Биология - Холодный, Николай Григорьевич - Научная деятельность

08 февраля 2011


Оглавление:
1. Холодный, Николай Григорьевич
2. Научная деятельность
3. Награды и увековечивание памяти ученого



У Николая Григорьевича Холодного было много последователей и учеников, он оставил более 200 научных работ. Большинство трудов относится к физиологии растений, кроме того ему принадлежат интересные исследования в области экологии растений, микробиологии и почвоведения.

Холодный М.Г — основоположник фитогормональной теории тропизмов, объясняющей ростовые движения растений. Им было установлено, что увеличенные дозы ауксина тормозят рост корня или вовсе прекращают его, причем в зоне роста появляется утолщение. Это позволило наметить пути борьбы с сорняками с помощью определенных синтетических веществ. Почти одновременно и независимо от Холодного аналогичные идеи высказал и обосновал экспериментальные данные голландский фитофизиолог Ф. Вент. В мире известна как гипотеза Холодного—Вента.

Ещё одним важным вкладом Холодного в науку была разработка проблемы летучих органических соединений атмосферы и выяснение их биологической роли.

Холодный Н. Г. проводил опыты по искусственной стимуляции развития растений, которую сейчас широко применяют в сельскохозяйственной практике во всем мире. Большую ценность представляют его исследования по морфологии и физиологии железобактерий.

Он также занимался экологическими исследованиями, исследованиями в области почвоведения. Предложил новые методы учета количества почвенных бактерий. Разрабатывал общебиологические вопросы — возникновения жизни на Земле, эволюционной теории, истории науки.

Теория геотропизма

Холодный Н. Г. начинал путь в науке изучением тропизмов растений, и это в значительной степени определило главное направление его исследований. Первым обобщением многолетних экспериментов стала физико-химическая теория геотропизма, которую он рассматривал как полезную рабочую гипотезу. Суть ее такова. Сила притяжения, действуя на растительный орган, вызывает в протоплазме его клеток особый характер распределения в них крупных коллоидных частиц протоплазмы, которые несут электрический заряд. Вследствие этого в клетке возникает электродвижущая сила, она направлена параллельно направлению действия силы тяжести и вызывает передвижение катионов в клетке. В результате этого возникают изменения в соотношениях концентраций одно- и двухвалентных ионов в протоплазме верхней и нижней частей клетки, что обусловливает увеличение или уменьшение проницаемости протоплазмы. С разной проницаемостью связано и различное поступления в отдельные участки протоплазмы пластических веществ, а от этого зависит активность роста клеточной оболочки на противоположных сторонах клетки. Сумма таких клеточных эффектов проявляется в направленности геотропичного изгиба растительного органа.

В 1918—1923 гг. разные авторы предложили и другие ионные или электрические гипотезы геотропизма. Гипотеза Н. Г. Холодного была первой в этом плане, хронологически предшествовала им. Ее автор вместе с тем видел недостаточную экспериментальную обоснованность ее положений, осознавал необходимость дальнейшей работы над этой проблемой.

Учение о фитогормонах

Дальнейшим развитием его исследований стало учение о фитогормонах — это была тогда новая, почти неисследованная область явлений. Значительную часть фитогормональных исследований Н. Г. Холодный провел на Старосельской биологической станции. Исследования 1924—1926 гг. дали М. Г. Холодному экспериментальные основы для формулирования новой, уже гормональной, гипотезы геотропизма. В ней высказывалось предположение, что при горизонтальном положении корня или стебля ростовой гормон распределяется в них неравномерно, в большем количестве он сосредотачивается в клетках нижней стороны органа. В стебле и других негативно геотропичних органах это вызывает усиление роста нижней стороны и как следствие этого негативный геотропичний изгиб. Повышение содержания гормона в клетках нижней стороны корня вызывает здесь торможение роста, в результате чего происходит изгиб корня вниз. Развивая свои представления, М. Г. Холодный распространил их на явления фототропизма.

