Фитонциды - один из факторов иммунитета растений

Мы познакомились с рядом фактов. Огромное число исследований позволяет объяснить, почему в ходе эво-люции у растений появились фитонцидные свойства.

Предположение мы высказали в начале книги: фитонциды являются одним из важных факторов естественной невосприимчивости растений к заразным для них заболеваниям.

Это один из факторов их иммунитета. Слово это означает: освобождение от чего-либо. В данном случае - освобождение от болезнетворных микробов. Иммунитет - это целебные силы самого организма, невосприимчивость его к тем или иным заразным (инфекционным) болезням.

Науки об иммунитете человека, животных и растений начали развиваться со второй половины прошлого столетия. Многие таланты и гении - дети народов разных стран - способствовали развитию этих наук.

Без преувеличения и с большой гордостью за наш народ можно напомнить, что одним из ученых, основавших науку об иммунитете, был Илья Ильич Мечников. Сердце Мечникова перестало биться более полустолетия назад (1916 г.), а творчество великого натуралиста не стареет, и кажется, что он и сейчас участвует в той благороднейшей деятельности ученых, целью которой является здоровье людей, домашних животных и культурных растений.

Вместе со своим другом, выдающимся русским ученым А. О. Ковалевским, он создал науку о зародышевом развитии, рассматривающую это явление в свете эволюции. Он был одним из первых основателей новой науки - микробиологии. И. И. Мечников открыл явление фагоцитоза и создал учение о защитных свойствах организма животных. Одноклеточные организмы, вроде амебы, могут поглощать бактериальные и грибковые клетки и переваривать их или изменять или выбрасывать из своего тела (рис. 39 и 40).

Рис. 39. Борьба фагоцитов с бактериями (фагоцитоз): А - амеба с заглоченными микробами; Б - амеба среди бактерий: часть бактерий она фагоцитировала; В - лейкоциты с поглощенными микробами

Это явление оказалось свойственным и клеткам многоклеточных организмов: только по мере усложнения организации животных фагоцитами ("пожирателями бактерий") оказываются определенные клетки. Так, у млекопитающих животных и у человека, когда в ткани их тела внедряются бактерии и другие посторонние твердые тельца, фагоцитами становятся определенные клетки крови - лейкоциты и некоторые клетки соединительной ткани.

Рис. 40. Амеба, живущая среди бактерий; часть их поглощена: а - тело амебы, ее протоплазма; б - ядро амебы; в - вакуоль-пузырек, наполненный жидкостью; г - бактерии (рис. Мечникова)

Явление фагоцитоза играет огромную роль для организма человека и животных в борьбе с заразными болезнями. Нелегко было Мечникову в то время убедить врачей в пользе для человека лейкоцитов. Думали в то время: как хорошо, что в крови человека мало лейкоцитов, а то бы они, захватывая микробов, разносили их по всему организму. Эти драгоценнейшие клетки считались до Мечникова "злодеями".

Тяжелую многолетнюю борьбу пришлось выдержать Мечникову по вопросам воспаления. Мечников доказал, что воспаление является также защитным свойством.

Вонзается в тело животного или человека заноза или внедряется бактерия. Ткани организма как бы стремятся освободиться от чужеродного тела. Из мельчайших сосудов - капилляров выступают лейкоциты. Они фагоцитируют ("пожирают") бактерий и другие мельчайшие чужеродные тельца. При этом образуется гной, который состоит в значительной степени из фагоцитов и из умерших клеток. Размножаются лежащие поблизости от занозы клетки тканей, из них образуется уплотненный слой, окружающий занозу, вокруг нее создается капсула. Тем самым организм уже обособляет от здоровых тканей чужеродное внедрившееся тело. Все это и есть воспаление. Видимые картины воспаления известны всем по собственному опыту: покраснение воспаленного участка, припухлость, болезненность, может подняться температура.

Это - благодетельный процесс, защитное явление, один из факторов иммунитета.

Не надо удивляться тому, что врач нередко должен бороться с "излишеством" воспаления, могущего привести человека к смерти. Организмы животных и человека - очень хорошо работающие, но далеко не идеальные машины. Врачу нередко приходится и бороться с не в меру разбушевавшимися силами организма, основанными, однако, на полезных иммунологических свойствах его клеток и тканей. Мечников все это выяснил.

Ребенок переболел скарлатиной. Как правило, у него на всю жизнь вырабатывается невосприимчивость к этой болезни. Человеку привили оспу - ввели яд, содержащий вирусы, и у него надолго вырабатывается состояние невосприимчивости к натуральной оспе.

Ясно, что в ответ на введение чужеродных тел, в данном случае бактериальных телец, в тканях нашего организма возникают какие-то, скажем, противотела. Их так и называют в микробиологии - антитела, а бактерии, против которых вырабатывались эти антитела, называют антигенами.

Это наиважнейший фактор иммунитета у людей, у млекопитающих и у птиц. Малейшие количества белка - будь то белок бактерии или гриба, попавший в ткани организма (не через рот, а в кровь, под кожу и т. п.), - являются ядом и вызывают образование противоядия - противотел. Пусть это будет даже 0,00000005 грамма чужого белка! Все то, что известно под именем прививок, вакцин и сывороток, основано на научном понимании антигенов и антител.

