Ведьмины метлы - миф или реальность

Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение  

Средняя Общеобразовательная Школа № 461

Исследовательская работа на тему: «Ведьмины метлы – миф или реальность?»

Выполнили:

Ученицы 8 А класса

Бевз Аурика, Рыжова Екатерина

Проверил:

Учитель биологии

Сердюк А. А.

Санкт-Петербург

2018 г.

Оглавление:

I Теоретическая часть.

Введение.

Глава 1.

1.1 Вирусы — неклеточные формы жизни.

1.2. Вирусы, вызывающие болезни растений.

1.3. Особенности вирусов.

1.4. Взаимодействие вируса с клеткой.

Глава 2.

2.1. Вирусные болезни растений.

2.2. «Ведьмины метлы» - болезнь, а не мистика.

2. 2. 1. Что такое «ведьмина метла»?

2. 2. 2. Симптомы болезни.

2. 2. 3. Меры профилактики и устранения болезни.

2. 2. 4. Использование в декоративном садоводстве.

II Практическая часть.

Материалы и методы.

Результаты и выводы.

Введение.

Данная работа посвящена исследованию заболевания растений, которое известно под названием «ведьмины метлы» (синоним «вихоревы гнезда»). Это название описывает симптом, который возникает по разным причинам. Такими причинами чаще являются вирусы, микоплазмы  или микроскопические грибки некоторых родов. Растения, в результате поражения возбудителями приобретают характерный вид, проявляющийся в образовании многочисленных тонких побегов, прорастающих из спящих почек.

Среди неблагоприятных факторов, способствующих распространению вирусов и грибов, провоцирующих развитие «ведьминых метл» или

по-научному пролифераций называют и экологические. Одной из таких считают электромагнитные поля, которые оказывают влияние на процесс деления клеток и, в результате такого нарушения возникают разрастания ткани – пролиферации. В результате на растениях (деревьях) образуется шар из многих укороченных побегов, именуемый «ведьминой метлой».

Актуальность работы связана с возрастающими проблемами экологичности городской среды и ее влиянием на рост и развитие живых организмов, возможностью эстетического использования пролифераций в ландшафтном дизайне.

Цель: Исследовать встречаемость «ведьминых метл» на деревьях г. Колпино (некоторых улицах и в парке «Чухонка» вдоль реки).

Задачи:

- провести подсчет «ведьминых метл» на изучаемой территории

- установить виды деревьев, на которых встречаются «ведьмины метлы»

- провести фотографирование изучаемых объектов

- провести социологический опрос среди учашихся ГБОУ СОШ № 461 людей на улицах г. Колпино (Что такое «ведьмины метлы»?)

- провести просветительскую работу (рассказать опрашиваемым жителям г. Колпино о том, что такое «ведьмины метлы»)

Глава 1.

1.1 Вирусы — неклеточные формы жизни

Наряду с одно- и многоклеточными организмами в природе существуют и другие формы жизни. Таковыми являются вирусы, не имеющие клеточного строения. Они представляют собой переходную форму между неживой и живой материей.

Вирусы (лат. virus — яд) были открыты в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским, ставшим основоположником вирусологии. Они являются неклеточной формой жизни и занимают пограничное положение между неживой и живой материей. Вирусы — внутриклеточные паразиты и могут проявлять свойства живых организмов только попав внутрь клетки.

Вирусы способны размножаться только в клетках других организмов. Вне клеток организмов они не проявляют никаких признаков жизни. Многие из них во внешней среде имеют форму кристаллов. Размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нм в диаметре.

Отличия вирусов от клеточных организмов:

1. не имеют клеточного строения;
2. не происходит обмен веществ и энергии (метаболизм);
3. могут существовать только как внутриклеточные паразиты;
4. не увеличиваются в размерах (не растут);
5. размножаются особым способом;
6. имеют только одну нуклеиновую кислоту либо ДНК, либо РНК.

Размеры вирусов от 20 до 300 нм. Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки — капсида. Более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.) помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов. Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.

В зависимости от присутствующей в вирусе нуклеиновой кислоты различают РНК-содержащие и ДНК-содержащие вирусы. Нуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, обычно о строении белков капсида. Она может быть линейная или кольцевидная, в виде одно- или двуцепочечной ДНК, одно- или двуцепочечной РНК.

Поскольку в составе вирусов присутствует всегда один тип нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК, вирусы делят также на ДНК-содержащие и РНК-содержащие. При этом наряду с двухцепочечными ДНК и одноцепочечными РНК встречаются одноцепочечные ДНК и двухцепочечные РНК. ДНК могут иметь линейную и кольцевую структуры, а РНК, как правило, линейную. Подавляющее большинство вирусов относится к РНК-типу.

Молекулы вирусной РНК могут самовоспроизводиться. Это означает, что вирусная РНК является источником генетической информации и одновременно и РНК. Поэтому в пораженной клетке в соответствии с программой нуклеиновой кислоты вируса на рибосомах клетки хозяина синтезируются специфические вирусные белки и осуществляется процесс самосборки этих белков с нуклеиновой кислотой в новые вирусные частицы. Клетка при этом истощается и погибает. При поражении некоторыми вирусами клетки не разрушаются, а начинают усиленно делиться, часто образуя у животных, в том числе и человека, злокачественные опухоли.

Вирусы существуют в двух формах: внеклеточной {покоящейся), когда их свойства как живых систем не проявляются, и внутриклеточной (репродуцирующей), когда осуществляется размножение вирусов. Вне клеток вирусные частицы — вирионы — устойчивы к высушиванию, высоким дозам радиации, низким температурам. Они погибают при воздействии дезинфицирующих средств, облучении ультрафиолетом.

При проникновении вируса внутрь клетки специальные белки вирусной частицы связываются с белками-рецепторами клеточной оболочки. В животную клетку вирус может проникать при процессах пино- и фагоцитоза, в растительную клетку — при различных повреждениях клеточной стенки. Вирусы, паразитирующие на бактериях — бактериофаги — как правило, не попадают внутрь клетки полностью, так как этому препятствуют толстые клеточные стенки бактерий. Внутрь клетки проникает только нуклеиновая кислота вируса.

