A Hét 1984/1 (29. évfolyam, 1-27. szám)
1984-05-18 / 21. szám
Tudomány-technika A FAGYKÁROK NYOMÁBAN Csalóka a tavasz: a melengető napsugarak simogatása rügyfakadásra, virágbontásra biztatja a növényeket. Nem ritka viszont az sem, hogy hajnalban nulla fok alá kúszik a hőmérő higanyszála, vagy szapora hózápor borít jeges leplet a már zöldülő erdöre-mezöre. A mezőgazdasági fagykárok egyik legveszélyesebb időszaka a tavasz és az ősz. Éghajlatunkon a növények felkészülnek a téli hideg időjárásra; életműködéseik csökkentésével, illetve szüneteltetésével „kivédhetik" a fagyhatást. A felkészülést elősegíti, ha a hideg idő fokozatosan köszönt be, így a növények hozzáedződhetnek a megpróbáltatásokhoz. Van idő arra, hogy a fagy elleni védekezés két alapvető sejtbiológiai folyamata végbemehessen: azaz csökkenhessen a sejtek víztartalma, és besűrüsödhessen az oldottanyag-koncentrációjuk (ennek a híg oldatok fagyáspont-csökkenésében van szerepe) és megváltozhasson a sejthártyák zsírsav-összetétele, felszaporodhassanak bennük a telítetlen zsírsavak (ezek dermedési ' pontja kisebb, mint a telített zsírsavaké. ezért szilárd halmazállapotú például a zsír szobahőmérsékleten, míg az olaj folyékony). Amerikai kutatók figyeltek fel elsőként arra a jelenségre, hogy ugyanazon fajú, ugyanolyan körülmények között élő növények némelyikén már 0 fok közelében fagyási tünetek mutatkoznak, míg más egyedek mínusz 5—8 fokos hőmérsékleten is egészségesek maradnak. Miért fagy el az egyik, s miért nem a másik? A kutatásokat a biológiai érdeklődésen kívül szorító gazdasági megfontolások is sürgették: csupán az Egyesült Államokban évente több milliárd dollárnyi terméskiesést okoznak a növényi fagykárok. A vizsgálatok végkövetkeztetése igencsak meglepetést keltett: tulajdonképpen nem a hideg levegő okozza a fagykárt, hanem baktériumok. Pontosabban: azok a növények fagynak el, amelyek bizonyos baktériumfajokkal (Pseudomonas syringae és Erwínia herbicola) fertőzöttek. Ezek a baktériumok olyan fehérjét termelnek, amely kristályosodási magként megindítja a jegesedést a növényeken. így már közvetlenül 0 fok alatti hőmérsékleten is elkezdődik a jégkristályok A kísérletek egyértelműen bizonyítják, hogy bizonyos körülmények között a jégmagképző baktériumok a felelősek a fagykárokért. A jobb oldali cserepekben lévő babnövényeket baktériumokat tartalmazó oldattal permetezték, a bal oldaliakat tiszta vízzel. A hátsó sorban lévő cserepek 1 órát, a középső sorban levők 2 órát, az első sorban levők 3 órát voltak mínusz 2 fokos hőmérsékleten. A vízzel permetezett tövek károsodás nélkül elviselték a hideghatást, a fertőzöttek már 2 óra múlva teljesen elfagytak. kiválása, jóllehet a tiszta víz például több fokos túlhűtést is elviselne halmazállapotváltozás nélkül. A növényi sejtekben a fagy először a sejthártya szerkezetét és működését károsítja. A plazmamembrán roncsolódásával kezdődik a sejtek pusztulása, s végül a keletkező jégkristályok „szétrobbantják" a sejtet. Nemcsak a felületi háncssejtek károsodhatnak így. Ha a folyamat a mélyebb rétegeket is eléri és a szaporitószövetet (kambium) is érinti, a regenerációs képesség károsodása miatt az egész növény elpusztulhat. A baktériumok okozta kórfolyamat pontosabb megismeréséhez magyar kutatók (dr. Klement Zoltán és munkatársai. Növényvédelmi Kutató Intézet) vizsgálati adatai is hozzájárultak. Kimutatták, hogy a Pseudomonas syringae baktérium, amely a levélfelszín vagy a fatörzs sérülése útján fertőz, azzal is hozzájárul a fagyérzékenység fokozódásához, hogy felhasználja a sejtek oldott cukortartalmát, s 40—50 százalékkal csökkenti a sejtek belső koncentrációját. A jégmagképző baktériumok legfőbb kára az, hogy rendkívüli mértékben meggyorsítják az elfagyást. Néhány száz baktérium jelenléte elegendő ahhoz, hogy már mínusz 2 fokon 1—2 óra alatt elfagyjon