И другие целебные силы имеют животные.

Таких "животных" свойств у растений нет: у них нет фагоцитарной деятельности клеток, нет явлений воспаления, не образуются антитела. А защищаться растениям от болезней приходится в условиях посадок и в условиях природы.

Болезни у растений возникают от внедрения в их клетки и ткани болезнетворных вирусов, бактерий или грибов. Микробы размножаются, могут выделять они и ядовитые для клеток растений вещества. Нормальная жизнь клеток и тканей нарушается, и растение может погибнуть.

Каждый крестьянин и любитель природы знает, что проявлений болезненных состояний у растений много, так как разные паразиты вызывают разные болезни: гниль, пятнистости, налеты, увядания, омертвения тканей, наросты и другое. Больше всего мешают нормальной жизни высших растений грибы. Немало также и бактерий - возбудителей болезней растений. В большинстве случаев они подвижны и не имеют спор.

Много хлопот доставляют человечеству болезнетворные бактерии, грибы, вирусы, вредные насекомые, клещи и другие организмы. Мировые потери зерна от болезней и вредителей измеряются огромной цифрой - 83 миллиона тонн в год! Фитофтора, болезни увядания, морщинистая мозаика и другие болезни картофеля ежегодно отнимают у людей 5-10 процентов урожая.

В 1884 году в пределах теперешней Молдавии была впервые обнаружена болезнь винограда - мильдью. Точно известно, что впоследствии за 71 год (до 1955 года) было таких 27 лет, когда этой болезнью уничтожалась половина урожая европейских сортов винограда.

Есть над чем мучиться и специалистам по болезням растений и по иммунитету растений - фитопатологам и иммунологам!

Научное наследие Мечникова также помогает и в деле борьбы с болезнями растений.

...Но вернемся к фитонцидам. Почему в ходе эволюции растений появились фитонцидные свойства? Фитонциды - важнейший фактор иммунитета растений, невосприимчивости их к заразным заболеваниям.

Любое растение в ходе своей жизнедеятельности в связи с обменом веществ выделяет фитонциды, помогающие ему бороться против бактерий, грибков и могущих оказаться для него вредными тех или иных многоклеточных организмов, например насекомых.

Фитонцидами, образно говоря, растение само себя обеззараживает, стерилизует.

Вокруг многих растений имеются, очевидно, в прямом смысле бактерицидная и противогрибковая зоны. Это, по прекрасному выражению Козо-Полянского, "первая линия обороны" растения. Вторая линия обороны - это нелетучие или малолетучие фракции.

На листьях любого растения - подорожника или березы, лука или дикого пиона - могут оказаться миллионы микроорганизмов, для которых ткани листьев с их белками, жирами, углеводами и минеральными веществами являются прекрасным питательным субстратом, но микроорганизмы "не находят" этого питательного субстрата. Их жизнедеятельность, несомненно, ослабляется или нацело прекращается под влиянием выделяющихся фитонцидов. Если, однако, ослабляются и тем более прекращаются процессы жизнедеятельности растения, а тем самым и продукция фитонцидов, те же клетки и ткани, которые выделяли бактерицидные вещества, оказываются прекрасным питательным субстратом для бактерий и грибов, которых они убивали до этого.

Мысль эта была высказана около сорока лет назад. Многочисленные исследования подтвердили правильность ее. Эта мысль и легла в основу современной теории иммунитета растений.

Это относится и к низшим растениям и к самим бактериям, которым в природе живется очень нелегко и у которых много врагов - бактерий других видов и иных микроорганизмов. Чтобы добыть себе пропитание, чтобы осваивать в виде питательных веществ протоплазму клеток своего хозяина (клеток листьев какого-либо растения или тканей, положим, легких или желудка человека), бактерия должна выделять во внешнюю среду вещества, изменяющие протоплазму этих чужих клеток.

Болезнетворные для человека и животных микробы могут выделять особые вещества - агрессины, мешающие фагоцитам заглатывать их; то же значение имеют образующиеся вокруг микробов капсулы (оболочки). Микробы выделяют особые вещества - токсины, отравляющие организм. Многие микробы страшны для человека и животных не своим количеством, а именно этими ужасными ядами. Один грамм токсинов столбняка, то есть веществ, выделенных микробами, вызывающими эту болезнь, убивает 20 000 000 мышей!

В процессе возникновения и эволюции болезнетворных бактерий и грибков происходила и происходит эволюция защитных сил животных и растений, их сопротивляемости, изменение их иммунитета. В природе все взаимосвязано. И микроорганизмам действительно нелегко живется в природе. Не случайно, а в результате долгой эволюции к определенным растениям и животным из огромного количества микроорганизмов оказались приспособленными лишь некоторые.

Мы приводили уже примеры для подтверждения этой мысли. Среди многочисленных разновидностей льна одни устойчивы, другие, наоборот, очень восприимчивы к грибку, называемому фузариум лини. Среди разных видов пшеницы имеется небольшое число относительно устойчивых к головне; разные сорта картофеля неодинаково восприимчивы к болезнетворному грибку фито-фторе.