Вирус подавляет существующие в клетке процессы транскрипции и трансляции. Он использует их для синтеза собственных нуклеиновой кислоты и белка, из которых формируются новые вирусы. После этого клеточные оболочки разрушаются, и новообразованные вирусы покидают клетку, которая при этом погибает. Так, у вируса гриппа за 30 ч проходит пять-шесть циклов с продуцированием более 100 вирусных частиц в каждом. При заражении некоторыми вирусами клетки не разрушаются, а начинают усиленно делиться, часто образуя злокачественные опухоли.

Полагают, что происхождение вирусов связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение.

1.2. Вирусы, вызывающие болезни растений

Не многие знают, что вирусные болезни цветов и растений, это патология, вызванная вирусами. Стоит отметить, что вирусы, это неклеточные живые организмы, которые способны проникать в живые клетки и размножаться только в них. Практически все растения поражаются вирусами, нет семейств растений, которые были бы исключением. Имеются вирусы, которые по своей сути не наносят большого вреда растению, и даже способны вызвать так называемый эффект «Декоративности», иными словами вносить некоторые изменения во внешнем облике растения. Так например, эффект декоративности можно наблюдать у тюльпанов, которые имеют пестролистную окраску, но, как правило, из-за вирусов происходит сильное изменение растения, определённая «мутация», которая очень часто приводит к гибели всего растения. Имеются множество растений, которые являются носителями определённых вирусов, но при этом симптомы вирусов ни как не проявляются у растений. Такие растения можно назвать носителями латентной инфекции. Проявление патологии или симптома может быть различной, у каждого растения своё изменение, например появлением пятен, частичное изменение окраски или размер листьев. Вирусные заболевания практически невозможно вылечить, поэтому, чтобы сохранить цветники, прибегают к профилактическим мероприятиям.
При некоторых типичных для вирусного поражения заболеваниях, таких как болезненное позеленение или деформация роста вкупе с новообразованиями (например, «ведьмина метла»), возбудителем могут быть не вирусы, а микоплазмы. Так в настоящее время есть серьезные сомнения в том, действительно ли кудрявость пуансеттии является вирозом.
Внешне повреждения, вызываемые вирусами на комнатных растениях, могут выглядеть очень разнообразно.

Во-первых, в зависимости от вируса внешние признаки поражения могут быть более или менее ярко выражены.

Во-вторых, при хорошем уходе и постоянных подкормках удобрениями комнатные растения могут «маскировать» вирусные заболевания. В этом случае поражение внешне практически не проявляется, лишь на молодых побегах можно заметить очень слабые симптомы болезни. Там, где дело дошло до вироза, наблюдается более или менее типичная картина. У ваших комнатных растений будет наблюдаться задержка роста листьев или всего растения в целом (пучковатый рост). Также обращает на себя внимание деформация листьев или цветков. На цветках может наблюдаться обесцвечивание окраски, например прерывистая окраска, однако само растение не гибнет.

Самым же типичным проявлением вирозов является появление на листьях и стеблях пятен, полосок, черточек разной интенсивности или же осветленных участков ткани в виде пятен или колец. В первом случае причиной поражения является мозаичный вирус, во втором — вирус, вызывающий кольцевую пятнистость.

По способу внедрения возбудителя в организм хозяина все вирусные болезни растений относятся к раневым инфекциям. Исключение составляет инфицирование растений-паразитов, куда вирус проникает в ткани при объединении проводящих путей растения-паразита и инфицированного хозяина. Вирусы распространяются в организме растения от клетки к клетке по плазмодесмам при участии элементов цитоскелета со скоростью примерно 1 мм в день, иногда еще медленнее. Когда вирус попадает в проводящие ткани, то может переноситься по растению со скоростью 2,5 см в минуту. В принципе, вирусы могут распространяться по всему растению, причем степень генерализации процесса зависит как от свойств вируса, так и от свойств растения-хозяина. В связи с этим, вирусные инфекции растения могут быть локальными или системными. 

Реакция клеток хозяина на вирусную инфекцию варьирует. Одним из крайних проявлений инфекции является некроз. В этом случае клетки отмирают столь быстро, что не успевают передать вирус соседним клеткам. Как правило, инфицирование растений вирусами сопровождается мозаичностью, пятнистостью, полосатостью листьев, их скрученностью, отставанием растения в развитии (карликовостью), аспермией (бессемянностью). Одной из характерных особенностей многих фитопатогенных вирусов является их агрегация в виде аморфных кристаллических включений, наблюдаемых в ядре, цитоплазме и хлоропластах. Накопление вирусных включений в хлоропластах, приводящее к потере или изменению пигментации, называют хлорозом. Размножение вирусов, в большинстве случаев, приводит к лизису клеток и может вызывать гибель растения. 

Несмотря на то, что проявление симптомов варьирует в зависимости от возбудителя, генотипа растения, климатических и других факторов, первым методом диагностики вирусных заболеваний растений является метод оценки по внешним признакам. Данные, полученные при визуальном обследовании растения, позволяют сделать вывод о природе заболевания.

Передача и распространение вирусов

Вирус представляет собой инфекцию, которая способно легко перейти от одного растения другому, например, с соком больного или заражённого растения во время пикировки рассады, но в большей степени передача и распространение вируса происходит вредителями, в частности насекомыми. Так же стоит отметить, что растения, размножение которых проводиться вегетативным способом, также передают новым или молодым растениям вирусы, которые были уже в родительских растениях. Вирусы способны находиться практически везде, это может быть уже отмёршая часть растения или в отдельных её частях, в переносчиках, т.е. насекомых, а так же в посевном и в посадочном материале.

Меры борьбы с вирусными заболеваниями растений

Очень трудно распознать конкретное вирусное заболевание. Бороться с вирусами химическими препаратами невозможно. Поэтому лучше предупреждать вирусные заболевания растений, нежели лечить их. Проводить борьбу следует с сосущими насекомыми, которые и являются переносчиками возбудителей. В основном перенося вирусные заболевания растений трипсы и тли. Зачастую инфекция заносится еще в теплице через поврежденные участки корней или ранки на листьях и стеблях, до того как растение поступит в магазин на продажу. Пораженные части растения нужно удалить немедленно и уничтожить. После этого тщательно вымойте руки с мылом, а нож или ножницы обработать спиртом. Черенки для размножение следует брать Тольку у здоровых растений. В летний период, особенно в жаркие и солнечные дни следует притенять растение и почаще опрыскивать.

