Ancaman merah • Sergey Glagolev • Tugas sains popular mengenai "Unsur" • Biologi

Ancaman merah

Tugas

Anthocyanins adalah polifenol tumbuhan yang larut dalam air, menyebabkan warna merah atau biru banyak bunga dan buah-buahan, serta warna merah daun musim luruh. Mereka digunakan secara meluas sebagai pewarna makanan yang tidak berbahaya. Di samping itu, mereka sering diiklankan sebagai suplemen makanan, antioksidan, memberi kesan yang baik terhadap kesihatan. Telah diketahui bahwa peningkatan konsentrasi antosianin dapat melindungi tanaman dari serangan serangga (misalnya, aphids). Mengikut beberapa karya, kematian ulat ini jauh lebih tinggi apabila mereka memakan bahagian-bahagian bunga yang berwarna oleh anthocyanin daripada ketika mereka tidak dicat pada bahagian spesies tumbuhan yang sama. Adakah maksudnya Adakah antosianin beracun kepada manusia? Sebagai boleh menjelaskan peningkatan kematian serangga?


Petua 1

Semua ini adalah yang terbaik, tetapi juga yang paling penting.


Petua 2

Lihat masalah "Tikus atau anjing?" – di dalamnya anda boleh mencari salah satu penyelesaian.


Petua 3

Keadaan ini tidak mengatakan apa kematiannya ulat-ulat itu mati.


Penyelesaian

Peter mempunyai seekor kambing secara percuma
Makan seluruh salad berpakaian salad,
Hanya terselamat merah:
Tiba-tiba dia berbahaya?
O. Emelyanova

Jawapan yang paling jelas (dan, kemungkinan besar, salah) adalah bahawa antosianin adalah beracun untuk serangga, tetapi tidak beracun untuk mamalia.Nampaknya tidak. Sesetengah kajian secara langsung menyatakan bahawa ketoksikan antosianin belum terbukti untuk mana-mana organisma yang lebih tinggi. Benar, antosianin adalah kumpulan bahan yang sangat besar dan agak pelbagai. Dalam kenyataan akhbar dan nota-nota popular (saya tidak dapat menemui artikel saintifik yang diterbitkan), yang mengatakan tentang peningkatan kematian salah satu daripada spesies ulat (lihat, contohnya, Anthocyanins melawan perosak), ini adalah mengenai bunga petunia berwarna biru. Ia tidak mungkin seseorang menguji ketoksikan mereka kepada manusia atau tikus.

Terdapat juga bukti bahawa peningkatan dalam sintesis antosianin dalam daun dan buah tembakau dan arabidopsis dapat berfungsi sebagai perlindungan terhadap ulat (lihat, contohnya, N. Onkokesung et al., 2014. Modulasi metabolit flavonoid melalui translokasi Arab liposus MYB75 faktor: peranan kaempferol-3,7-dirhamnoside dalam ketahanan serangga herbivore Pieris brassicae). "Kemerahan" tumbuhan disebabkan oleh manipulasi kejuruteraan genetik: pengawalan jalur metabolik sintesis antosianin kini dipelajari dengan baik. Ekstrak berair dari tumbuhan tersebut juga boleh meningkatkan kematian ulat. Tetapi toksisiti anthocyanin yang disucikan untuk ulat tidak nampaknya diuji.

Ia boleh dianggap bahawa antosianin masih beracun, tetapi hanya dalam dos yang sangat besar. Dalam kajian tentang mamalia (apabila ditambah kepada makanan) dos ini tidak dapat dicapai: selepas semua, arnab dan tikus tidak seperti ulat seperti ulat.Lagipun, beberapa ulat makan memakan hingga beberapa kali lebih banyak sehari daripada mereka menimbang sendiri. Toksisitas kurang kepada tikus (daripada serangga) mungkin disebabkan oleh fakta bahawa anthocyanins hanya boleh diserap dalam usus halus (data bertentangan mengenai subjek ini) dan dalam dos yang rendah, tidak toksik memasuki darah dan tisu.