Как и в мире животных, каждый вид растения имеет защитные приспособления, предохраняющие его от большинства встречающихся в природе микроорганизмов, и лишь очень немногие бактерии и грибки являются для него болезнетворными: только те, которые приспособились к паразитарному образу жизни у данного растения или животного. Все эти виды микроорганизмов - поздний результат эволюции. Если современная туберкулезная палочка вне организма обезьяны и человека жить не может, значит, ясно, что человеческая туберкулезная палочка в ее теперешнем виде развилась вместе с человеком.

Птичья туберкулезная бацилла не вызывает туберкулеза у человека. Бледная спирохета не может явиться возбудителем сифилиса у птиц. Болезнетворные для лука грибки и бактерии не являются патогенными для сосны.

Очень наглядным примером, подтверждающим правильность высказываемых мыслей, является организм человека. Казалось бы, многие тысячи микроорганизмов, целые полчища их должны быть болезнетворными для человека, так как клетки и ткани человеческого организма содержат для них великолепную пищу - белки, жиры, углеводы, минеральные вещества и воду. Между тем это не так. Наши клетки и ткани являются страшными врагами большинства микроорганизмов.

Интересные подсчеты, конечно приблизительные (ибо науке еще не все известно), сделал один ученый. Почти половина всех болезней человека вызывается паразитами. А много ли паразитов? Не более 250, включая всех вредных червей, насекомых, клещей. Существует только около 60 различных болезнетворных для человека бактерий, около 20 так называемых вирусов и около 50 грибков.

Между разными видами бактерий и грибков в почве, в воде, в кишечнике животного, на листе растения - везде имеет место не только сожительство, взаимопомощь, но чаще борьба, и борьба жестокая. Многие бактерии являются антагонистами. И многие грибки также являются врагами друг друга. Чем же могут они защищаться? Что они могут противопоставить суровым условиям в своей жизненной борьбе?

Бактерии и грибки не беззащитны. Им помогает нередко огромная быстрота размножения (через каждые полчаса), образование так называемых спор, переход микробов в такое состояние, в котором они очень стойки к вредным воздействиям, и многое другое.

Несомненно и то, что в жизненной борьбе микробов огромную роль играют выделяемые во внешнюю среду антибиотики, которых правильнее было бы также назвать фитонцидами. Таковы, как уже указывалось, химические вещества, выделяемые плесневым грибком, которые в обработанном виде представляют ценнейшее лекарственное средство - пенициллин, действующий вредно на другие грибки и бактерий.

Фитонциды, выделяемые во внешнюю среду бактериями и грибками, являются их химической защитой. Не надо только понимать это так, что выделяемые во внешнюю среду химические защитные вещества всегда обязательно убивают своих соседей - других бактерий или грибки. Мы убедились ранее, что и фитонциды высших растений могут не только убивать микроорганизмы, но и тормозить их рост и размножение, а иногда и способствовать жизни безвредных для данного растения микроорганизмов. С этой точки зрения многие явления в природе кажутся не делом случая, а получают объяснение. Вот одно очень интересное явление.

Внесем в почву большое количество каких-либо болезнетворных для человека микробов, например возбудителя тифа, холеры, дифтерии, дизентерии. Пройдет несколько дней, а в некоторых случаях только сутки, и огромное большинство этих бактерий погибнет в почве. Почему?

Ни у кого не возникает сомнений в том, что решающей причиной этого является наличие в почве антагонистов бактерий, которые выделяют во внешнюю среду вещества, могущие разрушать и другие бактерии и вирусы. Что это действительно так, подтверждается следующим наблюдением. Простерилизуем почву, то есть освободим ее от бактерий. Внесем теперь в нее брюшно-тифозных бактерий. Мы убедимся, что они будут хорошо сохраняться и долго жить. Если те же бактерии внести в почву нестерильную, в которой находятся различные бактерии, выделяющие во внешнюю среду антибиотические, фитонцидные, вещества, то внесенные в почву брюшнотифозные бактерии очень быстро погибнут.

Мы должны сделать существенную оговорку. Жизнь почвы очень сложна. Почва буквально кишит растительными и животными организмами. Причиной гибели одних микробов в почве и усиленного размножения других могут быть не только отношения дружбы и вражды, антагонизма между микробами, но и выделение в почву фитонцидов корнями растений. Вокруг корней каждого растения имеется свой богатый мир микробов. Микробы, полезные для растения, не только не убиваются фитонцидами, выделяемыми корнями, но их размножение под влиянием фитонцидов может даже усиливаться. Те же фитонциды оказывают губительное действие на другие виды микробов, могущих оказаться врагами растения. Что корни растений действительно выделяют в почву фитонциды, уже доказано точными опытами. Вот один из таких опытов.

Почва может оказаться зараженной спорами сибирской язвы. В. В. Архипов установил, что если в такую зараженную почву посадить клевер, ревень, вику, озимую пшеницу, рожь, чеснок или лук, то почва очищается от спор сибирской язвы.

