ISBN 5-02-004062-2 j
В книге обобщен материал о роли химических веществ как посред-j ников и регуляторов в экологических взаимоотношениях организмов,; как факторов, участвующих в стабилизации или дестабилизации эко-: логического равновесия в биосфере. Освещены вопросы биохимической^ экологии различных эукариотических, а также некоторых прокариотиН ческих организмов. Обсуждаются новые вещества и их продуценты^; перспективные с точки зрения биотехнологии, экологической безопасй ности методов защиты растений и борьбы с вредителями и сорняками^ в сельском хозяйстве. \
Рассчитана на биохимиков, экологов, зоологов, ботаников, биотех-* нологов. л
Табл. 63. Ил. 48. Библиогр.: 665 назв. \
Introduction to problems of biochemical ecology: Bioteclmo<| logy, agriculture, environment / M. M. Telitchenko, S. A. Ost-' roumov. — M.: Nauka, 1990. — 288 p. ;
The book summarizes and analyzes the recent data on ecologically^ and environmentally important biologically active substances: both na-1 tural products and man-made chemicals. Compounds produced by micro-; organisms, algae, fungi, plants, invertebrates and vertebrates, their eco-jj logical roles, applications in biotechnology and plant protection, biotrans-*; formation and biodegradation of chemicals and pollutants and their bio-, assay are covered. .
ПРЕДИСЛОВИЕ
В учении академика В. И. Вернадского существенное место занимают представления, рожденные интеграцией биологических и химических подходов к анализу такого сложного и многогранного явления, как биосфера. Новые научные результаты, полученные с помощью современных биохимических и химических методов, а также в последних экологических исследованиях, подтверждают плодотворность подобного комплексного подхода. В пограничной области на стыке экологии и биохимии чрезвычайно быстро накапливаются интересные данные о природных веществах, участвующих во взаимодействиях организмов друг с другом, а также о биотрансформации в организмах и экосистемах различных чужеродных веществ (ксенобиотиков).
Особенность этого нового научного направления заключается к том, что результаты его развития представляют не только теоретический, но и немалый практический интерес, причем с нескольких точек зрения. Комплексные эколого-биохимические подходы позволяют вносить вклад в изучение актуальных и неотложных проблем химического загрязнения биосферы и охраны окружающей среды, проблем управления агроэкосистемами в сельском хозяйстве, проблем биотехнологии (например, при поиске новых биологически активных веществ, оценке их активности с помощью биотестирования и разработке вопросов их биосинтеза с помощью организмов-продуцентов).
В современной экологии весьма существенное значение имеет вопрос о том, каковы механизмы поддержания относительного равновесия и устойчивости в экосистемах. Для понимания этих механизмов не последнюю роль играют взаимодействия организмов, опосредованные органическими химическими веществами, которые продуцируются организмами. Именно этим аспектам экологии посвящен ряд глав книги М. М. Телитченко и С. А. Остроумова. Так, в гл. 2 обсуждаются взаимодействия с участием низших растений (грибов, водорослей), а также некоторых прока-рнотических микроорганизмов (бактерий, актиномицетов, циано-бактерий). В гл. 3 освещены взаимодействия между высшими растениями и проблемы изучения аллелопатии. В гл. 4 собран материал о защите растений от фитофагов с помощью эволюци-опно выработанных растениями природных веществ; информация в данной области интересна и полезна для развития экологически безопасных способов защиты урожая в сельчжом хозяйстве так же, как и приведенные в гл. 5 данные о взаимодействиях между животными (особенно членистоногими) с участием феромонов.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие...................... 3
Введение ........................ 5
Глава 1.
БИОХИМИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ: ПРЕДМЕТ, СОДЕРЖАНИЕ, ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ.................. 8
Глава 2.
ЭКОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С УЧАСТИЕМ
ГРИБОВ И ВОДОРОСЛЕЙ (и некоторых прокариот)....... 17
2.1. Некоторые аспекты биохимической экологии прокариот: сопоставление с эукариотами............... 18
2.2. Взаимодействия между низшими растениями ....... 24
2.2.1. Внутривидовые взаимодействия............. 24
2.2.2, Межвидовые взаимодействия.............. 29
2.3. Эколого-биохимические взаимодействия низших растений с высшими растениями................. 32
2.3.1. Некоторые общие замечания.............. 32
2.3.2. Биохимические средства нападения грибов на растения ... 34
2.3.3. Биохимические средства защиты растений от грибов .... 38
2.4. Взаимодействия низших растений с животными...... 46
2.4.1. Грибы ....................... 46
2.4.2. Водоросли и цианобактерии.............. 50
2.5. Метаболиты низших растений и проблемы формирования среды обитания...................... 53
2.5.1. Выделение органических веществ в водную среду обитания 53
2.5.2. Нерешенные проблемы................ 56
2.6. Прикладное значение и перспективы использования рассмотренных в данной главе БАВ и близких им соединений..... 56
2.7. Некоторые нерешенные проблемы.......... . 58
Глава 3.
ЭКОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ. АЛЛЕЛОПАТИЯ.................. 59
3.1. Некоторые предварительные замечания.......... 60
3.2. Некоторые примеры аллелопатии............ 62
3.3. Роль аллелопатии в сукцессиях............. 68
3.4. Аллелопатия и смена растительности в чапарале .... 70
3.5. Прикладное, в том числе сельскохозяйственное значение аллелопатии ...................... 71
3.5.1. Взаимодействие культурных растений и сорняков...... 72
3.5.2. Аутотоксичность некоторых веществ культурных растений 73
3.5.3. Фитотоксическое воздействие пожнивных остатков..... .74
3.5.4. Нарушения в агросистеме: растения — почва — микроорганизмы 75
3.5.5. Аллелопатия и растения-интродуценты..........
