Свойства фитонцидов и их роль в природе

Представим себе такую картину. Разбушевавшимся ураганом выворотило с корнем старую сосну. Падая на землю, она поломала немало ветвей своих соседей, ободрала кусок коры со ствола стоящей рядом березы. А сколько листьев пострадало в этой лесной катастрофе? В покровных тканях растений образовались многочисленные ворота для инфекции. Она тут как тут: носится в вихрях бури, врывается в открытые двери, переступает порог и... гибнет у самого стола с яствами. В чем причина такого явления, ведь в растительных соках нет ни лейкоцитов, ни антител?

Очевидно, механизм защитных сил растительных организмов несколько иной, но не менее эффективный, чем у животных. Ученые ставили такие опыты. Брали возбудителей самых опасных инфекционных заболеваний — сибирской язвы, тифа, туберкулеза — и вводили в ткани растений. Как правило, через некоторое время бактерии погибали и распадались. Их убивали особые выделения растений — фитонциды.

Как рассказывает Б. П. Токин, мысль о губительном воздействии растений на патогенные бактерии возникла у него при посещении весной 1932 г. старого базара в Ташкенте. Здесь ему пришлось наблюдать, как повара в грязных халатах на глазах у публики готовили пирожки с мясом. Можно было только удивляться, как эти кулинарные изделия, приготовленные в антисанитарных условиях, не становились источниками инфекций. Тысячи людей употребляли их в пищу, но, по-видимому, всё обходилось благополучно. Ученый обратил внимание на то, что в мясной фарш ловкие повара щедро добавляли пряные растения. Сопоставив это обстоятельство с открытым им фактом — бактерицидным действием кашицы лука, Токин задался целью выяснить, не играют ли добавляемые к мясному фаршу лук, перец, чеснок и другие растительные приправы роль дезинфицирующих средств.

Любая гипотеза прежде, чем стать научным фактом, требует проверки опытом, подтверждения. Этим и занялся молодой ученый. В лабораторных опытах от кашицы из лука и чеснока погибали любые виды патогенных бактерий. Но, может быть, бактерицидные свойства присущи лишь узкому кругу растений, а большинство представителей флоры такой способностью не обладают? Это очень важный вопрос как в теоретическом, так и в практическом отношениях. Уже в самом начале своих исследований Токин пришел к выводу, что губительное действие на микробов оказывают какие-то летучие вещества, выделяемые растениями. Он назвал их фитонцидами.

Чтобы познакомиться с некоторыми характерными свойствами фитонцидов, можно проделать следующий опыт. Возьмем стеклянную банку с плотно пригнанной резиновой пробкой, через которую проходит стеклянная трубка. Соединим банку короткой резиновой трубкой со стеклянным колпаком или перевернутым стеклянным цилиндром так, чтобы полости обоих сосудов сообщались между собой. Нанесем на предметное стекло каплю настоя сена и рассмотрим ее под микроскопом. В поле зрения видны снующие во все стороны инфузории. На них-то мы и будем изучать свойства фитонцидов. Накроем каплю с инфузориями стеклянным колпаком или цилиндром, а в стеклянную банку положим только что сорванные целые листья черемухи.

Закроем банку с листьями пробкой и соединим резиновой трубкой полости стеклянного колпака и банки. Время от времени будем помещать каплю с инфузориями под микроскоп и отмечать изменения в поведении инфузорий. Понаблюдаем за инфузориями через 10, 20 и 30 мин. после начала опыта: они будут так же оживленно двигаться, как и до начала опыта. Инфузории не изменят своего поведения и через несколько часов, до тех пор пока не высохнет капля воды. Теперь несколько видоизменим условия опыта: все оставим по-прежнему, но вместо целых листьев черемухи положим в банку мелко измельченные листья, сорванные с того же дерева. Уже через несколько минут после начала опытов скорость движения инфузорий заметно уменьшается, минут через 20—30, а может быть, и раньше (в зависимости от количества помещенной в банку растительной массы) инфузории останавливаются, погибают.

Из проделанных опытов можно сделать следующие выводы. Листья черемухи выделяют летучие вещества, которые, распространяясь вокруг, а в нашем опыте проходя по резиновой трубке в полость стеклянного колпака или цилиндра, убивают инфузорий. Летучие фитонциды черемухи убивают даже крыс. Так было установлено, что способностью выделять летучие вещества обладают только измельченные, но не целые листья черемухи.

Теперь в стеклянную банку вместо листьев черемухи поместим кашицу из лука или чеснока. Выделяемые ими фитонциды также быстро расправятся с инфузориями. Если под колпак поместить питательную среду с посеянными на ней бактериями, то и их постигнет участь инфузорий.

Удлиним соединительную трубку вдвое или втрое и посмотрим, отразится ли такое изменение конструкции прибора на результатах опытов. По движению инфузорий можно заключить, что фитонциды их больше не беспокоят. Значит ли это, что летучие вещества, выделяемые луковой кашицей, не могут преодолеть удлинившийся путь между двумя сосудами? Нет, они не могут остановиться на полпути, а в силу законов диффузии обязательно проникнут под колпак с инфузориями. Остается предположить, что фитонциды, достигающие колпака, в результате длительного пребывания в атмосфере изменяются и утрачивают свои бактерицидные свойства. Подобное явление наблюдается и в опытах с фитонцидами других растений, что свидетельствует о большой реакционной способности этих веществ, в частности о способности их легко вступать в соединение с кислородом воздуха — окисляться.

Далее >> Химическая природа фитонцидов