Нельзя обманывать себя и считать, будто все ясно в таком опыте. Скорее всего, фитонциды, выделяющиеся из корней названных растений, непосредственно убивают очень стойкие споры сибирской язвы. А может быть, эти фитонциды помогают размножению таких бактерий, которые мешают жить спорам сибирской язвы. Но как бы ни толковать явление исчезновения спор при посадке некоторых растений, речь идет о фитонцидах. Приведем еще пример антагонистического, враждебного действия разных микробов друг к другу.

В. Г. Дроботько

Дерево грецкого ореха сильно повреждается грибком дотиорелла грегарис. Грецкий орех повреждается также бактерией псевдомонас югландис. Можно искусственно заразить названным грибком или бактерией ветви грецкого ореха, но если заражать смесью обоих микроорганизмов, то заражения не произойдет. Единственное объяснение этому - антагонизм названных грибков и бактерий.

Факты такого рода не единичны. Например, если клубника заражена грибком ботритис цинереа, то ее нельзя уже заразить грибком ризопус, хотя он также является виновником заболеваний клубники.

Заразим яблоки спорами грибка, который называется монилия фруктигена. Через 5-6 дней вырежем загнившую ткань и взвесим. В среднем у каждого яблока будет около 6,5 грамма загнившей ткани. Попробуем заразить яблоки той же партии таким же количеством спор другого грибка - ботритис алии. Через те же 5-6 дней мы не обнаружим гниения яблок. Заразим, наконец, яблоки той же партии спорами обоих грибков совместно. Заражение грибком монилия фруктигена произойдет, и через 5-6 дней, как и в первом опыте, мы заметим загнившую ткань. При взвешивании окажется в среднем всего около 1,5 грамма такой ткани в каждом яблоке. Совершенно очевидно, что грибок ботритис алии почти подавляет размножение грибка монилия фруктигена.

И. И. Мечников

Известно много других примеров такого же рода. Обнаруженный антагонизм плесневого грибка и некоторых бактерий привел к открытию пенициллина. Приятно сознавать, что русским ученым принадлежит выдающаяся роль в исследованиях фитонцидов низших растений и бактерий. Еще в 1872 году врачи Манассеин и Полотебнев изучали лечебное действие плесневого грибка, из которого впоследствии удалось выделить пенициллин.

Идейным отцом всех исследований по фитонцидам высших растений и бактерий можно считать И. И. Мечникова.

И. И. Мечников писал: "Растения защищаются своими устойчивыми оболочками и выделениями. Выделение клеточных соков у растений, следовательно, играет очень существенную роль, как средство защиты".

Мечников и Пастер открыли явление антагонизма в мире микробов, подавление одних бактерий другими. Мечников не только наблюдал эти явления, частным примером которых является выделение плесневыми грибками и бактериями пенициллиноподобных и грамицидиноподобных веществ, но и наметил очень большой план работы в этой новой области, до сих пор наукой еще не выполненный.

Участники VII Всесоюзного совещания по фитонцидам (Киев, июнь, 1973 г.). В первом ряду сидят (слева направо): Г. А. Тагиев (Баку), А. М. Гродзинский (Киев), В. П. Тульчинская (Одесса), Б. Е. Айзенман (Киев), Б. П. Токин (Ленинград), Д. Г. Затула (Киев), С. И. Зелепуха (Киев)

Он писал: "Перед наукой лежит еще обширное поле для новых исследований ...болезнетворные бактерии, попадая в организм, не обйзательно причиняют болезнь.

Среди так называемых носителей тифозных, холерных, дифтерийных и других бактерий есть немало лиц, не заболевших соответственными болезнями.

По всему нужно думать, что во внешней среде и в человеческом организме распространены микробы, оказывающие нам большую пользу в борьбе против заразных болезней".

С. И. Зелепуха

Мечников, в частности, думал, что бактерии, вызывающие молочнокислое брожение, могут играть полезную роль как антагонисты бактерий, населяющих толстые кишки человека. Он поэтому горячо рекомендовал всем есть простоквашу, содержащую большое количество бактерий. Кстати, простокваша действительно очень полезна, но необходимо ли подавлять деятельность бактерий, нормально населяющих кишечник человека, - неясно.

В наше время некоторые ученые считают нужным использовать в борьбе с дизентерийной палочкой постоянного и, как правило, безвредного жителя кишечного тракта - кишечную палочку. В частном случае великий ученый Мечников мог быть не прав. Весь же план работы по использованию явления антагонизма в мире микробов, мысль о благодетельных для человека микроорганизмах была талантливым предвидением, которое через полсотни лет направляет научную мысль нашего времени.

Ф. В. Хетагурова

Историю большой научной проблемы можно сравнить со многими тропинками, выходящими на широкую дорогу. Прежде чем эта дорога станет ровной, ученые исходят много дорожек и тропинок. Не всегда они приводят к большой дороге научной теории. Много гипотез гибнет, не будучи оправданными фактами. Светильником для ученых, занятых разработкой проблемы фитонцидов, были и остаются идеи Мечникова.

Ученые - медики и биологи - широким фронтом начали сознательно использовать в качестве целебных сил для человека целебные силы растений. Человек все более уверенно подчиняет себе природу, ее эволюцию.

