Картины смерти инфузорий под влиянием фитонцидов

Как и почему умирают под влиянием фитонцидов бактерии, простейшие и грибки? Вопрос этот не праздный, а очень важный для теории и практики медицины, ветеринарии и растениеводства.

Если наука знает, вследствие каких химических реакций и физических процессов данное вещество убивает тот или иной микроорганизм, это облегчает и борьбу с болезнями и подбор других веществ для борьбы с этим микроорганизмом (рис. 14). Химия начала успешно решать эти вопросы, хотя очень многое в них все еще неясно и спорно. Но оставим в стороне эти спорные вопросы химии и остановимся на более выясненных: какие изменения наступают в строении микробной клетки, какова картина смерти микробов?

Рис. 14. Больная луковица лука; она поражена бактерией каротоворум и другими микроорганизмами

По этому вопросу наука располагает обширным и интересным материалом. Здесь ученым помогло то обстоятельство, что помимо прекрасных современных микроскопов мы располагаем очень важным дополнительным способом исследования - киносъемкой. В зависимости от задачи исследования можно заснять научный фильм при различных увеличениях микроскопа и с разной скоростью. Можно растянуть во времени какое-либо явление или, наоборот, сократить его.

Наиболее ясные материалы о том, как умирают микроорганизмы, получены на протозоа.

Огромный интерес представляет тот факт, что под влиянием фитонцидов одного и того же растения разные виды простейших умирают по-разному.

Есть такая инфузория - стилонихия. Под влиянием летучих фитонцидов лука она распадается на мельчайшие зернышки и даже растворяется (рис. 15). Такое явление микробиологи называют лизисом. Тело инфузории "исчезает". То же происходит с инфузорией, называемой локсодес рострум. В течение 10-15 секунд все ее тело растворяется в окружающей жидкой среде!

Рис. 15. Начало умирания стилонихии под влиянием летучих фитонцидов лука. Справа заметно начало распада

В совершенно тех же условиях другая инфузория - спиростомум терес - под влиянием тех же фитонцидов распадается на зернышки, но растворения всего тела не происходит. Эту смерть мы называем зернистым распадом (рис. 16).

Рис. 16. Зернистый распад инфузорий спиростомум терес под влиянием летучих фитонцидов лука (слева - нормальная инфузория)

Некоторые простейшие под влиянием фитонцидов умирают, сохраняя свое строение, все свои основные структуры - ядро, реснички, благодаря которым происходит движение, и т. д. Более того, эти структуры становятся отчетливее - при умирании как бы закрепляется их строение. Микроорганизм умер, но он кажется нормальным. В таком состоянии микроб может находиться час, другой, третий и даже более суток. Затем уже начинает совершаться саморазложение - очень сложное химическое явление распада белков и других соединений. Примером такого явления может служить фиксация структур и последующий распад у инфузории, называемой опалиной, паразитирующей в кишечнике лягушки (рис. 17).

Рис. 17. Фиксация структур у опалины: 1 - нормальная инфузория; видно много одинаковых ядер и реснички, при помощи которых движется паразит; 2 - инфузория спустя сутки после ее смерти от летучих фитонцидов лука; все структуры (ядра, реснички и другие) стали еще более отчетливыми; 3 - начинающийся распад той же инфузории; реснички и ядра исчезают, на поверхности появляются пузыри

От чего же зависит форма умирания? Не получается ли различная картина смерти от одного и того же фитонцида в зависимости от количества действующих вредных веществ?

Нет, это предположение неправильно. Можно в одной висячей капле воды иметь одновременно стилонихию, спиростомум и опалину. Поднесем к этой капле кашицу из луковицы лука. Инфузории умрут по-разному: одна "исчезнет", другая распадется на зернышки, у третьей же закрепится на несколько часов ее строение.

Не менее интересно для теории и практики и то обстоятельство, что фитонциды разных растений вызывают у одного и того же вида инфузорий различные химические явления, приводящие к их смерти. Это и понятно. Фитонциды разных растений имеют очень своеобразный, отличающийся один от другого состав. Поэтому одни фитонциды могут подавить дыхание, другие - растворить поверхностные слои протоплазмы, третьи - изменить какие-либо важные для жизни составные части протоплазмы - ферменты и пр.

Смерть произойдет во всех случаях, но характер умирания, картина предсмертных явлений будут различны. Грубое подобие этого можно усмотреть и в умирании многоклеточных организмов и даже высших животных, у которых смерть может наступить от остановки дыхания, от разрыва крупных сосудов и по многим другим причинам. Сколь различно реагирует один и тот же организм на действие различных фитонцидов, можно видеть на рис. 18.

Рис. 18. Смерть трубача под влиянием фитонцидов: 1 - нормальный трубач; 2а, 2б - смерть трубача под влиянием летучих фитонцидов лука (последовательные стадии разрушения); 3 - смерть трубача под влиянием летучих фитонцидов кедровой сосны; 4 - смерть трубача под влиянием паров эфирного масла полыни; 5а, 5б - смерть трубача под влиянием летучих фитонцидов черной смородины

Мы сняли под микроскопом кинофильм о влиянии летучих фитонцидов лука на инфузорию стилонихию.

На рис. 19 представлены фотоснимки с отдельных последовательных картин.

Сначала начинает умирать передний конец инфузории, тот, которым она движется. Распад тела, начавшийся с переднего конца, быстро распространяется к заднему концу. По всей поверхности тела этой инфузории имеются реснички, благодаря движениям которых движется и вся инфузория. Интересно, что движение инфузории не прекращается до полного ее распада! На рис. 19 буквами бив обозначены снимки с тех кадри- ков фильма, когда от инфузории остаются лишь небольшие участки тела. Они продолжают двигаться даже более ускоренно, чем в норме.

Еще более удивительно явление, представляющее пока для науки загадку: инфузория почти полностью исчезает, лизируется. На рис. 19, г, который представляет один из заключительных кадриков кинофильма, видно, что от инфузории остались лишь небольшие количества мельчайших зернышек. Это скорее даже не частички тела инфузории, а различные нерастворимые включения в ее протоплазме.

Рис. 19. Последовательные этапы умирания стилонихии под влиянием летучих фитонцидов лука (фотоснимки с микрокинофильма)