Поліфенольні сполуки макрофітів та їхнє екологічне значення

Abstract

Розглядається фізіологічне значення вторинних метаболітів фенольної природи у водних рослин, їхня залежність від умов зростання та стресових факторів, зокрема, від забруднення навколишнього середовища важкими металами й ксенобіотиками. Біосинтез флавоноїдів частково регулюється такими зовнішніми абіотичними сигналами, як світло, температура або доступність ресурсів. Флавоноїди беруть участь у захисті рослин від оксидативного пошкодження, викликаного дією ксенобіотиків, іонів важких металів (ВМ) або інших біотичних і абіотичних факторів. Токсична дія ВМ зменшується внаслідок здатності фенілкарбонових кислот, біофлавоноїдів і ряду інших поліфенольних сполук утворювати комплексні сполуки з іонами металів. При підвищенні рівня іонів ВМ у навколишньому середовищі стимулюється біосинтез флавоноїдів у макрофітах. Представлені дані свідчать про участь поліфенольних сполук у хімічному захисті макрофітів від патогенів та поїдання фітофагами. У зв'язку з цим значне перевищення загального змісту фенольних сполук у надводних і плаваючих листках порівняно з підводними можна пов'язувати з більшою вразливістю поверхневих органів до стресових і пошкоджуючих впливів (високої інтенсивності світла, УФ-радіації, атаці комах).

Рассматривается физиологическое значение вторичных метаболитов фенольной природы у водных растений, их зависимость от условий роста и стрессовых факторов, в частности, от загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и ксенобиотиками. Биосинтез полифенолов частично регулируется внешними абиотическими сигналами, такими как свет, температура или доступность ресурсов. Флавоноиды участвуют в защите растений от оксидативного повреждения, вызванного действием ксенобиотиков, ионов тяжелых металлов (ТМ) или других биотических и абиотических факторов. Токсическое действие ТМ уменьшается в результате способности фенилкарбоновых кислот, биофлавоноидов и ряда других полифенольных соединений образовывать комплексные соединения с ионами металлов. При повышении уровня ионов ТМ в окружающей среде стимулируется биосинтез флавоноидов в макрофитах. Представленные данные свидетельстуют об участии полифенольных соединений в химической защите макрофитов от патогенов и поедания фитофагами. Поэтому, значительное превышение общего содержания фенольных соединений в надводных и плавающих листьях по сравнению с подводными можно связывать с бόльшей уязвимостью поверхностных органов к стрессовым и повреждающим воздействиям (высокой интенсивности света, УФ-радиации, атаке насекомых).

The physiological role of secondary metabolites of phenolic nature, dependence of their level on growth conditions and stress factors, in particular, on environmental pollution by heavy metals and xenobiotics in higher aquatic plants are considered. Polyphenol biosynthesis is partially regulated by external abiotic signals such as light, temperature, or resource availability. Flavonoids are involved in the protection of plants from oxidative damage caused by the action of xenobiotics, heavy metal ions (HM) or other biotic and abiotic factors. The toxicity of HM is reduced due to the ability of phenylcarboxylic acids, bioflavonoids and a number of other polyphenolic compounds to form complex compounds with metal ions. When the level of HM is raised in the environment, the biosynthesis of flavonoids in macrophytes is stimulated. Data are presented in favor of the participation of polyphenolic compounds in the chemical defence of macrophytes against pathogens and against being eaten by herbivorous insects. In this regard, significant excess of the total content of phenolic compounds in surface and floating leaves as compared with underwater leaves can be attributed to the greater vulnerability of surface organs to stress and damaging effects (high light intensity, UV radiation, insect attack).