3.5.6. Перспективы использования аллелопатически активных веществ в сельском хозяйстве и биотехнологии..........
3.6. Заключение. Нерешенные проблемы...........
Глава 4.
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ........' . . . . 80
4.1. Экологические хеморегуляторы пищевого поведения животных-фитофагов . .......; . . .......... gj
4.1.1. О биохимической коэволюции растений и фитофагов .... gj
4.1.2. Токсины растений.................. g2
4.1.3. Пищевые детерренты и антифиданты........... 95
4.1.4. Пищевые аттрактанты и стимуляторы..........t JQQ
4.2. Экологические хеморегуляторы онтогенеза и плодовитости фитофагов ....................... 107
4.2.1. Воздействие веществ растений на беспозвоночных..... дов
4.2.2. Хеморегуляторы, воздействующие на позвоночных животных Ц2
4.3. Некоторые другие экологические хемомедиаторы, опосредующие взаимодействия растений и животных .......... 122
4.3.1. Антиовипозитанты.................. 122
4.3.2. Накопление и использование животными вторичных метаболитов растений.................... 123
4.3.3. Вещества, участвующие в привлечении опылителей ..... 125 43.4. Синомоны ..................... 127
4.4. Некоторые общие замечания и обобщения........ 127
4.5. Практическое использование некоторых метаболитов растений: сельское хозяйство, медицина, биотехнология....... 132
Глава 5.
ЭКОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ ЖИВОТНЫМИ........................ 136
5.1. Внутривидовые взаимодействия............. 130
5.1.1. Феромоны беспозвоночных животных.......... 138
5.1.2. Практическое использование феромонов беспозвоночных и их синтетических аналогов................ 151
5.1.3. Феромоны и химическая коммуникация позвоночных .... 154
5.2. Взаимодействия между животными разных видов...... 160
5.2.1. Алломоны...................... 161
5.2.2. Кайромоны.......ч.............. 171
Глава 6.
НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОТРАНСФОРМАЦИИ ЭКЗОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМАХ И ЭКОСИСТЕМАХ: БИОХИМИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ КСЕНОБИОТИКОВ............... 174
6.1. Антропогенные БАВ и некоторые проблемы химического загрязнения биосферы................. 175
6.2. Некоторые биохимические аспекты формирования среды обитания и биотрансформация экзогенных БАВ......... 179
6.3. Реакции окисления.................. 183
6.4. Реакции восстановления................ 185
6.5. Реакции деградации................. 187
284
6.6. Реакции конъюгации.................. 188
6.7. Дегалогенирование................... 191
6.8. Некоторые особенности метаболизма ксенобиотиков..... 193
6.9. Проблемы загрязнения и судьба ксенобиотиков в экосистемах: взаимодействие биотических и абиотических факторов .... 198
6.9.1. Судьба ксенобиотиков в биогеоценозах.......... 19S
6.9.2. Связь между структурой вещества и его особенностями как поллютанта..................... 205
6.10. Ограниченность способности экосистем к детоксикации ксено-
биотиков и проблемы остатков поллютантов в экосистемах . . 205
6.10.1. Персистентные и неразлагающиеся ксенобиотики..... 206
6.10.2. Экологическая опасность биоразрушаемых поллютантов и остатков неразложившихся поллютантов.......... 206,
Глава 7.
НЕКОТОРЫЕ ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМ БИОХИМИЧЕСКОЙ ЭКОЛОГИИ.................... 209
7.1. Уменьшение загрязнения биосферы........... 210
7.2. Экологически безопасные способы воздействия на виды, имеющие экономическое значение. Защита урожая в сельском хозяйстве . ..................... 211
7.2.1. Природные экологические хеморегуляторы...... . . 213
7.2.2. Пропестициды................... . 214
7.2.3. Интегрированная защита сельскохозяйственных растений . . . 217
7.3. Аквакультура и проблемы качества воды......... 219-
7.4. Использование биокаталитических систем в биосинтетических
и биотрансформирующих реакциях........... 22t
7.4.1. Синтез БАВ.....................221
—„„„„^„„„v веществ 223
7.4.2. Биотрансформация в целях синтеза органических веществ 7.5. Оценка биологической активности (БА) веществ: проблемы
биотестирования и информационной биотехнологии.....224
7.5.1. Отставание изучения БА веществ от синтеза новых ксенобиоти-
ков и идентификации природных веществ
7.5.2. Проблемы поиска альтернатив традиционному биотестированию
на животных....................226
7.5.3. Проблема соотношения и корреспондирования результатов биотестирования, полученных на разных тест-объектах и разными методами...................... 228
7.5.4. Оценка Б А некоторых загрязняющих биосферу веществ на примере ПАВ...................... 229
7.5.5. Заключительные замечания..............233
7,6. Некоторые иные практически важные вопросы......236
7.6.1. Водные экосистемы..................236
7.6.2. Системы взаимодействующих клеток........... 238.
7.6.3. Медицина...................... 239
7.6.4. Генная инженерия..................241
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
РОЛЬ И ФУНКЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХЕМОМЕДИАТОРОВ В БИОСФЕРЕ......................... 244
Литература....................... 256
Цена: 150руб.