Мы пытались с самого начала быть, как это подобает в науке, разумно осторожными и не поддаваться излишним увлечениям. Будем соблюдать это правило до конца и тотчас же предупредим всех читателей о наивности утверждения, будто у растений все вопросы невосприимчивости к болезням сводятся к фитонцидам. Даже у низших растений этого не может быть, а у высших, очень сложно устроенных организмов имеется много приспособлений, противодействующих врагам из мира микроорганизмов. Перечислим некоторые из бесспорно защитных приспособлений у растений. Фитонцидам принадлежит решающая роль в отражении нападений микроорганизмов, но ими не исчерпываются защитные возможности растений. В ходе эволюции выработались и иные способы препятствовать бактериям и грибкам использовать клетки растительных тканей в качестве пищи, различные способы обезвреживать вредные для растений яды (токсины), выделяемые микробами. Температура тканей растений непригодна для жизни многих микроорганизмов. Оборонную роль играет образование на поверхности растений кутикулы - сплошного слоя плотно соединенных между собой клеток. На кутикуле иногда имеется восковой налет. На одеревеневших частях растений и на корнях возникает пробковая ткань, в которой питательных материалов для микроорганизмов мало; к тому же пробка представляет и механическое препятствие для проникновения микроорганизмов внутрь. Все это неплохие барьеры против микробов.

Б. Е. Айзенман

При ранении растений помимо вспышки продукций целебных для растения фитонцидов могут образовываться барьеры против микробов в виде опробковевших клеток. А могут размножаться и такие растительные клетки, которые содержат особые химические вещества с фитонцидными свойствами - фенолы, антоцианы и др., обезвреживающие действие выделяемых микробами ядов - токсинов.

Приходя в соприкосновение с тканями растений, микробы выделяют вещества-ферменты, так изменяющие протоплазму растительных клеток, что она становится доступной для питания вредных микробов. Однако растения, как это выяснили советские ученые В. И. Палладии и К. Т. Сухоруков, изменяют своими веществами ферменты микробов, и они теряют свою активность. Такое свойство растений также является целебным, для них. Если же случилось несчастье для растения, если микробы повредили какой-либо его орган, то все растение может спастись и тем, что оно освобождается от этого ослабленного органа. У растений без ущерба для их жизни происходит опадение заболевших листьев, бутонов и завязей. У животных и у человека - увы! - это произойти не может, и лишь в крайнем случае хирург вынужден удалить какой-либо (далеко не всякий!) орган; организм после этого остается уже неполноценным, У животных более тесное взаимодействие органов, чем у растений, у них все связано между собой в единое целое нервной системой и кровью. У животных и человека какое-либо местное заболевание может вызвать сильные изменения во всем организме. Даже небольшой нарыв может вызвать повышение температуры всего тела.

Б. М. Козо-Полянский

Наука, наверное, обнаружит и другие свойства растений, дающие им возможность сопротивляться различным паразитам, но, повторяем, главным фактором их природного иммунитета являются, конечно, фитонциды.

Не случайно мысль специалистов по болезням растений идет преимущественно по "химической линии"; ищутся биохимические защитные свойства протоплазмы клеток, тканей и целых организмов. Вследствие особой организации растений у них нет тех защитных средств, какие имеются у животных и человека.

Как уже говорилось, И. И. Мечников открыл явление фагоцитоза. Есть и другие защитные свойства у животных.

Нужно думать, у растений эволюция защитных сил шла действительно преимущественно по линии биохимических приспособлений.

Вспомним чеснок. Летучие фитонциды и сок чеснока обладают, как мы уже убедились, исключительной способностью убивать различные микроорганизмы.

Сотрудники кафедры защиты растений Кишиневского сельскохозяйственного института. В центре профессор Д. Д. Вердеревский

Погибают от чеснока бактерии, не могущие жить без кислорода воздуха; погибают и бактерии, для которых кислород вреден; погибают бактерии, вызывающие гниение трупов животных и растений; чеснок убивает виновников самых различных заболеваний человека и животных: холеры, брюшного тифа, дифтерита, дизентерии и очень многих других.

В атмосфере летучих фитонцидов чеснока или в соприкосновении с его тканевым соком не могут жить микроскопические грибы, например плесневые. Бактерии - обитатели почвы - не могут сопротивляться фитонцидам чеснока.

Сотни ученых испробовали действие чеснока на микроорганизмы и пока не напали на такой микроб, который не убивался бы чесноком. Исключением явилась, как мы уже говорили, недавно открытая бактерия, названная чесночной. При ослабленной жизнедеятельности чеснока он может заболеть, если в тканях его окажутся чесночные бактерии.

Встает вопрос: какое значение для жизни растения - чеснока - имеют его удивительные свойства убивать самых различных микробов. Научная мысль и здравые рассуждения каждого человека заставляют думать, что иммунитет чеснока, то есть невосприимчивость чеснока к бактериальным и грибковым заболеваниям, объясняется прежде всего его изумительными фитонцидными свойствами.

А. Г. Филатова

В книге приводилось уже немало фактов, позволяющих утверждать, что у всех растений фитонциды играют большую роль в невосприимчивости к заразным заболеваниям.