Tetapi jika, selepas semua, anthocyanin sendiri tidak beracun kepada sesiapa, maka mengapa ulat boleh mati lebih kerap semasa makan pada bahagian berwarna tumbuhan? Ternyata terdapat banyak penjelasan yang mungkin. Dengan kepekatan anthocyanin yang tinggi, bahan-bahan lain yang lebih toksik dapat disintesis daripada mereka di dalam tumbuhan. Atau sebaliknya – anthocyanin menjadi lebih, kerana lebih banyak bahan prekursor toksik disintesis. Pada masa yang sama dengan pelancaran sintesis antosianin, gen pengawalan yang sama mungkin termasuk sintesis toksin dari bahan kimia yang berbeza – contohnya, protein.

Gabungan antosianin dengan beberapa bahan lain yang mereka masukkan ke dalam tindak balas kimia, membentuk toksin, atau bertindak bersama-sama di sel-sel ulat boleh menjadi beracun. Atau sebaliknya – anthocyanin boleh melindungi beberapa jenis toksin dari kemusnahan oleh ultraviolet dan cahaya yang kelihatan (ini sebenarnya ditunjukkan untuk salah satu bahan perlindungan – tiaarbrin).Satu lagi penjelasan yang mungkin adalah transformasi anthocyanin ke dalam beberapa jenis derivatif beracun di dalam sel-sel ulat (lihat "Tikus atau Anjing?").

Kemungkinan lain adalah ketoksikan antosianin, bukan untuk ulat sendiri, tetapi untuk symbionts mereka (contohnya, untuk microbiota usus). Telah ditunjukkan bahawa antosianin mempunyai aktiviti antibakteria dan antijamur. Jika antosianin membunuh bakteria usus ulat, ia mungkin akan mati akibat kelaparan.

Akhirnya, kematian larva mungkin tidak berkaitan dengan sifat kimia antosianin, tetapi untuk warna mereka. Tugas itu tidak menyatakan di mana eksperimen dijalankan. Jika ini adalah keadaan semulajadi, bukan sahaja komposisi makanan mereka boleh menjejaskan kematian ulat.

Banyak ulat (lihat Rajah 1) mempunyai warna putih atau pucat, dan terhadap latar belakang kawasan yang berwarna terang tumbuhan, mereka akan kelihatan lebih jelas kepada musuh mereka. Mereka lebih sering dimakan oleh burung, menangkap serangga pemangsa atau menjangkiti parasitoid.

Rajah. 1. Bluebird Caterpillar Strymon melinus pada bunga eriogonum. Ulat ini akan lebih ketara pada bunga merah terang atau cerah biru.

Di samping itu, anthocyanin boleh menarik ulat musuh dan bau mereka. Dalam percubaan dengan bunga "berjalur", hasilnya tidak dapat dijelaskan: bau tidak mungkin menandakan bahagian-bahagian bunga yang ada.Tetapi pada dasarnya, kaedah perlindungan sedemikian dalam tumbuhan tidak biasa (lihat, contohnya, ulat-ulat diiktiraf oleh perubahan siang dan malam oleh bau, "Elemen", 19.06.2006).


Selepas perkataan

Bahagian pertama cerita ini adalah mengenai tumbuhan, dan yang kedua adalah tentang orang.

Perlindungan kimia dari makan adalah salah satu penyesuaian utama tumbuhan. Banyak yang diketahui tentang dia, tetapi, tentu saja, jauh dari segalanya. Daripada jawapannya, jelas interaksi kompleks di dalam tumbuhan dan di dalam perosak boleh menjejaskan kesan akhir. Begitu juga dengan perlindungan "bau". Ia seolah-olah idea yang bagus adalah untuk menghisap "panggilan polis" supaya dia dapat mencari dewan pentadbir untuk trek. Tetapi siapa lagi yang akan terbang ke bau dan sama ada ia akan mahal "lebih mahal"? Satu contoh menarik mengenai kerumitan interaksi kimia – artikel E. H. Poelman et al. Hyperparasitoids Gunakan Volatiles Loji Terinduksi Herbivore untuk Cari Host Parasitoid mereka di Plos satu. Rusak oleh ulat, tumbuh-tumbuhan di bawah tindakan bahan pelepas saliva ulat yang menarik os parasitoid. Dan dalam ulat yang dijangkiti dengan larva wasp, komposisi perubahan air liur. Dan di bawah tindakan air liur ulat terinfeksi, bau tumbuhan berubah: kini ia menarik superparasitoid yang menjangkiti larva tawon dan dengan demikian melindungi ulat. Sama ada "perlindungan" sedemikian akan menjadi bermanfaat untuk tumbuhan kerana hasilnya tidak jelas.