a növény levél- és hajtásrendszere, holott azok a tövek, amelyek nincsenek megfertőzve ilyen baktériumokkal, a rövid idejű hideghatást károsodás nélkül elviselik. így pontosan a leggyakoribb, tavaszi és őszi hirtelen lehűlés okozta fagykárokat lehetne megakadályozni akkor, ha sikerülne megtalálni a jégmagképző baktériumok hatásos ellenszerét. A világ számos kutatóintézetében foglalkoznak azzal a kérdéssel, hogy miként lehetne védekezni a jégmagképző baktériumok ellen. Az egyik lehetséges út az antibiotikum tartalmú növényvédő szerekkel való permetezés. Ezzel gátolni lehet a károsító baktériumok elszaporodását, de más megfontolások miatt több országban az antibiotikumok növényvédő szerként való felhasználását a törvény tiltja. Magyarországon a Szegedi Biológiai Kutató Központban Farkas Tibor kutatócsoportja foglalkozik megfelelő védekező eljárás kidolgozásával. A növényi sejthártyák védekezőképességének fokozását célzó kísérleteik reményteljesek. Amerikai kutatók a géntechnika alkalmazásában látják a kiutat. Miután sikerült meghatározniuk a kristályosodási magként ható baktérium-fehérje termeléséért felelős DNS-szakaszt, s megfelelő beavatkozással eltávolításuk a jégmagképző gént, lehetővé vált fagykárt nem okozó mutánsok előállítása. A kaliforniai egyetem munkatársai azt tervezik, hogy az ilyen „megszelídített baktériumokkal" ki lehetne szorítani a növény felszínéről a károkozó törzseket egyszerű természetes vetélkedésben. (Sokat ígérő eljárásukat azonban egyelőre nem engedik szabadföldi kísérletekben is kipróbálni. Néhány tudós és környezetvédő ugyanis tiltakozott a Szövetségi Egészségügyi Szervezetnél, a megváltoztatott genetikai állományú baktériumok, természetbeli alkalmazása ellen, mondván, hogy az ilyen géntechnológiai beavatkozások következményei ma még kiszámíthatatlanok.) Más kutatók pedig (R. Schnell, Colorado egyetem és L Kozloff, San Francisco) azzal kísérleteznek, hogy e baktériumtörzseket fajlagosan elpusztító bakteriofágokat tenyésztenek ki. A fagykárok megelőzésének hatásos módját ma még sehol sem ismerik, sehol sem alkalmazzák. (Természetesen a hidegtürő növényfajok nemesítése és elterjesztése is előrelépést jelent e téren.) A Connecticutbeli Greenwich Genetikai Intézetében viszont érdekes ötletet vetettek fel a jégmagképzö baktériumok hasznosítására. Hóágyúkban kívánják a Pseudomonas fajokat alkalmazni, kihasználva azt a tulajdonságukat, hogy viszonylag magas hőmérsékleten is jégkristályok képződését váltják ki. Már el is végezték az első kísérleteket. Meghatározták, milyen sebességű vízáramba, mennyi baktériumot kell bekeverni ahhoz, hogy a kívánt minőségű hó keletkezzék. A síelők nagy örömére azt ígérik, hogy a puha, lucskos hótól kezdve egészen a kemény porhóig mindenféle állagú fehér takarót készíthetnek. Lehet, hogy a mezőgazdasági szakemberekkel szemben a síelők népes tábora harcol majd a jégmagképző baktériumok mind szélesebb körben való elterjesztéséért? (A Delta nyomán) A HOLNAP MŰSZERFALA Hagyományos kormánykerék nélküli műszerfalat mutatott be a japán Mazda autógyár a legutóbbi frankfurti nemzetközi autókiállításon. A megszokott kormánykerék helyett csuklós egységek veszik körül a vezetőkonzolt; ezeket a csuklós egységeket a hagyományos kormánykerékhez hasonlóan kezelheti a vezető. A kormánymozdulatokat elektronikus vezérlőberendezések viszik át az első tengelyre. A konzol közepén elhelyezett képernyőről a vezető leolvashatja a sebességet, a fogyasztást és más fontos adatokat. BESZÉLŐ KARÓRA Az „Álba Astrovoice" elnevezésű új japán elektronikus karórán nincs hagyományos számlap, mutató vagy digitális kijelzés, helyette gombnyomásra női hang közli japánul a pontos időt. A hagyományos számlap helyét stilizált emberi arc, illetve az időgép jelképe foglalta el. Az új órát elsősorban vakoknak és gyengén látóknak szánják. 16
