Чтение онлайн

Уже в первые дни открытия фитонцидов, когда было ясно, что летучие вещества некоторых растений действуют губительно на грибки, встал вопрос: имеем ли мы дело с ядами, вредными протоплазме определённых клеток, или с ядами для всякой протоплазмы? Теперь-то мы хорошо знаем, что фитонциды действуют избирательно: убивают одни клетки и организмы и не умерщвляют, а даже стимулируют другие.

Одними из первых опытов по фитонцидам были опыты с яйцами моллюсков — с теми клетками, от которых начинается развитие этих организмов. Моллюсков, «слизняков», очень много в морях, пресных водоёмах и на суше (рис.21).

Водные моллюски откладывают яйца на листьях и стеблях растений, на камнях и других твёрдых предметах. Каждый раз их откладывается несколько десятков. Все они находятся в общей прозрачной студенистой массе, играющей важную роль в предохранении зародышей от внешних неблагоприятных воздействий. Каждое яйцо, в свою очередь, одето оболочками. Эти оболочки настолько прозрачны, что сквозь них с помощью лупы легко наблюдать все последовательные этапы развития зародыша вплоть до формирования микроскопического моллюска, у которого уже отчётливо видна раковина. Освободившись от оболочек, моллюск начинает вести самостоятельное существование как взрослое животное.

Микроскопические зародыши моллюсков беззащитны на вид. Но впечатление это ошибочное. Оболочки яиц имеют такое строение и состав, что очень многие вещества, ядовитые и для более сложно организованных животных, для яиц моллюсков совершенно безвредны. Раздавить яйцо моллюска, конечно, легко, можно убить яйцо высокой температурой, но подобрать для этих нежных, изящных, прозрачных клеток химические яды учёному непросто, так как многие ядовитые для протоплазмы вещества не проникают сквозь оболочку яйца.

Возьмём одну яйцекладку какого-либо моллюска на такой стадии развития, когда сквозь прозрачные оболочки видно движение зародышей. Разрежем эту яйцекладку на две половины. Одну половину используем для опыта, а другая останется контрольной.

Опытную половину яйцекладки поместим в капле воды на стекло, а рядом положим только что приготовленную на тёрке луковую кашицу. В первые же секунды (обычно не позднее чем через 30 секунд) мы заметим резкое ускорение движения зародышей: они приходят в возбуждённое состояние. Через минуту-другую это состояние сменяется полной остановкой движения. Пройдёт некоторое время, и мы увидим при кажущейся сохранности оболочек яиц полный распад зародышей. Яйца же контрольной половины яйцекладки, также находящиеся в воде, прекрасно развиваются.

Очень многие растения обладают такими свойствами, например листья, почки, кора черёмухи (рис.22), корневища хрена, листья лавровишни, клёна, дуба, иглы пихты и т.д. Особый биологический интерес для понимания взаимоотношений в природе растений и животных представляет действие фитонцидов водных растений на яйца моллюсков, лягушек, рыб и других организмов. Уже первоначальные исследования дали неожиданные результаты. Одни водные и прибрежно-водные растения (некоторые синезелёные водоросли, спирогира, манник) тормозят развитие зародышей моллюсков, а другие его стимулируют.

Рис.22. Распад зародышей моллюсков под влиянием летучих фитонцидов почек черёмухи (через 40 минут воздействия ).

а — зародыш был на ранней стадии; б — развившийся моллюск, он имел раковину и вскоре должен был освободиться от яйцевых оболочек.

И вновь возникает мысль: не случайно ли это явление? Имеют ли отношение обнаруженные факты к защитным свойствам водных растений? Безразлично ли для растений, если на них откладывают яйца моллюски и другие водяные животные? Безразлично ли для моллюсков, на каких растениях отложить яйца? Таким образом мы подходим к вопросу о биологической самоочистке водоёмов, к вопросу о том, не играют ли фитонциды водных растений некоторую роль и в регулировании состава животного, растительного и микробного населения водоёмов. На этих вопросах мы остановимся в дальнейшем.

Фитонциды, насекомые и клещи

Мне вспоминается одно маленькое событие в жизни лаборатории.

Нам нужно было разводить для опытов плодовую муху. Но лаборанта преследовала неудача: питательный материал для личинок мух (морковь и другой) плесневел. Кто-то спросил меня: а нельзя ли использовать фитонциды лука для обеззараживания питательной среды от грибков? К этому времени было уже известно, что летучие вещества лука вредно влияют и на некоторые микроорганизмы. Естественно, возникло сомнение, не будут ли фитонциды лука наряду с их возможным вредным воздействием на плесневые грибки убивать и личинок мух.

Поместили мух в атмосферу летучих веществ лука. К нашему удивлению, мухи прекрасно чувствовали себя, ползая по луковой кашице и летая в её парах. Впоследствии пришлось внести на основании более строгих экспериментов ряд поправок в это первое наблюдение, но главный факт — большая стойкость плодовых мух к фитонцидам многих растений — остался непоколебимым.

Тогда же возникла и мысль: плодовые мухи питаются остатками растений, поэтому они в ходе эволюции оказались гораздо более приспособленными к ядовитым фитонцидам растений. Это неудивительно. Природа даёт нам много ещё более ярких примеров приспособленности организмов к мощным ядам, к бактериям, являющимся для других живых существ, безусловно, болезнетворными.

Есть насекомые, птицы и млекопитающие, главной пищей и «лакомством» которым служит падаль — мёртвые, гниющие остатки животных и растений. Этих животных так и называют — трупоядные. Таковы грифы, стервятники, кондоры, аист марабу. Многие другие птицы: орлы, вороны, буревестники — могут без всякого вреда для себя есть падаль, а значит, в их кишечник попадает огромное количество опаснейших для других животных бактерий. Если позволительно так выразиться, никаких дизентерий у них не бывает. Их кишечник прекрасно приспособлен к этим бактериям.

В свете таких явлений можно ли удивляться большой приспособленности плодовой мухи к растительным ядам.

Но возьмём для опыта комнатных мух, комаров, мошек, слепней. Измельчим листья или другие органы, например черёмухи, и тотчас поместим их на дно стеклянной банки, в которую впустим несколько экземпляров интересующих нас насекомых. Летучие фитонциды черёмухи убьют в первые же секунды комнатных мух, комаров, мошек, слепней. Черёмуха оказалась сильно инсектицидным растением. Раненые листья её весной и летом в зависимости от состояния дерева, погоды и многих иных обстоятельств быстрее или медленнее, но убивают многих насекомых.

Инсектицидные свойства фитонцидов изучались и другими исследователями. Ими были найдены столь же губительные для насекомых листья ирги обыкновенной, сорбарии, эвкалиптов цитриодора, цинереа и шаровидного; плоды лимона, мандарина и апельсина; семена посевного пастернака, борщевика сибирского; иглы пихты; листья исполинской туи, западной и восточной, плюща обыкновенного, каштана конского.

Время гибели мух от летучих фитонцидов разных растений при одних и тех же условиях опытов неодинаково: оно колеблется от нескольких секунд до многих часов.