Защитные яды растений

Миллионы лет складывались удивительные взаимоотношения в живой природе. В результате длительной эволюции растения постепенно совершенствовали оружие самозащиты, а насекомые "изобретали" новые средства нападения. Под натиском полчищ летающих и ползающих "обжор" облачились в крепкий панцирь листья и стебли, появились колючие волоски на различных органах растений. Арсенал химического оружия пополнялся ядовитыми и отпугивающими веществами, действующими на насекомых через рецепторы вкуса и обоняния.

Выдающийся русский ученый, лауреат Нобелевской премии И. И. Мечников рассматривал эти свойства растений как проявление приспособительных ответных реакций, которые возникли и развивались в процессе эволюции живой природы. Еще более 70 лет назад он высказал предположение: "Растения защищаются своими устойчивыми оболочками и выделениями". Однако прошло много лет, прежде чем ученые смогли выяснить механизм действия химической защиты растений и подтвердить правильность гипотезы великого биолога.

Характерная черта настоящего ученого - постоянный научный поиск. Рабочий день его не ограничивается временем, проведенным в лаборатории. Не только за микроскопом и приборами, но и в обыденной жизни пытливый ум научного работника постоянно подмечает явления природы, анализируя их и связывая с исследуемой проблемой. Ученый - не только подвижник науки, но прежде всего добрый, отзывчивый, простой в обращении человек, интересный собеседник, умеющий внимательно выслушать чужое мнение.

Всеми вышеперечисленными достоинствами обладал замечательный ученый-эмбриолог, лауреат Государственной премии СССР, Герой Социалистического Труда профессор Б. П. Токин - создатель фитонцидной теории.

Защитные яды растений

После многолетнего планомерного изучения летучих соединений высших растений он доказал, что многие из них способны выделять летучие вещества, обладающие антибиотическими свойствами. Эти вещества ученый назвал фитонцидами (fito - по-гречески "растение", cido - по латыни "убиваю").

Природа их действия разнообразна: они способны тормозить развитие и убивать бактерии, простейших и микроскопические грибы, отпугивать насекомых-вредителей.

Для примера приведем описание одного эксперимента, проведенного ученым. (Этот несложный опыт доступен для проверки и членам кружка юных биологов.) Измельченные листья или другие органы, например черемухи, помещают на дно стеклянной банки, в которую впускают несколько экземпляров комнатных мух, комаров, мошек. Летучие вещества убьют их в течение нескольких секунд. Однако не всегда. Порой насекомые гибнут в несколько десятков раз медленнее - не за 30 секунд, а в течение 3...5 минут. Можно убедиться, что фитонциды различных органов одного и того же растения обладают неодинаковой активностью. Так, летучие вещества из лепестков цветков черемухи оказались менее активными, чем из листьев. Близкородственные виды растений, различные сорта одного и того же вида также обладают различной активностью против шестиногих.

Время гибели этих мелких насекомых от фитонцидов разных растений при одних и тех же условиях опыта неодинакова. Но эффект всегда однозначен: насекомые гибнут от летучих выделений растений.

Известный советский ботаник Б. М. Козо-Полянский писал, что летучие вещества - это, образно говоря, первая линия обороны растений, соки - вторая. Фитонциды выделяются надземными частями растений в атмосферу, подземными - в почву. Однако фитонцидная активность растительных организмов неодинакова в разные периоды их жизни. Она самым тесным образом связана с развитием растения, сезонами и стадиями вегетации, а также с физиологическим состоянием растения.

Для примера присмотримся к деятельности жуков семейства короедов - наиболее опасных врагов хвойных деревьев. Эти насекомые никогда не нападают на здоровые деревья, даже механически поврежденные. Объект их атаки - больные, пораженные растения. Что же помогает жукам безошибочно отыскать в лесу ослабленные деревья, отличить их от здоровых?

Вот зашевелились булавовидные усики-"антенны" насекомого. Они уловили ничтожное количество "молекул бедствия", выделяемых ослабленным деревом. Теперь - вперед! Курс вредителю безошибочно указывает своеобразный запах хвойных. Усики короеда, эти уникальные "запаховые локаторы", точно определяют местонахождение цели.

Советскими, финскими и французскими учеными установлено, что в состав выделений хвойных деревьев, привлекающих вредителей, входит целый ряд соединений. Ими оказались фракции эфирных масел еловых и сосновых деревьев (альфа- и бета-пинены, камфен, лимонен).

Об интересном эксперименте сообщили участники совещания по фитонцидам, проходившего в Киеве в октябре 1979 г. Ученые поставили перед собой задачу - выяснить природу химических сигналов, которые определяют поведение и ориентацию насекомых при выборе растений для питания, продолжения рода и заселения. Изучались терпены, содержащиеся в хвое сосны обыкновенной, и их влияние на важнейших вредителей - звездчатого пилильщика-ткача, красно-голового, рыжего и обыкновенного соснового пилильщиков. Было установлено, что эти соединения отпугивают жуков от здоровых деревьев и привлекают их к поврежденным.

В мудрой и поэтической сказке "Маленький принц" французского писателя Антуана де Сент-Экзюпери один из героев восклицает: "Нет в мире совершенства!" К сожалению, то же можно сказать, разбирая взаимоотношения между насекомыми-вредителями и хвойными деревьями. Фитонциды могут защищать последних от одних вредителей и одновременно служить пищевыми аттрактантами для других.