Sebaliknya, peranan perlindungan mewarna dan meniru botani untuk beberapa sebab hampir tidak memberi perhatian sehingga akhir abad ke-20. Warna cerah bunga atau bentuk dan warna, memberikan persamaan dengan tawon betina, ini dapat difahami, ia berfungsi untuk menarik pendebunga. Pewarna amaran dan pelindung – ini adalah untuk ahli zoologi …

Tetapi dalam beberapa dekad kebelakangan ini, keadaan telah berubah secara dramatik. Pertanyaan "pertahanan meniru tanaman" memaparkan pelbagai artikel dan juga buku. Sekarang tidak ada hipotesis tentang peranan pelindung dan bentuk pelindung – tetapi jelas ada kerja yang tidak mencukupi di mana hipotesis ini akan diuji. Keadaan yang sama adalah dengan hipotesis tentang peranan perlindungan antosianin (lihat S. Lev-Yadun, K. S. Gould, 2009. Peranan Anthocyanins dalam Pertahanan Tumbuhan).

Di antara mereka – dan pewarna amaran ("Saya beracun – lebih baik tidak berantakan!"), Dan menghilangkan perosak dengan mewarnai mewarna (Rajah 2).

Rajah. 2 Pewarna merah daun dan buah-buahan dapat membongkar musuh-musuh tumbuhan dan meningkatkan kematian mereka dari pemangsa atau parasit. Foto dari pages.drexel.edu

Mimicry diandaikan untuk daun yang sudah mati dan tua ("Jangan makan saya, saya kurus!"), Dan isyarat "jujur" kepada perosak bahawa daun akan jatuh dan anda tidak boleh bertelur di atasnya. Adalah mungkin bahawa tumbuhan sering meniru dengan bantuan warna dan membentuk duri mereka sendiri atau orang lain pada organ yang boleh dimakan yang lembut.Dengan bantuan bintik-bintik berwarna (termasuk anthocyanin), tumbuhan boleh meniru tiang-tiang semut yang merangkak, koloni aphids yang melekit dan ulat ulat beracun. Siapa yang mahu makan daun dengan ulat itu? Terdapat lima lagi hipotesis lain, dan banyak kerja diperlukan untuk mengujinya.

Sementara itu, ia boleh dipertimbangkan dengan tegas bahawa banyak aphid menghindarkan daun merah, tetapi lebih suka daun hijau dan terutama daun kuning (lihat T.F. Doring et al., 2009). Daun musim gugur dilihat melalui mata herbivora). Seperti yang kita ingat, tumbuh tumbuhan dengan daun merah kini tidak begitu sukar. Mungkin tidak lama lagi semua tanaman pertanian akan menjadi merah, dan kerugian tanaman akan berkurangan?

Seperti biasa, itu tidak mudah. Dalam kerja-kerja Timothy Emil Farkas, 2015. Kecederaan kecergasan dalam pengurusan perosak dan tumpuan dengan warna: Rangka kerja evolusi dan aplikasi berpotensi membuktikan bahawa perlindungan terbaik akan menjadi tanaman tanaman merah dan hijau. Untuk situasi seperti itu, lebih sukar bagi perosak menyesuaikan diri, jika pengeluaran, sebagai contoh, pigmen merah adalah kesenangan yang mahal. Tetapi pilihan ini tidak mungkin menjadi kenyataan. Bekerja pada arabidopsis diubah suai secara genetik menunjukkan bahawa sintesis sejumlah besar antosianin adalah mahal untuk tumbuhan itu sendiri. Tanaman sedemikian tumbuh lebih perlahan dan menghasilkan buah yang lebih kurang.Di sepanjang jalan, ternyata mereka dilindungi dengan lebih baik daripada ulat-ulat yang tidak tersenarai, tetapi perlindungan mereka dari ulat ulat yang hanya memberi makanan kepada orang-orang yang jatuh. Oleh itu, bidang-bidang di masa hadapan dijangka mengekalkan warna hijau biasa.