Примите во внимание, что пятнистость листьев, которая похожа как на грибковую, так и на вирусную пятнистость, может быть вызвана вовсе не этими заболеваниями, а нематодами.

Для борьбы с вирусными заболеваниями применяют различные подходы, разработанные как на уровне обычных сельскохозяйственных, так и современных наукоемких подходов:

 ► проведение профилактической дезинфекции инвентаря, пропаривание почвы и субстратов в теплицах, или их замена; 
 ► термотерапия посадочного материала. Вирионы многих вирусов растений (но не всех) термолабильны. Это их свойство лежит в основе термотерапии ряда вирусных болезней. Так, основным способом освобождения картофеля от вируса скручивания листьев и X-вируса картофеля является его погружение на несколько минут в воду, прогретую до 50-60 °C; вирус бронзовости томатов инактивируется при 40-48 °C в течение 10 минут. Для освобождения от вируса карликовости тростника термотерапия является производственным приемом; 
 ► борьба с естественными переносчиками фитопатогенных вирусов; 
 ► хемотерапия с использованием вироцидов; 
 ► получение и сохранение свободных от вирусов клонов растений, базирующееся на методе апикальной культуры меристемы; 
 ► создание трансгенных растений, устойчивых к вирусным инфекциям, основанное на технологии рекомбинантных ДНК.

Полезно знать

Вирусы хоть и являются опасными возбудителями различных болезней, которые способны привести к гибели растения, но не все вирусы представляют опасность, некоторые даже наоборот, имеют свою пользу. Например, имеются вирусы, которые применяют для борьбы с личинками некоторых насекомых и других вредителей. И стоит отметить, что благодаря вирусам, можно целенаправленно поражать определённых вредителей, что в свою очередь является весьма важным фактором воздействия, особенно в сельском хозяйстве.

1.3. Особенности вирусов (строение)

С тех пор, как было изучено строение вирусов (прежде всего, вызывающего табачную мозаику), их поведенческие схемы, то выяснились важные подробности, которые заставили задуматься: он скорее жив, чем мертв, или наоборот?

Аргументы за: молекулярная структура; содержат геном; внутри клетки ведут себя довольно активно.

Аргументы против: вне клеточной полости абсолютно инертны; самостоятельно не синтезируют белок, поэтому не способны делиться генным материалом без наличия клетки-хозяина.

Некоторые ученые убеждены, что вирус – живой организм, существующий по иным законам, отличным от привычных нам. Другие придерживаются иного мнения, называя их облигатными паразитами. Поэтому дилемма: вирус – это организм или активированная при определенных условиях молекула, остается нерешенной.

Структурные особенности

Строение вирусов, вызывающих многие болезни, разнится в деталях, но имеет много общих черт. Прежде всего, внеклеточная форма вируса именуется вирионом. Он состоит из таких элементов: ядра, которое вмещает в себя от 1 до 3 молекул нуклеиновой кислоты; капсида – чехла из белка, защищающего кислоту от воздействий; оболочки, состоящей из белково-липидных соединений (не всегда есть в наличии).

Нуклеиновая кислота – это генетический код вируса. Интересно, что никогда дезоксирибонуклеиновая и рибонуклеиновая кислоты не содержатся вместе. Дополнительную оболочку вирионы позаимствовали у оккупированного организма, внеся изменения в строение клетки. Вируса, который имеет такое дополнение, интересует цитоплазматическая или ядерная мембрана, чтобы из ее фрагментов сформировать вторичный защитный слой. Причем такая оболочка свойственна только сравнительно крупным экземплярам, таким как герпес или вирус гриппа.

Компоненты вирионов выполняют не только функции защиты, хранения информации, но и отвечают за вирусное размножение и необходимые мутации.

Форменный вирус

Особенности строения вирусов таковы, что от формы капсида зависит их классификация. Самые простые вирусы имеют строение, которое отличается наличием одного вида белковых молекул в составе капсидов. Это так называемые голые вирусы, то есть напрочь лишенные оболочки. Но есть вирионы, покрытые капсомерами – это объединение нескольких молекул, образующее определенную геометрическую форму. Строение вирусов, а также их капсомеров играет важную роль в идентификации агрессивного агента. Форма значительно варьируется: головка с хвостиком, прямоугольник (оспа), шар (грипп), палочка (табачная мозаика), нить (болезни картофельных клубней), многогранник (полиомиелит), пулевидный (бешенство).

1.4. Взаимодействие вируса с клеткой

Спектр хозяев разных вирусов значительно варьирует. Одни вирусы имеют широкий круг хозяев, другие заражают лишь определенные клетки одного вида хозяина. Широта круга хозяев может быть ограничена видом (видоспецифические вирусы) или определяться таксономическими категориями более высокого порядка. Вирусы, имеющие широкий круг хозяев, распространены среди вирусов растений. Например, вирус табачной мозаики и вирус желтухи астр инфицируют как растения, так и своего переносчика-насекомого. Примером вирусов животных и человека, имеющих несколько хозяев, являются арбовирусы. Вирус лихорадки Западного Нила инфицирует человека, комаров, водоплавающих птиц; вирус клещевого энцефалита — человека, животных, клещей. Однако не найдены вирусы, способные поражать одновременно клетки прокариот и эукариот.

Типы взаимодействия вируса с клеткой

Различают три типа взаимодействия вируса с клеткой: продуктивный, абортивный и интегративный.

Продуктивный тип — завершается образованием нового поколения вирионов и гибелью (лизисом) зараженных клеток (цитолитическая форма). Некоторые вирусы выходят из клеток, не разрушая их (нецитолитическая форма).

Абортивный тип — не завершается образованием новых вирионов, поскольку инфекционный процесс в клетке прерывается на одном из этапов.

Интегративный тип, или вирогения — характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместным сосуществованием (совместная репликация).