Гормональная теория тропизмов

На это же время приходится и его попытка предложить общую теорию тропизмов, которая уже основывалась на представлениях о важной роли ростового гормона в этих явлениях. Почти одновременно и независимо от Н. Г. Холодного аналогичные идеи высказал и обосновал экспериментальные данные голландский фитофизиолог Ф. Вент. Гипотеза Холодного—Вента довольно быстро находила признание у большинства фитофизиологов, постепенно превращалась в гормональную теорию тропизмов. В целом она не вызвала серьезных возражений, споры возникали преимущественно на почве различной интерпретации некоторых экспериментальных данных, на которых она базировалась. Создатели же ее продолжали работать над укреплением ее фундамента новыми экспериментальными данными, над выяснением механизма передвижения гормона роста под действием электрофизиологической поляризации тканей.

О роли гормонов в тропизме Н. Г. Холодный опубликовал около 40 работ. В середине 1930-х годов гормональная теория тропизмов стала общепризнанной. Можно назвать три основных факта, экспериментально установленных Н. Г. Холодным, Ф. Вентом и другими исследователями:

  • электрофизиологическая поляризация тканей органов растения под направленным действием внешних факторов;
  • неравномерное распределение в тканях ростового гормона, обусловленного электрополяризацией;
  • неодинаковое реагирование растущих тканей различных органов растения на действие растворов ростового гормона одной и той же концентрации.

Разработку гормональной теории тропизмов и установление факта огромной роли фитогормонов в росте растений Н. Г. Холодный считал первым и наиболее существенным результатом своих исследований по физиологии гормональных явлений у растений. Огромную заслугу Н. Г. Холодного в развитии учения о гормонах растений в целом признавали все ученые. Он по праву считается основателем и вдохновителем разработки учения о фитогормонах. Обобщением его многолетних исследований по этой проблеме стала монография «Фитогормоны».

Роль летучих органических соединений атмосферы

Следующим важным вкладом в науку Н. Г. Холодного была разработка проблемы летучих органических соединений атмосферы и выяснение их биологической роли. По ней он опубликовал 18 работ. Исследования Н. Г. Холодного показали, что летучие органические соединения, которые выделяются в атмосферу растительностью Земли, не рассеиваются бесследно. Основная их масса, очевидно, поглощается почвой и используется его микробным населением. Таким образом было обнаружено еще одно звено в сложной цепи явлений круговорота веществ в биосфере, обусловленную жизнедеятельностью организмов, которые ее населяют. Н. Г. Холодный акцентировал внимание на том, что именно газовая оболочка Земли, точнее ее тропосфера, представляет собой ту «питательную среду», из которой организмы берут почти все необходимые для жизни вещества. Эти идеи уместно коррелировали с идеями его многолетнего корреспондента академика В. И. Вернадского о двустороннем характере связи между атмосферой Земли и её биосферой.

Своими исследованиями Н. Г. Холодный значительно расширил знания о фитогенных и прочих органических компонентах атмосферы. Он доказал, что эти вещества могут усваиваться многими микроорганизмами почвы и при определенных условиях служить для них дополнительным источником углеродного питания. Он внес значительный вклад в разработку методик исследования микробного населения почв и водоемов, в развитие экологического направления в микробиологии. Ему принадлежат оригинальные представления о возникновении органических веществ на Земле абиогенным путем. Он обогатил интересными идеями и экспериментальным материалом немало разделов современной биологии. Н. Г. Холодный и В. И. Вернадский наметили программу исследований воздушных витаминов, о которой В. И. Вернадский писал: «… такое исследование должно иметь большое значение для медицины, метеорологии и особенно биохимии, потому что разнообразие газовых минералов в тропосфере должно исчисляться тысячами видов». Экспериментатор в М. Г. Холодном всегда сочетался с пытливым натуралистом, для которого природа была главной лабораторией.



Просмотров: 9174


<<< Фарлоу, Уильям Джилсон
Цопф, Фридрих Вильгельм >>>