Многие явления, на первый взгляд непонятные, можно объяснить, если встать на такую точку зрения.

Плоды цитрусовых - лимоны, апельсины и мандарины - разного возраста обладают разной фитонцидной силой.

Сок антоновских яблок обладает прекрасными свойствами убивать многих микробов, в том числе дизентерийную палочку и брюшнотифозную бактерию. Выяснено, однако, что яблоки разной спелости обладают весьма разными бактерицидными свойствами.

Специалисты по борьбе с дизентерией заинтересовались вопросом, когда лучше извлекать из яблок антоновки обыкновенный фитонцидный сок, убивающий дизентерийную палочку.

А. А. Заварзин

Стали изучать яблоки в ходе их созревания. Во всех опытах брали яблоки с одного дерева.

Что же оказалось?

Сок яблок, собранных 1 сентября, значительно лучше убивал дизентерийного микроба, чем сок яблок сбора 15 сентября.

Плоды черемухи в разные периоды созревания также обладают различной способностью убивать бактерий.

Что же общего во всех этих случаях мы имеем? Выяснено, что менее зрелые плоды обладают большей фитонцидной силой. Перезрелые плоды, наоборот, мало способны убивать микроорганизмы. Мы уже писали об этом. Напомним. Важно ли это для растений? Очень важно, чтобы завязь плода и созревающие плоды хорошо защищались своими фитонцидами от многочисленных врагов из мира микробов, особенно против плесневых грибков и гнилостных бактерий. Без этого размножение и продолжение данного вида растений было бы невозможно. Но вот плод созрел, он падает на землю. Из мякоти яблока или лимона должны освободиться сет мена, им нужно быть на земле. Освободиться они могут каким-либо механическим путем, например мякоть склюет птица. Но на подмогу могут прийти и гнилостные бактерии и плесневые грибы: под их влиянием произойдет распад мякоти. Ясно, что для созревшего плода, скажем яблока, мощные фитонцидные свойства скорее приносили бы вред, чем пользу. Для продолжения вида растения нужна ке мякоть созревшего плода, а семена, их устойчивость против различных заболеваний, их фитонцидные свойства.

А. Г. Савиных

Приведем еще пример. Кто наблюдал поучительное, достойное удивления явление прекрасного роста "гниющей" луковицы лука? Блестящее, словно из слоновой кости, новое растение прорастает, развивается, пробив, ваясь из гнилой трухи, из больных листьев луковицы! Только при наличии мощных фитонцидных свойств не погибает новое растение.

Много новых вопросов, важных для науки и практики, встает перед учеными. Так, очень важен вопрос, при каких состояниях растения ослабляется продукция фитонцидов и, значит, создаются условия, более благоприятные для болезнетворных микробов. Если растение заболело, продолжается ли продукция фитонцидов?

Ботаник В. Г. Граменицкая исследовала эти вопросы и обнаружила очень много интересного. Она искусственно заражала плоды лимона, апельсина, мандарина и луковицы лука различными болезнетворными бактериями. Затем в разные стадии развития болезни изучалось, ослабляется или усиливается продукция фитонцидов. Что же оказалось? В первые сутки после заражения, в начале болезни, у растения как бы мобилизуются все его фитонцидные свойства. В первый день ткани зараженного растения лучше убивают различных бактерий, чем ткани совершенно здорового растения. Но по мере развития болезни фитонцидные свойства тканей растения все более и более ослабляются и наконец сходят на нет. Выходит, что больное растение может выделять более мощные фитонциды.

А. Ф. Гаммерман

Требуется провести еще много опытов, чтобы все это понять глубоко, чтобы извлечь пользу для борьбы с болезнями растений. Однако, имея правильные представления о значении фитонцидов для жизни самого растения, можно уже и сейчас понять причины многих кажущихся на первый взгляд загадочными явлений.

Конечно, если в природных условиях, без вмешательства человека, то или иное растение заболевает и какая-либо бактерия или гриб начинает безнаказанно размножаться в тканях этого растения, значит, жизнедеятельность его сильно ослаблена, наверное, уменьшается и выработка фитонцидов.

Впрочем, требуется очень внимательно изучить, не повышается ли в начале болезни выделение фитонцидов и в этих условиях, при естественном заболевании растений.

Н. Г. Холодный

Если мы для наших опытов возьмем совершенно здоровое, полное жизни растение и будем пытаться разными способами сделать его больным, то, конечно, на первых порах обязательно оно сильнее начнет жить, а фитонцидов может вырабатываться больше.

Эти соображения относятся не только к растениям. Если заразное начало попадает в тело человека или если произойдет какое-либо ранение, многие стороны жизни нашего организма могут проявляться ярче: повышается температура тела, больше клеток-фагоцитов,

способных пожирать бактерий, окажется в "месте" болезни, начнут вырабатываться особые защитные вещества.

Нам становятся понятны результаты многих опытов, проведенных В. Г. Граменицкой.

