Китайские учёные впервые обнаружили золотые наночастицы в растениях,
выросших в диких условиях.
По всей вероятности, эти наночастицы имеют
антропогенное происхождение и уже в таком виде попали в растения
из почвы или воздуха, пишут учёные в журнале Environmental Chemistry Letters.
Многие растения способны всасывать из почвы и накапливать в себе
наночастицы некоторых металлов, в частности железа, меди или золота. При
этом для большинства металлов этот эффект можно вызвать только
искусственным образом, и в естественных условиях наблюдать его
не удавалось. Поэтому механизмы взаимодействия металлических наночастиц
с клетками растений изучены довольно мало, а результаты этих
исследований противоречивы: по некоторым данным, эти частицы могут приводить к ускорению роста, а по другим - наоборот, обладают фитотоксичностью.
При этом и влияние этих процессов на экосистемы неоднозначно: с одной
стороны, накопление металлов в растениях может оказывать положительное
влияние и, например, приводить к очищению почвы, с другой стороны оно
плохо сказывается на здоровье некоторых животных. Например, исследование
влияния на растения золотых наночастиц проводилось только
в искусственных условиях: растения выращивались специально для
исследований, а состав почвы при этом строго контролировался.
Наблюдать же накопление золотых наночастиц в естественных условиях
не удавалось. Однако именно эти случаи могли бы прояснить механизмы
взаимодействия наночастиц с тканями растений и зависимость
физиологического эффекта от размера, формы и других свойств частиц.
Китайские биологи Сяоэнь Ло (Xiaoen Luo) и Цзяньцзинь Цао (Jianjin Cao)
из Университета Сунь Ятсена впервые обнаружили, что растения могут
накапливать в себе золотосодержащие наночастицы и в естественных
условиях. Учёные исследовали два вида растений: двухлетний
мелколепестник канадский (Erigeron canadensis) из семейства Сложноцветных и многолетнюю крапиву китайскую или рами (Boehmeria nivea)
из семейства Крапивных.
Поперечные срезы стеблей этих двух растений
биологи изучили с помощью просвечивающей электронной микроскопии
и обнаружили в тканях наночастицы, содержащие золото. Большая часть этих
частиц была расположена вокруг цитоскелета, они имели сферическую или
слегка вытянутую форму, а их размер составлял от 5 до 50 нанометров. При
этом размер частиц зависел от вида: в мелколепестнике эти частицы были
крупнее (от 20 до 50 нанометров), а в рами - в несколько раз меньше
(от 5 до 15 нанометров).
Анализ состава наночастиц с использованием электронной и рентгеновской спектроскопии показал, что в растениях можно найти два вида частиц: одни содержат только золото и кислород, а другие — ещё медь и хлор. Учёные отмечают, что содержание золота в земной коре в этой области очень низкое, поэтому, вероятнее всего, источник частиц все же антропогенный. Скорее всего, это расположенный вблизи точки сбора образцов гальванический цех, в технологическом процессе которой используется золото. При этом, скорее всего, именно в виде наночастиц золото и было впитано из почвы или воздуха.
В будущем учёные планируют более внимательно исследовать пути
переноса искусственно полученных наночастиц в естественных условиях, что
может определить механизмы взаимодействия антропогенных источников
загрязнения окружающей среды с природными экосистемами.
Золотые наночастицы - далеко не единственный тип наночастиц, которые
применяют для увеличения скорости роста растений. Например, американские
исследователи использовали
для повышения урожайности помидоров аэрозоли, содержащие наночастицы
оксидов титана и цинка. В результате увеличения процента поглощённого
листьями света и создании питательной среды для растений массу урожая
удалось поднять на 80 процентов.
Комментариев нет:
Отправить комментарий