Обращение к главному редактору журнала

Главному редактору журнала «Физиология растений», члену-корреспонденту РАН РФ, профессору
Кузнецову Владимиру Васильевичу.

Уважаемый Владимир Васильевич!

В журнале Физиология растений 2016, т.63.№1, с 3-16 опубликована статья Смоликовой Г.Н., Медведева С.С.(СПбГУ) «ФОТОСИНТЕЗ В СЕМЕНАХ ХЛОРОЭМБРИОФИТОВ».

 Как известно, для осуществления фотосинтеза необходим свободный доступ углекислоты из наружной среды, что в семенах не возможно  и поэтому утверждать о фотосинтезе семян,  по меньшей мере, нереально. Я позвонил авторам, вначале со мной беседовала Смоликова Г.Н., она не сумела ответить на мои вопросы. Далее беседа шла с другим автором С.С. Медведевым, который не согласился со мной, утверждая о наличии   фотосинтеза в семенах, основываясь на то, что он более 20 лет читает общий курс физиологии растений и хорошо изучил литературу. Я посоветовал  авторам  ознакомиться с  16 главой книги  Дж. Эдвардса,  Д. Уокера

 «ФОТОСИНТЕЗ С3 и С4 РАСТЕНИЙ».1986г.

В семенах имеет место гетеротрофной фиксации углекислоты. Впервые гетеротрофная фиксация СО₂ была обнаружена в 1936 г. Вудом и Веркманом. При этом происходит реакция карбоксилирования пировиноградной кислоты (ПВК), приводящая к образованию щавелево-уксусной кислоты (ЩУК). Позднее было показано, что реакция карбоксилирования ПВК имеет место у всех гетеротрофных прокариот, а также в клетках эукариот, включая, высшие растения и животные. Кроме того в С₃- растениях, в ходе онтогенеза происходит фиксация СО₂ при участии ФЕП - карбоксилазы с образованием С₄-кислот и называется этот процесс - гетеротрофная фиксация углекислоты (А.Т.Мокроносов.1981. и др.). Это давно известные факты, которые не имеют ни какого отношения к фотосинтезу. Хорошо известная ранее  гетеротрофная фиксация СО₂ названа авторами обзора  процессом фотосинтеза в семенах. На каком основании?                                   Какие доказательства представлены в пользу функционирования фотосинтеза в семенах? Никаких!!!

Всем физиологам растений известно, что внутренняя углекислота реассимилируется с образованием С₄- соединений для синтеза метаболитов вторичного обмена веществ: аминокислоты, органические кислоты, липиды и другие соединения. Основанием для своих   утверждений, авторы считают  наличие  в молодых семенах зеленых пигментов. О существовании зеленых  пигментов в семенах установлено давно.  Но никто  не считал это доказательством  функционирования фотосинтеза в семенах.  Утверждать в 21 веке, что в семенах функционирует фотосинтез ошибочно и неграмотно.  Авторы и рецензенты, видимо, настолько безответственно отнеслись к  «открытию фотосинтеза» в семенах, что посчитали возможным рекомендовать данную статью в печать.

Возможно, они не знают, что такое фотосинтез, или не понимают  отличие автотрофии от гетеротрофии. Для того чтобы утверждать  существование фотосинтеза в семенах, исследователям необходимо было  провести опыты, поместив семена в атмосферу ¹⁴СО₂  на свету и в темноте  и идентифицировать первичные продукты фиксации углекислоты. Никаких экспериментальных доказательств в пользу утверждения Смоликовой  Г.Н и Медведева С.С   о наличии фотосинтеза не приводятся. Основываются они лишь только на собственных умозаключениях, а известные данные о реассимиляции углекислоты, образуемой  при дыхании  в семенах, называют фотосинтезом. Понятно, что для современной научной статьи этого явно недостаточно.  Поэтому такая публикация обзора  в уважаемом журнале, поддержанная финансовыми фондами вызывает по меньшей мере удивление.

На кафедре  физиологии и биохимии растений со дня ее основания занимались исследованием  различных аспектов фотосинтеза растений и водорослей и эти результаты  известны широкой научной общественности. Однако, работы по «открытию процесса фотосинтеза семян» бросает тень на  достижения сотрудников кафедры, работавших над этой проблемой более 150 лет.  Редакция журнала «Физиология растений»,  опубликовав эти «достижения» сотрудников  кафедры ФБР СПбГУ( Медведев С.С. и  Смоликова Г.Н.), распространяет не обоснованные научные достижения о не существующем фотосинтезе семян!

