Ртуть для рослини: інгібітор метаболізму
Ртуть (= Гідраргірум) (Hg)
Для рослини – інгібітор метаболізму
В рослинних організмах ртуть викликає інгібування клітинного дихання, фотосинтезу, утворення хлорофілу, газообміну, зниження ферментативної активності. Ключова реакція, що пояснює порушення метаболічних процесів, – взаємодія ртуті з сульфгідрильними групами амінокислот.
Хоча відомо, що ртуть сильно зв’язується з атомами сірки в амінокислотах, які входять до складу багатьох білків і ферментів, вона, очевидно, легко переноситься в рослинах.
Токсична дія на молодий ячмінь описана при вмісті ртуті в кількості 3 мг/кг сухої маси, а при концентрації в золі 0,01 мг/кг ртуть є дуже отруйною. Токсичність пароподібної вільної ртуті і деяких метильованих сполук (метилртуть) для рослин є найбільш значною.
Пошкодження рослин спостерігається навіть при концентрації ртуті в живильному розчині 1 мкг/кг.
Симптоми отруєння рослин ртуттю – затримка росту сходів і розвитку коренів, гальмування фотосинтезу і як наслідок – зниження врожайності.
Накопичення ртуті в тканинах коренів інгібує поглинання іонів калію рослиною, хоча при низькій концентрації ртуті описано і її стимулюючу дію на споживання К+.
В рослинах міститься близько 0,0001 мг% ртуті. Мінімальна її кількість (0,01–0,02 мг/кг) накопичується в рослинах, що ростуть на ґрунтах з низькими концентраціями ртуті (до 0,10 мг/кг), але з підвищенням концентрації в ґрунті вміст ртуті в надземних і підземних органах рослин збільшується до 0,018–3,0 мг/кг. В ґрунтах більша частина ртуті депонується гуміновими кислотами та гуміном. Збільшення вмісту гумінових кислот у ґрунті знижує кількість ртуті, яка засвоюється рослинами, за рахунок утворення ртуть-органічних комплексів. Під впливом мікроорганізмів такі комплекси можуть руйнуватися з утворенням металевої ртуті, яка, випаровуючись, знову потрапляє в атмосферу.
Ризоми водоростей можуть поглинати ртуть з забрудненого донного ґрунту і слугують її джерелом для багатьох епіфітних організмів. Так, ртуть акумулюють планктонні організми, якими харчуються ракоподібні. Ракоподібних поїдають риби, а риб – птахи. Кінцевими ланками харчових ланцюгів часто є чайки, чомги, скопи, орлани-білохвости.
Однак, яким би шляхом ртуть не потрапляла у воду, мікроорганізми метилюють її, і при цьому завжди утворюється метилртуть. Ця сполука жиророзчинна, надзвичайно отруйна і дуже стійка. В Швеції вміст метилртуті в організмах птахів, значна частина з яких харчується рибою, зараз наблизився до тих рівнів, при яких зерноядні наземні птахи вже гинуть від дії ртуті, отриманої при поїданні посівного зерна (в Швеції в 1940-х роках зерно протравлювали метилртутьдіціанамідом).
В водному харчовому ланцюзі концентрація метилртуті від ланки до ланки збільшується. Оскільки метилртуть розчинна в жирах, вона легко переходить з води в водні організми. При захопленні найменших живих істот більшими, для яких вони слугують їжею, ртуть зберігається в останніх. Оскільки у ртуті період напіврозпаду (особливо в організмах з низьким рівнем обміну речовин) надзвичайно тривалий (у людини – 70 днів), отрута не виводиться, а, навпаки, накопичується в організмі. Особливо страждають від цього морські ссавці, оскільки вони живуть повністю за рахунок харчування рибою.
Однак, яким би шляхом ртуть не потрапляла у воду, мікроорганізми метилюють її, і при цьому завжди утворюється метилртуть. Ця сполука жиророзчинна, надзвичайно отруйна і дуже стійка. В Швеції вміст метилртуті в організмах птахів, значна частина з яких харчується рибою, зараз наблизився до тих рівнів, при яких зерноядні наземні птахи вже гинуть від дії ртуті, отриманої при поїданні посівного зерна (в Швеції в 1940-х роках зерно протравлювали метилртутьдіціанамідом).
В водному харчовому ланцюзі концентрація метилртуті від ланки до ланки збільшується. Оскільки метилртуть розчинна в жирах, вона легко переходить з води в водні організми. При захопленні найменших живих істот більшими, для яких вони слугують їжею, ртуть зберігається в останніх. Оскільки у ртуті період напіврозпаду (особливо в організмах з низьким рівнем обміну речовин) надзвичайно тривалий (у людини – 70 днів), отрута не виводиться, а, навпаки, накопичується в організмі. Особливо страждають від цього морські ссавці, оскільки вони живуть повністю за рахунок харчування рибою.
У вищих рослин тонкі корені в більшій мірі, ніж великі, накопичують ртуть і грають роль бар’єру.
Ртуть, що потрапляє з атмосфери у вигляді пари, сорбується і міцно утримується вищими споровими (мхи) та хвойними рослинами.
Органічні сполуки ртуті використовуються в сільському господарстві як фунгіциди, пестициди. Для рекультивації земель, забруднених ртуттю, використовують рослини – концентратори селену. Вони сприяють «витягуванню» ртуті з більш глибоких в верхні горизонти ґрунту і потім перетворюють її в малорозчинний селенід ртуті, що не бере участі в біохімічних процесах.
За санітарними нормами України вміст сполук ртуті в ґрунті – 2,1 мг/кг, в рослинах (картопля, овочі, зернові) – 0,02–0,03 мг/кг.
Рослиною-суперконцентратором ртуті є береза паперова Betula papyrifera Marsh., Betulaceae (листя, вміст в золі – до 1%).
Лікарські рослини, що містять ртуть:
• кульбаба лікарська Taraxacum officinale Webb, Asteraceae (корені);
• материнка звичайна Origanum vulgare L., Lamiaceae (трава).
• кульбаба лікарська Taraxacum officinale Webb, Asteraceae (корені);
• материнка звичайна Origanum vulgare L., Lamiaceae (трава).