Репродукция вирусов осуществляется в несколько стадий, последовательно сменяющих друг друга: адсорбция вируса на клетке; проникновение вируса в клетку; «раздевание» вируса; биосинтез вирусных компонентов в клетке; формирование вирусов; выход вирусов из клетки.

Адсорбция

Взаимодействие вируса с клеткой начинается с процесса адсорбции, т. е. прикрепления вирусов к поверхности клетки. Это высокоспецифический процесс. Вирус адсорбируется на определенных участках клеточной мембраны — так называемых рецепторах. Клеточные рецепторы могут иметь разную химическую природу, представляя собой белки, углеводные компоненты белков и липидов, липиды. Число специфических рецепторов на поверхности одной клетки колеблется от 104 до 105. Следовательно, на клетке могут адсорбироваться десятки и даже сотни вирусных частиц.

Проникновение в клетку

Для того чтобы размножиться, вирус должен найти восприимчивую клетку. Каждый вирус обладает так называемой тканевой тропностью — способностью инфицировать клетки определенного типа. Так, вирусы растений поражают или ткань листа, или ткань прицветника или клетки корневой системы. Вирусы бактерий видоспецифичны — вирусы архибактерий не могут инфицировать клетку E. coli, а многие колифаги не проникают в клетку шигеллы. Наиболее выражена тканевая специфичность вирусов животных и человека. Так, вирусы гепатитов поражают гепатоциты, вирус Эпштейна-Барр (вызывает инфекционный мононуклеоз) обладает тропностью к B-лимфоцитам, ВИЧ — к T-лимфоцитам, кишечные вирусы — к энтероцитам, кардиотропностью обладают вирусы Коксаки B. Целый ряд вирусов обладает тропностью не к одному, а к нескольким типам клеток. Так полиовирусы тропны к клеткам респираторного тракта, желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), центральной нервной системы (ЦНС). Вирус гепатита C (ВГC) лимфотропен и гепатотропен. 

Специфическое сродство вирусов к клеткам и тканям определяется двумя механизмами: 
— Присутствием на клеточной поверхности специфических для вируса рецепторов. 
— Содержанием в системе активирующих ферментов, необходимых для протеолитического расщепления вирусных поверхностных белков и проявления инфекционной активности вируса.

Существует два способа проникновения вирусов животных в клетку: виропексис и слияние вирусной оболочки с клеточной мембраной. При виропексисе после адсорбции вирусов происходят инвагинация (впячивание) участка клеточной мембраны и образование внутриклеточной вакуоли, которая содержит вирусную частицу. Вакуоль с вирусом может транспортироваться в любом направлении в разные участки цитоплазмы или ядро клетки. Процесс слияния осуществляется одним из поверхностных вирусных белков капсидной или суперкапсидной оболочки. По-видимому, оба механизма проникновения вируса в клетку не исключают, а дополняют друг друга.

Проникновение вируса в организм хозяина у разных биологических видов решается по-разному. 
1. Вирусы растений проникают в организм хозяина по типу раневых инфекций, где распространяются по плазмодесмам, ксилеме и флоэме. 
2. Вирусы бактерий — путем введения нуклеиновой кислоты в тело клетки или путем проникновения вириона. 
3. Вирусы насекомых попадают в организм хозяина в процессе питания или размножения. 
4. Вирусы животных и человека при инфицировании организма хозяина проходят более сложный путь. Одни вирусы (вирус гриппа, ротавирусы) реплицируются и вызывают заболевание в месте проникновения в организм (входные ворота инфекции). Другие вирусы, попав в организм хозяина с использованием того или иного механизма, проходят стадию распространения. Распространение вируса в организме сопровождается виремией (вирусемией) — циркуляцией вируса в крови, что свидетельствует о генерализации инфекции.

Различают несколько путей распространения вирусов в организме: 
1. Нейронный путь (вирусы бешенства, герпеса). 
2. Лимфатический путь (реовирусы, полиомавирусы). 
3. Гематогенный путь, ассоциированный с клеточными компонентами и плазмой крови (вирус краснухи, вирусы гепатита B и C, цитомегаловирус, энтеровирусы). 
Сохранение вируса как биологического вида обеспечивает его восприимчивый хозяин, который является основным элементом экологической ниши вируса. Способность клеток или организма хозяина заражаться называется восприимчивостью.

«Раздевание»

Процесс «раздевания» заключается в удалении защитных вирусных оболочек и освобождении внутреннего компонента вируса, способного вызвать инфекционный процесс. «Раздевание» вирусов происходит постепенно, в несколько этапов, в определенных участках цитоплазмы или ядра клетки, для чего клетка использует набор специальных ферментов. В случае проникновения вируса путем слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной процесс проникновения вируса в клетку сочетается с первым этапом его «раздевания». Конечными продуктами «раздевания» являются сердцевина, нуклеокапсид или нуклеиновая кислота вируса.

Биосинтез компонентов вируса

Проникшая в клетку вирусная нуклеиновая кислота несет генетическую информацию, которая успешно конкурирует с генетической информацией клетки. Она дезорганизует работу клеточных систем, подавляет собственный метаболизм клетки и заставляет ее синтезировать новые вирусные белки и нуклеиновые кислоты, идущие на построение вирусного потомства.

Реализация генетической информации вируса осуществляется в соответствии с процессами транскрипции, трансляции и репликации.

Формирование (сборка) вирусов

Синтезированные вирусные нуклеиновые кислоты и белки обладают способностью специфически «узнавать» друг друга и при достаточной их концентрации самопроизвольно соединяются в результате гидрофобных, солевых и водородных связей.

Существуют следующие общие принципы сборки вирусов, имеющих разную структуру:

1. Формирование вирусов является многоступенчатым процессом с образованием промежуточных форм;

2. Сборка просто устроенных вирусов заключается во взаимодействии молекул вирусных нуклеиновых кислот с капсидными белками и образовании нуклеокапсидов (например, вирусы полиомиелита). У сложно устроенных вирусов сначала формируются нуклеокапсиды, с которыми взаимодействуют белки суперкапсидных оболочек (например, вирусы гриппа);

3. Формирование вирусов происходит не во внутриклеточной жидкости, а на ядерных или цитоплазматических мембранах клетки;

4. Сложно организованные вирусы в процессе формирования включают в свой состав компоненты клетки-хозяина (липиды, углеводы).

