Целебные яды растений
Шрифт:
Неразбавленным и разбавленным соком тыквы, арбуза и дыни обмывали половинки листьев, поражённых мучнистой росой, в то время как вторые половинки каждого листа обмывали чистой водой и они служили контролем в опыте. На рисунке хорошо видно, что фитонциды сока тыквы не убивают гриб, который приспособлен к тыкве, а фитонциды соков других тыквенных для него смертоносны.
Рис.38. Сравнительное фитонцидное действие клеточных соков тыквы и арбуза на грибницу возбудителя мучнистой росы тыквы гриба эризифе цихорацеарум.
а — правая половина листа обмыта клеточным соком арбуза,
Мне хочется выразить здесь своё восхищение выдающейся деятельностью замечательного учёного Д.Д. Вердеревского и всей его школы. Как это часто бывало в истории науки, необычные, подлинно новаторские идеи Вердеревского об иммунитете растений, смелые, оригинальные предложения о защите растений были встречены пессимистически и не раз подвергались нападкам.
Нелегко пришлось школе Вердеревского бороться за свою теорию иммунитета растений, но она победила. Давно бы надо записать для научной молодёжи поучительную, полную романтики историю школы Вердеревского!
Об исследованиях школы Л.В. Метлицкого
В настоящее время трудно найти в какой-либо стране специалиста по болезням растений, который отрицал бы значение фитонцидов в иммунитете растений. Однако далеко не всегда иностранные да и советские учёные называют целебные вещества растений фитонцидами, предпочитая употреблять заимствованное из медицины понятие «антибиотик». Но от этого суть дела не меняется.
Об одном термине, употребляемом вместо обоснованного советской наукой слова «фитонциды», следует сказать особо. Это термин «фитоалексины», возникший в науке после того, как в 1940 году немецкие учёные К.О. Мюллер и X.Бергер обнаружили в своих опытах, что при заражении части поверхности разрезанного клубня картофеля одной расой грибка фитофторы резко угнетается развитие грибка и другой расы, если им заразить ткани, находящиеся рядом с первым участком. Значит, решили учёные, при внедрении заразного начала клетки и ткани растений синтезируют антимикробиальные вещества, которые они и назвали фитоалексинами («фитон» — растение, «алексо» — защищаю).
В разных странах проведено огромное число исследований о фитоалексинах. В нашей стране имеется превосходный центр научных исследований в этой области знания — лаборатория иммунитета растений в Институте биохимии имени А.Н. Баха Академии наук СССР. Лабораторией руководит профессор Лев Владимирович Метлицкий. Многое можно рассказать об этой замечательной лаборатории, однако потребовались бы обширные разъяснения по очень специальным вопросам биологической химии. Ограничимся кратким изложением некоторых мыслей и открытий.
Доказано, что в ответ на внедрение болезнетворных микроорганизмов в районе поражения ими клеток и в соседних с поражёнными клетках образуются защитники растения — фитоалексины. Они быстро накапливаются и останавливают распространение болезнетворного микроорганизма. Изучена химическая природа уже более пятнадцати фитоалексинов. Особенно с большим успехом изучены в лаборатории Метлицкого фитоалексины картофеля, возникающие при внедрении в его ткани фитофторного грибка.
У каждого вида растений имеются свои фитоалексины. При внедрении инфекции образуется не один фитоалексин, а сразу несколько, разного химического строения. Так, при внедрении в ткани картофеля фитофторного грибка появляются открытые и изученные лабораторией Метлицкого фитоалексин, названный любимином, и другой, названный ришитином; вероятно, возникают и иные. Это даёт возможность растению защищаться не только от одного какого-либо патогенного микроорганизма, но и от самых разнообразных. Вероятно, что из десятков тысяч паразитических грибков лишь немногие приспособились к данному виду растения, стали болезнетворными для него[12].
Читателю ясно, конечно, что термин «фитоалексины» не должен противопоставляться термину «фитонциды» и рассматриваться как нечто принципиально иное. Читатель помнит, что исследователи фитонцидов обнаружили вспышку продуцирования фитонцидов при ранении растений, а «ранение» происходит не только при грубом механическом повреждении тканей, но и при внедрении в ткани растений микроорганизмов. Вспомним, например, опыты В.Г. Граменицкой: если заражать здоровое растение — луковицы лука бактерией каратоворум, или листья помидора вирусом, или листья тополя грибком, — растение отвечает на это бурным образованием фитонцидов. В полтора-два раза быстрее убиваются дизентерийные палочки фитонцидами раненого листа черёмухи.
Совершенно очевидно, что никакой принципиальной разницы между фитонцидами и фитоалексинами нет. Фитоалексины — разновидность фитонцидов. Этим нисколько не опорочиваются превосходные исследования по фитоалексинам. Более того, их надо приветствовать, особенно если ботаникам вместе с химиками удаётся выделять в химически чистом виде фитоалексины, являющиеся, вероятно, одним из компонентов фитонцидного комплекса веществ, названного ботаником Б.М. Козо-Полянским «первой линией обороны» растения. Так выделены защитные вещества из тканей батата, клубней орхидеи, корней моркови, гороха, красного клевера и других растений.
Все эти данные о фитоалексинах умножают богатство фактов о фитонцидах. Сделаем, однако, оговорку: ещё много неясных вопросов предстоит разрешить исследователям фитонцидов и фитоалексинов.
Читатель уже знает, что при ранении растений может происходить продуцирование летучих фракций фитонцидов, имеющих очень короткую «химическую жизнь», — уже в первые секунды выделившиеся вещества могут изменяться, например, под влиянием кислорода воздуха. Возникла сложная химическая задача: выяснить состав таких короткоживущих фитонцидов в особых условиях, например не допуская соприкосновения их с атмосферным кислородом. Но эти опыты нужны, так как, наверное, окажется, что и короткоживущие эфемерные химические вещества могут играть большую роль в защите растений.
Сколько доказательств серьёзности такой гипотезы можно привести! Сколь, например, велико действие на организмы ничтожно малых количеств витаминов, гормонов и других изученных биологами веществ.
Особенно наглядным примером являются так называемые простагландины. Эти вещества вырабатываются у человека в лёгких, почках, коже, половых и других органах. Выясняется их значение в жизни организма в связи с деятельностью нервной системы и желёз внутренней секреции. Вещества эти образуются в организме в ничтожных количествах — в миллионных долях грамма — и, по-видимому, только тогда, когда в них возникает жизненная необходимость. Живут такие вещества лишь несколько секунд!