Рецензия проф. Г.А. Романова на учебник (Бюллетень ОФР, вып.31, 2015)

Нижневартовск: изд-во НВГУ, 2014. – 236 с.

Современная биология развития растений – наука, объединяющая достижения морфологии, анатомии, клеточной биологии, генетики, физиологии, биохимии и, прежде всего, молекулярной биологии растений. Фитобиология быстро развивается, и неудивительно, что ежегодно издаются новые книги, посвященные этому направлению. За последнее время произошли изменения, которые привели к накоплению принципиально новых знаний в генетике, биохимии и молекулярной биологии развития растений. В связи с этим становится очевидной потребность в таком учебном пособии, где было бы отражено современное состояние знаний в указанной области науки. Именно таковым являетсятом 2 учебникаС.С. Медведева и Е.И. Шаровой, представляющий собой логическое продолжение тома 1 «Начала биологии развития растений. Фитогормоны», в котором были изложены генетические и гормональные основы морфогенеза растений.

Рассматриваемый учебник, безусловно, оригинален. Авторам удалось избежать искушения пересказать, с привлечением данных последних лет, содержание какой-либо из известных книг по биологии развития растений. Как и в первом томе, биология развития растений представлена с позиций физиологии и биохимии растений. Оправдано ли это? По моему мнению, да. Дело в том, что в течение нескольких столетий данная тема развивалась более всего морфологами и анатомами растений и великолепно представлена в многочисленных учебниках по ботанике, лучшим из которых, на наш взгляд, остается книга профессора Калифорнийского университета Кэтрин Эсау «Анатомия растений» (8 изданий, последнее в 2010 г.).

Благодаря масштабным генетическим исследованиям сейчас получена довольно полная картина генетики развития растений. Наименее изученной областью, по мнению весьма авторитетных ученых, например, Питера Дэвиса, остаются те физиолого-биохимические процессы, которые трансформируют изменения генной экспрессии в изменения формы и размеров растений. Поэтому сделанный С.С.Медведевым и Е.И.Шаровой акцент на физиолого-биохимических механизмах развития представляется несомненным достоинством данной книги. Однако в этом достоинстве есть и обратная сторона, т.к. авторам не удалось в равной мере детально рассмотреть все аспекты биологии развития растений.

Книга состоит из 12 глав и в целом охватывает все этапы развития растений. Компоновка книги в значительно степени оригинальна. Авторы, подробно рассмотрев механизмы клеточных делений, посвящают отдельную объемную главу клеточной стенке, которую рассматривают как основную формообразующую структуру. В книге отсутствует обычная для ботанических учебников глава о разных типах тканей растений. В отдельной главе очень подробно рассматриваются образовательные ткани, а другие – в рамках описания тех или иных морфогенетических процессов. Обращает на себя внимание подробное изложение механизмов клонального размножения и довольно схематичное описание биологии созревания плодов. В целом композиция учебника демонстрирует то, что авторы не ставили перед собой задачи в равной мере детально описать все аспекты развития растений, но сконцентрировали свои усилия на изложении в хрестоматийной форме тех проблем, признанными специалистами в которых они являются. Рассмотрим достоинства и недостатки отдельных глав учебника.

Глава 1 посвящена делению растительных клеток. Она написана весьма квалифицированно, с привлечением самых современных данных. Подробно изложены сведения о циклинах и циклин-зависимых киназах растений. Вызывает интерес описание гормональной регуляции клеточного цикла и особенностей его протекания в меристемах, что важно, так как значительная часть сведений о клеточном цикле растений получена для синхронизированных суспензионных культур клеток.Описание механизмов асимметричных делений и ориентации плоскости делений выглядит несколько незавершенным, но эта незавершенность отражает современное состояние знаний по данному вопросу, который впервые рассматривается в учебнике по биологии развития растений.

Глава 2 содержит детальное описание механических и биохимических свойств клеточной стенки. Эти свойства, безусловно, изложены со знанием дела, т.к. один из авторов учебника (Е.И.Шарова) –автор монографии по клеточной стенке.

В главе 3 основательноизложены механизмы роста растяжением, как физические, так и биохимические. Исследования роста растяжением – одно из основных направлений научных работ кафедры физиологии и биохимии растений СПбГУ, в связи с чем компетентность авторов в данном вопросе не вызывает сомнений.

Глава 4 посвящена различным меристемам. Авторы добросовестно изложили современные сведения о структуре, генетических и сигнальных механизмах функционирования меристем. Кроме того, они сделали весьма удачную попытку проследить общность в механизмах функционирования меристем. С большим интересом читается параграф, посвященный стволовым клеткам растений. Стволовым клеткампосвящена масса публикаций, тем не менее, для растений чёткое определение понятия стволовых клеток отсутствует. Авторы в доступной форме обсуждают этот вопрос и предлагают свою трактовку этого термина.

В главах 5 и 6 рассмотрены процессы формирования мужских и женских гамет, оплодотворения и эмбрионального развития растений. Много внимания уделено вопросам гормональной регуляции этих процессов.

Описание покоя в главе 7 существенно отличается от того, который обычно предлагают учебники по ботанике и по физиологии растений. Авторы ограничиваются подробным описанием только покоя семян и пазушных почек. Описание механизма покоя семян подкупает чёткостью и простотой. Авторы сводят его к торможению двух важнейших для проклёвывания семян процессов: растяжения зародышевой оси и размягчения семенных покровов. Безусловно, это упрощение, но вполне уместное в учебнике. Покой почек авторы рассматривают как коррелятивное явление, привлекая свежие данные о гормональной регуляции синтеза цитокининов, вызывающих пробуждение почек. 

Глава 8 содержит богато иллюстрированный материал по вегетативному развитию растений, начиная от проростка и заканчивая взрослым растением,способным зацвести.

В главе 9 достаточно полно рассмотрены процессы «настройки» развития растения светом разной длины волны, имеющие определяющее значение для организма, «питающегося» энергией света.

В главе 10 и 11 описаны генетические и физиолого-биохимические механизмы цветения, плодоношения и клонального размножения растений. Привлекает внимание детальное и хорошо иллюстрированное описание искусственного размножения растений в стерильных условиях.

В главе 12 рассмотрены процессы старения растений и их органов. Эта глава – одна из самых оригинальных в учебнике. Авторы впервые в учебнике попытались представить общие механизмы старения. Интересно то, что авторы трактуют старение растений как коррелятивное явление, по существу, как растянутую во времени программированную клеточную смерть. То есть, по мнению авторов, наблюдаемое в природе старение у растений продиктовано не внутренними для стареющего органа причинами, а внешними! Такой интересный взгляд на старение растений за последние годы приобрёл среди специалистов большую популярность. Значительная по объему часть главы посвящена подробному описанию двух важнейших биохимических процессов, ведущих клетки к смерти: гидролизу макромолекул и свободнорадикальному окислению макромолекул. Оба эти процесса описаны с большой, может быть дажеизлишней, скрупулезностью, начиная от самых основ.

Подводя итог обсуждению представленного учебника, могу квалифицировать его как книгу, полезную для студентов, преподавателей и специалистов по биологии растений, предлагающую свежий взгляд на многие аспекты развития растений. В рассматриваемом учебнике «Биология развития растений»(т.2) авторы попытались не столько пересказать содержание известных книг по данной тематике, сколько представить современные «молекулярные» данные с позиции физиологии и биохимии растений. Акцент, сделанный С.С. Медведевым и Е.И. Шаровой на физиолого-биохимических механизмах развития, является несомненным достоинством данной книги.

Г.А. Романов

Институт физиологии растений, Москва