Глава 2.

2.1. Вирусные болезни растений

Болезнь определяется как патологический процесс, развивающийся в растении вследствие внедрения возбудителя болезни или воздействия вредных биотических и абиотических факторов.

  Болезни растений проявляются в нарушении основных функций (фотосинтеза, дыхания, синтеза пластических и ростовых веществ, тока воды, питательных веществ), строения организма и вызывают преждевременную гибель растения или поражения отдельных его органов.

Неинфекционные болезни

 Неинфекционные болезни возникают без участия фитопатогенных организмов, под влиянием неблагоприятных для нормального развития растений факторов окружающей среды. Таковы, например, болезни, вызываемые недостатком или избытком воды, нарушениями режима питания, недостатком кислорода, воздействием слишком высокой или низкой температуры, недостатком света, наличием в воздухе или почве токсичных для растений веществ и т.д.

  Важнейшая особенность неинфекционных болезней — их неспособность передаваться от больного растения к здоровому.

  Неинфекционные Б. р. вызываются главным образом абиотическими факторами среды: нарушениями режима минерального питания, чаще всего дефицитом (реже односторонним избытком) макроэлементов (азота, фосфора, калия, магния) и дефицитом микроэлементов, особенно бора, цинка, железа, меди, молибдена.

Абиотические факторы среды

-  Неблагоприятный водный режим (дефицит или избыток воды в почве, длительные дожди, высокая относительная влажностью воздуха — истекание растений).

-  Преждевременное увядание растений и опадение листьев в условиях острого дефицита воды;

-  Воздействие на растения высоких или низких температур, резкие колебания температуры воздуха и почвы (подмерзание побегов, морозобоины, «простуда» теплолюбивых растений в теплицах и парниках или при поливе почвы холодной водой и др.).

- Вредные примеси в воздухе и почве (ожог и опадение листьев от воздействия сернистого газа, например в окрестностях металлургических и химических заводов);

-  Остаточное действие некоторых гербицидов, вносимых в почву; неблагоприятный световой режим, главным образом дефицит света в теплицах и парниках (хлороз и полегание, карликовость при укороченном дне);

-  Ионизирующие излучения (альфа-, бета-, гамма-лучи, рентгеновские лучи, нейтроны);

-  Токсины, выделяющиеся в почву некоторыми грибами (виды Fusarium, Botrytis и др.) и некоторыми высшими растениями.

Известно более 30 тыс. различных болезней растений. Их классифицируют по симптомам или типам (патографическая классификация), по поражаемым растениям (растениеводческая классификация) и причинам (возбудителям), вызывающим болезнь (этиологическая классификация). Ведущую роль играет этиологическая классификация, по которой болезни растений делят на неинфекционные и инфекционные.

-  Несмотря на существенные различия между инфекционными и неинфекционными болезнями, их нельзя рассматривать как явления обособленные. В природе между ними наблюдается определенная взаимосвязь: часто инфекционные заболевания возникают на фоне предварительного поражения и ослабления растений неинфекционными болезнями.

-  Грибы являются основными возбудителями болезней деревьев и кустарников. Грибные болезни составляют 97% от всех болезней этих растений, 2% - бактериальные и 1% - вирусные.

-  Для некоторых видов деревьев (дуб, тополь) насчитывается более 200 видов грибов, способных вызывать заболевания. Они причиняют растениям существенный вред, поселяясь на их поверхности или проникая во внутренние ткани и вызывая их изменения.

-  Основные способы распространения болезней деревьев и кустарников - перенос инфекций воздушным потоком, водой, насекомыми, птицами и человеком.

СИМПТОМЫ БОЛЕЗНЕЙ РАСТЕНИИ

Патологические реакции клеток и тканей растения при различных заболеваниях весьма разнообразны. От их характера во многом зависят и внешние проявления болезни. Видимые признаки болезней, доступные невооруженному глазу, называют симптомами.

 Различают симптомы:

-   Типичные (регулярно появляющиеся при данном заболевании) и нетипичные; главные (наиболее характерные для данной болезни) и сопутствующие;

-  специфические (свойственные лишь данной болезни)

-   общие (наблюдаемые при различных заболеваниях);

-  первичные (появляющиеся первыми, сразу после окончания инкубационного периода) и вторичные (возникающие при дальнейшем развитии болезни).

-  Часто разные возбудители (как и разные абиотические факторы) вызывают сходные и даже одинаковые проявления болезни. Такое совпадение признаков при различных заболеваниях получило название конвергенции симптомов.

-  Иногда, напротив, один и тот же патоген вызывает у различных видов растений или на различных органах одного и того же растения-хозяина появление разных симптомов. Поэтому специфическими для той или иной конкретной болезни часто являются не отдельные симптомы, а их совокупность (симптомокомплекс, или синдром) и для диагностики болезней важны не отдельные признаки, а их определенное сочетание, последовательность появления, связь между ними.

-  Наряду с болезнями, сопровождающимися появлением симптомов, встречаются болезни, протекающие без видимых внешних признаков (например, некоторые вирусные заболевания). Такие болезни называют бессимптомными. Бессимптомность может быть обусловлена выносливостью (толерантностью) пораженного растения по отношению к возбудителю, слабой патогенностью самого возбудителя и другими причинами. Болезни, которые вначале протекают бессимптомно, а проявляются через какое-то время, получили название латентных.

-  Иногда под влиянием определенных внешних факторов уже появившиеся симптомы временно исчезают (например, мозаичная расцветка листьев, характерная для некоторых вирусных болезней, в жаркую погоду пропадает, а при похолодании возникает вновь). Это явление называют маскировкой симптомов. В других случаях определенные условия окружающей среды могут задержать появление симптомов болезни или повлиять на степень их выраженности.

2.2. «Ведьмины метлы» - болезнь, а не мистика

2. 2. 1. «Что такое ведьмина метла?»

    Будучи поставлен перед вопросом «Что такое ведьмина метла?»:

       - астроном уверенно скажет: «Древняя диффузная туманность в созвездии Лебедя, открыл ее Гершель (не Джон, а его отец Уильям) 7 сентября 1784 года» - и заставит писать оба слова с большой буквы: «Ведьмина Метла»;

- инженер-лесовод воскликнет: «О, это очень интересный материал для прививок, селекционных опытов и дизайнерских изысканий!»;

- серьезный ученый ботаник, снисходительно улыбнувшись, ответит, что правильнее выражаться «ведьмины метлы», ибо, во-первых, это название сопоставляется отнюдь не с одной, а с несколькими десятками болезней, имеющих разное происхождение, а во-вторых, болезни эти нередко характеризуются множественными проявлениями (см. ниже раздел «Симптомы») на одном экземпляре растения.

В роли жертв можно видеть и деревья (чаще), и кустарники, и овощные культуры.

Возбудителем ведьминых метел на лиственных породах деревьев служит обычно какой-либо грибок из рода Тафрина (Taphrina). Род этот охватывает около 100 видов. Об их «пристрастиях» и распространенности дают первичное представление следующие 13 кратких примеров:

- Taphrina acericola поражает Клен полевой (Acer campestre) в Евразии и Северной Америке;

- Taphrina acerina - Клен остролистный (Acer platanoides) и другие виды из рода Клен (Acer) в Европе;

- Taphrina betulicola - Березу Эрмана (Betula ermanii) в Японии;

- Taphrina betulina (синонимы: Taphrina turgida, Ascomyces turgidus, Exoascus turgidus) - Березу пушистую (Betula pubescens) и другие виды из рода Береза (Betula) в Евразии и на острове Гренландия;

- Taphrina carpini (синоним Exoascus carpini) - Граб обыкновенный (Carpinus betulus) и другие виды из рода Граб (Carpinus) в Евразии;

- Taphrina cerasi (синоним Exoascus cerasi) - разные виды растений из подрода Вишня (Cerasus) рода Слива (Prunus) в Европе и Северной Америке;

- Taphrina crataegi (синонимы: Taphrina marginata, Exoascus crataegi) - разные виды из рода Боярышник (Crataegus) в Европе и Закавказье;

- Taphrina epiphylla болезнетворен для Ольхи серой (Alnus incana) и других видов из рода Ольха (Alnus) в Евразии;

- Taphrina kruchii (синоним Exoascus kruchii) - для Дуба каменного (Quercus ilex) в Средиземноморье;

- Taphrina mume - для Абрикоса японского (Prunus mume) и других видов из рода Слива в Евразии, Южной Африке, на островах Новой Зеландии;

- Taphrina nana (синонимы: Taphrina alpine, Exoascus alpinus, Exoascus nanus) - для Березы карликовой (Betula nana) и некоторых других видов из рода Береза в Америке (Северной), Европе и на Камчатке;

- Taphrina pruni (синонимы: Taphrina insititiae, Ascomyces pruni, Exoascus insititiae, Exoascus pruni) - для Сливы домашней (Prunus domestica) и других видов из рода Слива в Евразии, Новой Зеландии, Северной Америке, Южной Африке;

- Taphrina wiesneri (синонимы: Taphrina minor, Exoascus minor, Exoascus wiesneri) - для растений из рода Слива (в том числе и из подрода Вишня) в Австралии, Евразии, Северной Америке, Южной Африке.

Придумали название «Ведьмина метла» наши давние предки, объясняя внукам, что эти образования на деревьях являются результатом колдовства ведьм, которые выращивают таким образом свои транспортные средства. Еще «ведьмины мётлы» считались обиталищем мифических персонажей, например, «дворового» – защитника домашних животных. Ведьмина метла представляет собой обильное разрастание ветвей деревьев и кустарников, которое хорошо видно невооруженным глазом. На фото слева - ведьмина в кроне ели обыкновенной. Хорошо видно здоровые неизмененные ветви и ведьмину метлу на их фоне. Причин этой аномалии может быть несколько.

Не так редко можно видеть на деревьях, в том числе и на плодовых, странные шаровидные образования, состоящие из огромного количества расходящихся из одного узла веточек, издали иногда похожие на птичьи гнезда. Особенно хорошо они видны зимой, когда деревья стоят голые, без листьев. Раньше, не зная истинной причины их возникновения, люди приписывали появление таких клубков проделкам ведьм, считая, что именно на таких метлах те и летают. Но даже сейчас далеко не все садоводы-любители знают, что же это такое. Хотя теперь причина их появления хорошо известна.

Ведьмины метлы, синоним - вихоревы гнезда, научное название - пролиферация - это следствие нескольких различных вирусных и грибных заболеваний, внешне имеющих сходные черты проявления на дереве. Те и другие вызывают образование утолщений и наростов, а на них, в свою очередь, закладку больших скоплений спящих почек, из которых обычно во второй половине лета вырастает шарообразный комок тонких прямых побегов с короткими междоузлиями и ненормально разросшимися прилистниками. Древесина их более плотная, прочнее, чем у обычных ветвей дерева той же породы и имеет свилеватую структуру. Кора на них - красноватого оттенка, а листья желтеют раньше времени.

Особенно часто и сильно данными заболеваниями из диких лиственных пород повреждаются березы, а из хвойных - сосны. Среди культурных плодовых деревьев от заболеваний вирусной природы чаще страдают яблоня и груша, а грибной - вишня. Растения, пораженные последними, можно отличить по наличию серого налета (спор гриба) на нижней стороне листовой пластинки. Но точно ответить какова природа заболевания можно только после лабораторных исследований.

2. 2. 2. Меры профилактики и устранения болезни.

     Ведьмины метлы, если их не уничтожать растут порой десятилетиями, достигая иногда гигантских размеров в несколько метров в диаметре. Заболевшие деревья отстают в развитии, плохо плодоносят, плоды их мельчают, а семена бывают недоразвитыми. Появление в саду большого количества ведьминых метел - настоящее бедствие. Но, хотя теперь причина появления данной болезни и ясна, действенных методов борьбы с ней пока нет. Единственный способ - удаление таких образований. Следует также помнить, что с больных деревьев, даже со здоровой части кроны, не следует заготавливать черенки для прививок, чтобы не разнести инфекцию по саду. Способы распространения обеих форм заболевания изучены недостаточно. Но болезнь вирусной природы, распространение ее, скорее всего, осуществляют крылатые поколения тли, которые напившись сока с зараженных деревьев, становятся переносчиками вирусов и, перелетев на здоровые деревья, заражают их. А споры грибов, очевидно, чаще всего, переносятся ветром.

     Удаление ведьминых метел на участке и вокруг него - является обязательным профилактическим мероприятием ухода за садом. Срезы при этом замазывают садовым варом. Удаленные наросты предпочтительнее сжечь. Инструмент после окончания работы необходимо продезинфицировать. А все дерево и приствольный круг (в безлистном состоянии) желательно обработать 3%-м раствором железного или медного купороса, либо 1%-м - в облиственном. Применение данных препаратов помогает только против заболеваний грибной природы. От ведьминых метел (после их срезки) может быть и некоторая польза: они отличный материал для лесной скульптуры.

Пукциниевые (Pucciniales), они же Ржавчинные, грибки портят ведьмиными метлами внешний облик преимущественно хвойным деревьям из родов Ель (Picea), Кедр (Cedrus), Лиственница (Larix), Пихта (Abies), Сосна (Pinus).

Ведьмины метлы на Жимолости татарской (Lonicera tatarica), на разных сортах Картофеле (Solanum tuberosum), на Малине обыкновенной (Rubus idaeus), на многих видах из рода Яблоня - Malus domestica (домашняя), Malus prunifolia (китайская), Malus pumila (низкая) и иных - результаты вирусной атаки.

Иногда в образовании ведьминых метел виноваты либо вредные насекомые, либо галловые клещи из надсемейства Четырехногие (Tetrapodili) отряда Тромбидифорные (Trombidiformes).

Ведьмины метлы замечались и замечаются на представителях родов Акация (Acacia), Барбарис (Berberis), Бук (Fagus), Груша (Pyrus), Ива (Salix), Ильм (Ulmus)... а еще и на Голубике высокорослой (Vaccinium corymbosum), и на Карагане древовидной (Caragana arborescens, чаще именуется «желтая акация»), и на Робинии обыкновенной (Robinia pseudoacacia, более известна как «белая акация» или «лжеакация»), и на Терновнике (Prunus spinosa), и на Черешне (Prunus avium)...

Симптомы ведьминых метел

Из места, где «укоренился» грибок-возбудитель, начинают в большом количестве произрастать тонкие побеги. Они обильно ветвятся, а потому могут не только напоминать пучок либо удлиненную прядь волос, но и образовывать довольно плотное округлое скопление. Листва на этих побегах - недоразвитая, мелкая, склонная к скорому высыханию и опадению. Обычно сами они не плодоносят.

Если заражение очень сильное, то иногда с дерева сваливаются комочки белой слизи. Это его сгущенный сок. Он свидетельствует, к счастью, о грибковой природе инфекции, а не о вирусной.

Возникновение ведьминых метел (массы красноватых побегов с короткими междоузлиями) из спящих почек к середине лета у Яблонь определяется как тяжелое и фатальное вирусное заболевание (для него придуман ряд альтернативных названий: «метельчатость», «пролиферация», «чрезмерное разрастание»). На новообразованных веточках листья (их зеленые прилистники значительно крупнее обычных) уже к концу лета окрашиваются по-осеннему. Развитие дерева и плодов на нем изрядно затормаживается, в плодах не вызревают семена.

Аналогичную пролиферацию иногда претерпевают Груши.

Вирусные ведьмины метлы (синонимы: «израстание», «кустистость») Малины характеризуются просто-таки огромным количеством корневой поросли: у одного куста из одного невеликого участка корневища могут вытянуться (только не более чем на 15 сантиметров в высоту) до 250 побегов! Листья на них весьма мелкие, но суммарной их нагрузки на корневую систему хватает, чтобы заразившийся куст снизил, а то и вовсе прекратил плодоношение.

Ведьмины метлы на Вишнях расцениваются как наиболее вредоносные среди всех. Вследствие отрастания многочисленных побегов на тех ветках, где «угнездился» грибок-возбудитель, начинают «голодать» их собственные листья - мельчают, делаются хрупкими, пластинки становятся морщинистыми, края их изгибаются волнами, расцветка бледнеет либо приобретает красноватый тон. К началу осени нижние стороны листьев покрывает серый налет - это споры Taphrina cerasi, готовые разлетаться вокруг и заражать всех соседей.

Подобная картина разворачивается и на Сливах под воздействием Taphrina pruni. Дополняется она тем, что его мицелий (грибница) зимой сохраняется в ветвях - и они ежегодно взамен здоровых плодов порождают так называемые «кармашки» (в нашей «Садовой энциклопедии» есть отдельная статья «Кармашки Сливы»), из-за чего теряется до 20% урожая.

Попробуйте в теплый период года погулять по лесам (если не боязно) и поразглядывать кроны достаточно взрослых Сосен. В них часто встречаются ведьмины метлы (правильнее сказать, наверное: «ведьмины шары»?) - на разных высотах (от макушки до нижних ветвей) и разноразмерные (диаметр от 10-15 сантиметров до 3 метров). Окраска хвои в таком шаре, как правило, отличается специфическим зеленым или даже голубоватым оттенком. Регулярно повторяя наблюдения, сумеете подметить индивидуальность ведьминых метел: ежегодный прирост у одного экземпляра будет 2-3 сантиметра, у другого - 12-13, у третьего все 20 (но это уже редкость!)...

Как и Омела, ведьмины метлы ослабляют растение-«хозяина», ибо отбирают у него для собственного потребления существенную долю воды и питания (в частности, минеральных веществ) - настолько существенную, что в конечном счете способны погубить дерево или куст.

Меры борьбы и профилактики ведьминых метел

1. Ни практика, ни наука к настоящему времени еще не предложили надежного способа излечения ведьминых метел, которые имеют вирусное происхождение.

1а. Деревья Яблони, Груши, кусты Картофеля, Жимолости, Малины и др., уже пораженные такими разновидностями этого заболевания, следует поскорее выкорчевывать и сжигать.