Dan bagaimana dengan kesan antosianin pada manusia? Kemungkinan besar, mereka tidak berbahaya. Mungkin juga berguna. Walau bagaimanapun, aphorisme "segala-galanya adalah racun dan segala-galanya adalah ubat-ubatan" terutamanya terpakai kepada mereka (serta banyak antioksidan lain).

Sebagai contoh, untuk antioksidan tumbuhan yang berkaitan, flavonoid pada kultur sel mamalia, telah menunjukkan bahawa kepekatan 10-25 μM (μmol / L) melindungi sel daripada apoptosis, kerosakan DNA dan sitotoksisiti, dan 50-250 μM meningkatkan semua kemalangan ini (lihat kajian J. Bouayed, T. Bohn, 2010. Antioksida luar-pedang dua kali ganda dalam keadaan redoks selular). Kajian yang sama memberikan data yang mengagumkan tentang teh hijau EGCG catechin, yang sering diiklankan sebagai makanan tambahan. Dalam eksperimen pada tikus, dos 30-60 mg / kg hanya melegakan kebimbangan. Satu dos lebih daripada 120 mg / kg menyebabkan kematian 100% tikus pada siang hari. Bahan ini dijual dalam kapsul 400 mg; dan ada kemungkinan bahawa 2-3 kapsul suplemen diet "tidak berbahaya" boleh menjadi dos yang mematikan untuk kanak-kanak berusia satu tahun.

Telah ditunjukkan bahawa antosianin dapat ditukar daripada antioksidan kepada prooksidanya apabila berinteraksi dengan ion logam.Oleh itu, adalah mungkin pengambilan apa-apa larutan maltofer atau lain-lain dengan hidroksida besi (III) dan, contohnya beta-karoten (sumber kehidupan dan umur panjang) beta-karoten (tidak ada data saintifik pada skor ini) boleh merosakkan kesihatan. Bagaimana kompleksnya keadaan dengan kesan antioksidan (termasuk vitamin A, C dan E) pada tubuh manusia boleh dilihat dari analisis yang popular, tetapi lebih terperinci, di laman web Dr Komarovsky. Dan banyak data saintifik mengenai kesan dos tinggi vitamin, untuk meletakkannya sedikit, adalah membimbangkan. Beta-karoten (vitamin A) yang sama dalam dos terapeutik tinggi meningkatkan risiko kanser paru-paru dan kematian di kalangan perokok berat, tetapi tidak di kalangan orang yang sihat (lihat R. Goralczyk, 2009). hipotesis dan status penyelidikan); Ternyata faktor-faktor seperti keadaan awal kesihatan dan kebiasaan juga penting untuk dipertimbangkan ketika mengambil antioksidan.

Cukuplah, tidak ada data terperinci tentang kesan sampingan antosianin. Rupa-rupanya, hanya dos yang beratus kali lebih tinggi daripada tahap penggunaan biasa dengan makanan – kedua-duanya secara semulajadi dan mengandungi suplemen E163 (inilah bagaimana anthocyanin dalam industri makanan) toksik boleh menjadi toksik.Ramai artikel saintifik secara harfiah memberi semangat antosianin dan peranan mereka dalam melindungi daripada keradangan, kanser, penyakit kardiovaskular, dan lain-lain Tetapi tidak kira betapa bergunanya, ia lebih sihat dan selamat untuk makan lebih banyak buah-buahan dan sayuran (termasuk kandungan anthocyanin yang tinggi!), daripada menggunakan dos tambahan makanan tambahan yang tinggi.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: