Примерно 80 лет назад стало известно, что для человека и животного недостаточно употребления в пищу белков, жиров, углеводов и минеральных солей. Нужно, чтобы в пище хотя бы в ничтожных количествах были еще какие-то вещества. Эти вещества были названы витаминами, т. е. необходимыми для жизни аминами (особенность витаминов видели в том, что они содержат азот в составе аминогруппы).
Вскоре стало ясно, что открытие витаминов имеет отношение ее только к вопросам питания человека. Под знаком витаминов в значительной мере прошло все развитие биохимии первой половины XX столетия. В предисловии к книге В. Н. Букина «Витамины» в 1940 году академик А. Н. Бах писал: «Трудно найти такой раздел физиологии и биохимии, который не соприкасался бы с учением о витаминах. Обмен веществ организма, деятельность органов чувств, функции нервной системы, ферментативные процессы, явления роста и размножения и т. д., все эти разнообразные и коренные по своей важности области биологических дисциплин теснейшим образом связаны с витаминами».
Особенностью в изучении витаминов было то, что они, по выражению В. А. Энгельгардта, «обнаруживали свое присутствие проявлением своего отсутствия». Иными словами, о витаминах узнали потому, что их отсутствие в пище удалось закономерно связать с определенными нарушениями функций организма.
Недостаток витаминов — авитаминозы — часто можно наблюдать у животных и человека, которые получают эти вещества с пищей. Искусственно исключая тот или иной витамин из пищи животного и наблюдая, какие это вызывает отклонения, изучают роль данного витамина в организме. Растения же сами синтезируют витамины, недостаток их обнаружить или создать искусственно здесь труднее, поэтому довольно долго существовало мнение, что витамины нужны только человеку и животным; роль витаминов в растениях сначала мало интересовала исследователей. Но по мере того, как учение о витаминах развивалось и становилось важным разделом биохимии, вопрос о роли их в растениях вставал на повестку дня. Процессы синтеза витаминов растениями и роль их в животном организме связывались в единую цепь. Одно становилось невозможным изучать в отрыве от другого.
Накопленные за последние годы факты показывают, что витамины так же необходимы растению, как и животному. Это — не просто побочные продукты их обмена веществ: это — физиологически активные вещества, участвующие в жизненно важных процессах.
Изучение роли витаминов в растении открыло и новые перспективы их практического применения. Оказалось, что растения тоже могут испытывать недостаток в витаминах, и тогда добавление витаминов в почву или витаминные подкормки позволяют заметно повышать продуктивность растений. При помощи витаминов оказалось возможным управлять некоторыми процессами у растений — усиливать или задерживать рост, ускорять образование плодов и т. д.
С другой стороны, выяснение того, как образуются и какие превращения претерпевают витамины в растениях, может помочь повысить витаминозность самого растения, его органов (плодов, листьев, корней).
Итак, что же «делают» витамины в растении, где и почему они образуются?