1б. Желая предупредить столь досадные потери, всемерно препятствуйте факторам, помогающим распространению вирусов. Вот перечень таких факторов:

- использование плохого (или хотя бы сомнительного) посадочного материала;
- неконтролируемое высвобождение сока больных растений в окружающую среду;
- обрезка здоровых растений вслед за больными, если промежуточной дезинфекцией инструмента пренебрегать;
- повседневная жизнедеятельность растительноядных клещей и сосущих насекомых;
- прививка больного черенка на здоровое растение.

2. Столкнувшись на Вишнях или Сливах с грибковыми ведьмиными метлами, вырезайте «украшенные» ими ветки. Срезы обработайте «Фундазолом» (порошок с 50%-ным содержанием беномила C14H18N4O3).

3. Проведите опрыскивание этих деревьев ранней весной (до того, как почки распустятся):

3а) для Вишен применяйте 5%-ный раствор железного купороса FeSO4 (полкилограмма на 10 литров воды) или 0,75%-ный раствор медного купороса CuSO4 (75 граммов на 10 литров воды);

3б) для Слив применяйте 3%-ную бордоскую жидкость. Можете приготовить ее самостоятельно по следующему рецепту:

- 300 граммов медного купороса растворить в 5 литрах воды;
- 450 граммов известкового молока Ca(OH)2 растворить в 5 литрах воды;
- влить раствор медного купороса - медленно, с постоянным помешиванием - в известковое молоко (и ни в коем случае не наоборот!);
- концентрированные ингредиенты соединять и затем заливать 10 литрами воды нельзя!!;
- результат должен иметь красивую бирюзовую окраску и нейтральную кислотность (pH = 7,0). Кислый (при избытке CuSO4) обожжет листья. Щелочной (при избытке извести) слабо подействует на грибок-возбудитель.

4. Хотя чувствительность Слив к меди Cu очень велика, есть рекомендация после окончания цветения сразу или через 7-14 суток опрыскать их снова бордоской жидкостью, но с меньшей - 1%-ной - концентрацией.

4а. Взамен бордоской жидкости для второго опрыскивания разрешаются покупные фунгициды (с точным исполнением всех инструкций на этикетках) - например, цинеб C4H6N2S4Zn, «ХОМ» 3Cu(OH)2 × CuCl2 × H2O (хлорокись меди), «Купрозан» (смесь цинеба и хлорокиси меди), «Каптан» C9H8Cl3NO2S.

2. 2. 4. Использование в декоративном садоводстве

«Ведьмины мётлы» представляют собой не абы какой интерес со стороны садоводов-любителей карликовых растений. Например, за миниатюрными карликовыми соснами, пихтами или елями идет настоящая охота. Причем, это не современное увлечение, началось все с 1890 года. Именно в этот период берет начало практика выращивания миниатюрных сортов хвойных из «ведьминых мётел». Они неплохо приживаются на подвое родной породы дерева. Причем, чем сложнее привить «ведьмину метлу», тем дороже стоит это растение на рынке декоративных карликовых культур.

Интересным опытом является сорт «Мопс», выращенный в Голландии из «ведьминой метлы» горной сосны еще 90 лет назад. С тех пор прошло много времени, и на «Мопсе» стали появляться еще более миниатюрные «ведьмины мётлы», открывая зеленую дорогу самым маленьким карликовым хвойным деревьям, которые получили название «МиниМопс». Кстати, прадедушками многих карликовых сортов хвойных стали наши российские сосны и ели обыкновенные.

II Практическая часть.

Методы и материалы:

Материалы:

- блокнот и ручка для подсчетов

- фотоаппарат

Методы:

- изучение литературы по теме исследования

- наблюдение и выявление «ведьминых метл»

- определение видов растений, пораженных «ведьмиными метлами»

- фиксация изучаемого явления

- социологический опрос

Обследовали визуально деревья на улицах г. Колпино: Вавилова, Павловская, Тверская и в Парке Чухонка вдоль реки Ижора.

Получили следующие результаты:

Табл. № 1. Количество «ведьминых метл» на различных видах деревьев.

Провели социологический опрос (Знают ли жители Колпино «Что такое «ведьмины метлы»?») (результаты в табл. № 2)

Общее количество опрошенных составило 100 человек.

Табл. № 2 Результаты социологического опроса.

Выводы:

1. «Ведьмины метлы» – не миф. Это изменение побегов и почек (укорочение междоузлий).
2. Причины таких изменений – вирусы, грибы рода Тафрина (Taphrina) и микоплазмы.
3. «Ведьмины метлы» встречаются на деревьях г. Колпино и в парковой зоне
4. «Ведьмины метлы» в г. Колпино преимущественно поражают березы, лиственницы и были обнаружены на вишне (отдельные деревья) в городской черте
5. Согласно изученным источникам чаще диких лиственных пород повреждаются березы, а из хвойных - сосны. Среди культурных – вишня и яблоня.
6. Были обнаружены многочисленные «ведьмины метлы» на лиственнице, хотя в источниках информации упоминания о заражении лиственниц встречается реже.
7. Опрос населения г. Колпино показал, что большинство (72% опрошенных) не имеют представления о том, что такое «ведьмины метлы».
8. Опрошенные проявляют интерес к данной теме, а значит можно говорить о значимости просветительства в области экологических знаний среди населения г. Колпино.

Источники информации:

http://www.sad2.info/?p=5393

http://jbio.ru/nekletochnye-formy-zhizni-virusy

http://sbio.info/materials/orgbiol/orgprokariot/72

http://biofile.ru/bio/7006.html

http://karona.net/useful-sections/interesting-and-useful/535-virusnye-bolezni-rastenii.html

http://www.floralworld.ru/illnesses/viruses.html

http://www.syl.ru/article/215980/new_kletochnoe-stroenie-virusov-osobennosti-stroeniya-virusov

http://biofile.ru/bio/5222.html

http://procvetok.com/bolezni-rastenij/bolezni/vedmina-metla/

http://www.sad2.info/?p=5393

http://sadisibiri.ru/vedmina-metla.html

http://super-sad.info/bolezni-rasteniy-vedminy-metly/1012.php

http://dendromir.ru/biblioteka/vedminy_mtly_urodstvo_ili_krasota/