Она ставила опыты не только с плодами лимона, апельсина и мандарина, но и со многими другими растениями. Изучала фитонцидную активность луковиц лука, зараженных бактерией каратоворум, болезнетворной для лука, изучала листья помидора, пораженного вирусами. Сравнивала выделение фитонцидов здоровыми листьями тополя и листьями, пораженными тлями и грибком, который вызывает чернь листьев. Узнала, какие листья производят больше фитонцидов - здоровые или листья, пораженные дубовой орехотворкой.

Во всех опытах обнаруживалось одно и то же явление: если заражать здоровое растение, то оно сначала отвечает более бурным образованием фитонцидов, а затем, в ходе развития болезни, эта способность затухает и наконец сводится на нет.

Сходные явления мы обнаруживаем и при ранении многих растений.

Подойдем к черемухе.

Не срывая листа, раним его иголкой - на нижней поверхности листа сделаем ссадины. Сорвем через сутки этот лист и здоровый лист с той же ветки и изучим, как убивают бактерий фитонциды раненого (вчера) и нераненого листьев.

Что же окажется?

В полтора-два раза сильнее убивают дизентерийную палочку фитонциды раненого растения. Нельзя сомне-ваться в том, что это - защитное приспособление у растений, выработавшееся в ходе эволюции.

Оказалось далее, что различные участки тканей, в за-висимости от удаленности их от пораженных мест, выделяют различной силы летучие фитонциды. Более мощные фитонциды выделяются участками, прилегающими к пораженному месту.

Все подробности подобных опытов очень интересны. Заразим луковицу лука бактерией каратоворум - уколем в каком-либо месте лист и введем в ранку бактерии. Дождемся сильного развития болезни.

Исследуем теперь летучие фитонциды мякоти листа, но ткани возьмем из различных участков луковицы - рядом с зараженным местом и из участков, удаленных от него. Возьмем кусочек (одну десятую грамма) полусгнившего участка листа из того места, где мы ввели болезнетворных бактерий. Посмотрим, выделяет ли этот кусочек летучие фитонциды, убивает ли он на расстоянии инфузорий.

Можно на некотором расстоянии от него держать даже 20 часов каплю воды с инфузориями, и они еще не будут убиты. Если взять такого же веса кусочек из того же листа, но из участков, удаленных от места заболевания, то в 35 секунд инфузории будут убиты. Здесь мы видим даже повышенную фитонцидную активность.

Многими учеными замечено, что здоровые ткани растений не содержат бактерий и являются недоступным питательным материалом для большинства бактерий.

Умертвим растительные ткани, и они сделаются достоянием тех же бактерий. Один ученый обратил внимание на то, что если корни люцерны повреждены морозом, то они поражаются теми микроорганизмами, которыми живая, неповрежденная люцерна не бывает поражена.

Особенно интересно, что различные патогенные для животных бактерии - бактерии сибирской язвы, тифозная палочка, золотистый стафилококк и др. - не способны проникать в растение. Но можно, конечно, ранить растение и ввести в него этих микробов. В этом случае вследствие каких-то химически неблагоприятных условий бактерии или погибают, или, оставаясь живыми, не размножаются.

Вводили по 10 миллиграммов культуры туберкулезной палочки человеческого и бычьего типов в стебли и плоды живых растений. Палочки подвергались распаду, а оставшиеся живыми становились менее "злыми", менее вирулентными. Такой опыт был поставлен, между прочим, с зелеными плодами растущего баклажана. Туберкулезные палочки оказывались через 1-2 месяца растворенными и убитыми. В луковицах лука и чеснока этой палочке живется также плохо. Все новые и новые факты о значении фитонцидов для жизни растений обнаруживаются учеными.

Расскажем о прекрасном исследовании сибирского ботаника профессора Томского университета Надежды Николаевны Карташовой. В нашей лаборатории давно установили, что цветы многих растений, лепестки венчика, обладают фитонцидными свойствами" Может быть, этого уже достаточно для защиты таких важных органов, как тычинки и пестики, без которых невозможно размножение растений. Но я не догадывался, что цветок гораздо более интересен для ученых, изучающих фитонциды. Карташова заинтересовалась нектарниками цветов, которые привлекали внимание еще великого Чарлза Дарвина.

В глубине цветков располагаются в виде мелких ямок, бугорков, подушечек, рожков и в другом виде особые железы, выделяющие специальные жидкие и полужидкие сахаристые вещества. Пчелы, бабочки, осы, шмели, мухи, муравьи посещают цветы, лакомятся нектаром, но, чтобы достать его, насекомое должно проникнуть во внутренние части цветка, при этом они неизбежно вымазываются липкой пыльцой, а затем, летая от цветка к цветку, собирая по капелькам нектар, бессознательно вымазывают принесенной пыльцой рыльце пестика, что и обеспечивает оплодотворение растений. Об этой большой роли нектарников знает каждый школьник.

Но оказалось, что нектарники и нектар имеют и другое важное значение, являясь одной из "линий обороны" растения от окружающих его врагов - микробов. Карташова обратила внимание на тот общепризнанный в настоящее время факт, что мед пчел обладает противомикробными целебными свойствами. Чем же обусловлены эти свойства? Можно думать, химическим составом нектара или веществами, которые может ввести пчела в состав нектара при его сборе, а скорее всего - и тем и другим. Вполне логично напрашивалась мысль о фитонцидных свойствах нектара и нектарников. Карташова со студентами Ферри и Перминовой изучала с этой точки зрения 16 видов растений. Здесь были и лютики, и розы, и примулы, и орхидеи, и многие другие растения.