Таким образом, до сих пор было известно, что существуют различные типы фотосинтеза: бактериальный фотосинтез, фотосинтез С₃-растений, фотосинтез С₄ растений, фотосинтез С₃/С₄ растений, фотосинтез САМ растений, а  по данным сотрудников СПбГУ - еще  и фотосинтез семян! Может быть, эти же авторы выскажут пожелание получать гранты для обоснования фотосинтеза корней?

Поскольку  вопрос о «фотосинтезе семян» является важным,  как мне кажется, эти данные следует обсудить с участием высокого уровня  специалистов в этой области фотосинтеза.

 Прошу опубликовать данное письмо в журнале Физиология растений и на сайте ОФР!

Приложение:

Краткое содержание главы « Сравнительное изучение С3 - и С4 - метаболизма  в других тканях (помимо листа), стр:524-525 из книги Дж. Эдвардс Д. Уокер

Фотосинтез С3- и С4 - растений: механизмы  регуляция. Москва. Мир.1986

«Участвуя в фотосинтетической ассимиляции С0₂, рибулёзо-бисфосфат (РуБФ) и РуБФ-карбоксилаза выполняют у рас­тений уникальную функцию. Этого нельзя сказать о фосфоенолпирувате (ФЕП), ФЕП-карбоксилазе и С₄-кислотах, роль которых в процессах обмена веществ у растений гораздо балет многогранна и, как это видно на ряде примеров, далеко выходит за пределы их участия в САМ- или С₄-фотосинтезе.

В процессе открывания устьиц у некоторых видов растений синтезируется малат при участии ФЕП-карбоксилазы. В ре­зультате этого синтеза на свету концентрация малата в замыкающих клетках устьиц резко возрастает. Благодаря такому увеличению концентрации малат наряду с фондом ионов К⁺ вносит свой вклад в создание повышенного осмотического потенциала в замыкающих клетках, что совершенно необходимо для того, чтобы устьица открылись. Плоды, например перикарпий мелких семян злаков, зеле­ные томаты и стручки бобовых, обладают значительной активностью ФЕП-карбоксилазы, а главным продуктом ассимиляции ¹⁴СО₂ у них является малат. Основная функция такого С4-метаболизма может заключаться в том, чтобы сводить к минимуму потери углерода в ходе дыхания.

Синтез малата играет очень важную роль в питании растений. Обычно содержание неорганических катионов у растений  несколько выше, чем содержание неорганических анионов, а  избыточный положительный заряд при этом компенсируется органическими анионами (чаще всего малатом). К тому же превращения  нитрата в аминный азот происходит защелачивание клетки, которое также может нейтрализоваться синтеза яблочной кислоты.

Когда в проростках начинает функционировать глиоксилатный  цикл, в процессе деградации липидов образуется малат,  который служит промежуточным продуктом для синтеза сахарозы. При таком метаболическом превращении из оксалацетата образуется ФЕП. В этой реакции участвует ФЕП- карбоксикеиназа, которая обеспечивает поступление           Сз-предшественника  для глюконеогенеза. ФЕП-карбоксилазу и соответственно метаболизм малата можно обнаружить в любой растительной ткани. РуБФ-карбокилаза  также встречается  не только в листьях, но и в других тканях, однако она  распространена не столь повсеместно, как ФЕП - карбокислаза.  В дополнение  к той уникальной роли, которую дикарбоновые кислоты играют в фотосинтезе у С₄-растений и в САМ - метаболизме, С₄ - кислоты могут  выполнять в различных тканях совершенно  особые функции».

В книге А. Т. Мокроносова  - Онтогенетический аспект фотосинтеза. М.Наука.1981.196 с. также рассматриваются вопросы автотрофной и гетеротрофной фиксации углекислоты, а также во всех учебниках и  пособиях по фотосинтезу.

С уважением,

Исхан Магомедов, д.б.н., проф., возглавлявший лабораторию фотосинтеза ЛГУ - СПбГУ с 1974г по 2006 г, Заслуженный деятель науки Республики Дагестан.

 25.02.2019.