Фл, реги- стрируемые при узкопольном и широкопольном освещении, сильно различаются в контрольных условиях, но приобретают одинаковую форму и амплитуду после подавления потока цитоплазмы цитохалазином D. Результаты говорят о том, что медленное нарастание Фл в индукционный период в клетках харовых водорослей определяется не только фотосинтетической активностью исследуемого участка, но и взаимодействиями между анализируемой областью и соседними частями клетки. При остановке движения цитоплазмы под действием цитохалазина D локальное и общее освещение вызывали примерно равные индукционные изменения Фл, что говорит о разобще- нии дальних взаимодействий. Результаты показывают, что поток жидкости не только переносит метаболиты от освещенных к затененным частям клетки, но и облегчает экспорт фотометаболитов из хлоропластов в цитоплазму за счет непрерывного промывания поверхности хлоропластов и поддержания необходимых концентрационных градиентов.