Смешаем каплю нектара с каплей воды, содержащей одноклеточные организмы. Они погибают иногда поразительно быстро: от нектара растения, называемого эритрина криста, инфузории погибают почти мгновенно; нектар льнянки (линария вульгарис) вызывает их смерть через одну-полторы минуты, нектар черной смородины - через пять минут. Не менее действенны и летучие фитонциды нектара. В нескольких случаях уже через две минуты летучие фитонциды нектара и нектарников убивают на расстоянии микроорганизмы. Изучено и бактерицидное действие нектара и нектарников, особенно в отношении стойких, приспособленных ко многим вредным влияниям внешней среды бактерий - в отношении кишечной палочки, живущей в кишечном тракте животных и человека, а также в отношении другого микроба - бациллы микоидес.

Нельзя назвать удачным такой выбор бактерий для испытания фитонцидов нектара и нектарников: лучше было бы взять для опытов бактерий распространенных в обычных условиях жизни растений, не боясь упреков критиков в том, что многие из этих бактерий гораздо менее стойки, чем кишечная палочка. Тем более убедительны опыты Карташовой: нектар и нектарники многих растений убивают и кишечную палочку и бациллу микоидес.

Почему в ходе эволюции растений выработались такие свойства? Нельзя сомневаться в выводах Карташовой: фитонцидные свойства нектара и нектарников один из многих факторов естественного иммунитета, предохраняющего органы размножения от бактериальных и грибковых зараз; это одна из "линий обороны" растения. Многие явления говорят в пользу этого важного вывода. Самая сильная фитонцидная активность обнаружена у цветов черной смородины до опыления и оплодотворения; после опыления она начинает падать; это происходит, когда начинает разрастаться завязь и формироваться оболочка плода, а одновременно с этим формируются и новые защитные силы, значит, и надобность в фитонцидах нектара и нектарников отпадает.

Расскажем словами Карташовой еще об одном факте: "Особенно хорошо можно проследить за изменением фитонцидных свойств нектарников персика по мере их старения. В молодых, еще небольших бутонах персика нектарник имеет зеленый цвет. По мере роста бутона и приближения момента раскрывания цветка окраска нектарника меняется, становясь последовательно желто-зеленой, затем желтой и бледно-оранжевой. В бутоне, готовом раскрыться, нектарники ярко-оранжевого цвета. Но в этой фазе нектарник еще не вполне сформирован физиологически и не способен выделять нектар. Однако фитонцидные свойства он уже приобрел, и его летучие фитонциды вызывают гибель инфузорий через 20-22 минуты после начала опыта.

В бутоне, начавшем распускаться, нектарник сохраняет ярко-оранжевую окраску и начинает выделять нектар; фитонцидная активность нектарника при этом возрастает - уже через 7 минут инфузории замедляют движение и спустя 17 минут гибнут. В раскрытом цветке с еще не пылящими пыльниками, но энергично функционирующими нектарниками фитонцидность последних начинает падать, и инфузории погибают через более про-должительное время (35-38 минут). Когда же тычинки начинают пылить, а нектарник утрачивает яркость окраски, этот срок возрастает до 45-60 минут. В цветке, близком к увяданию, когда пыльники отпылили, нектарник бледнеет и перестает продуцировать нектар. Это совпадает с понижением фитонцидных свойств, и под действием таких нектарников гибель инфузорий можно обнаружить только через 2 часа, хотя первые признаки отравления мы замечаем на 20-й минуте"¹.

¹ (Карташова Н. Н. Антибиотические свойства отдельных частей цветка некоторых растений. - В кн.: "Фитонциды, их роль в природе".)

Изменение фитонцидных свойств нектарников в связи с возрастом, по-видимому, общее явление. Молодые цветы яблони, только что открывшиеся, с нелопнувшими тычинками, обладают самой высокой фитонцидной активностью. В это время цветы яблони обладают и наиболее сильным ароматом. Но вот еще сделан один шаг в развитии цветка яблони, начинают уже пылить тычинки, и фитонцидные свойства нектарников становятся раза в два слабее. То же можно обнаружить, изучая защитную силу нектарников молодых и старых цветов юстиции, шлемника и дикого хмеля.

Каково значение этого явления?

Только что открывшиеся цветы обладают более нежным строением всех частей, в том числе и завязей, а следовательно, они в большей степени нуждаются в защите. Фитонциды и выполняют эту роль.

Что бы ни принесли нового дальнейшие исследования, совершенно ясно, что нектар играет разнообразную роль. Еще Дарвин думал, что роль нектара нельзя сводить к функции привлечения насекомых. В 1970 году Н. Н. Карташова и С. И. Цыпленок показали, например, что летучие вещества нектара оказывают влияние на количество прорастающих пыльцевых зерен и на сам процесс прорастания.