Много неразгаданного в химии фитонцидов. Одни растения при умирании постепенно теряют свои фитонцидные свойства, другие длительный период сохраняют их. Достойно удивления загадочное явление исключительной «живучести после смерти» некоторых деревьев. Лиственница живёт 400—500 лет, а после смерти древесина её сохраняется сотни и даже тысячи лет. В Государственном Эрмитаже в Ленинграде хранятся срубы могильных склепов, колесницы с колёсами, сплетёнными из корней лиственницы. Эти изделия пролежали более 25 000 лет, и бактерии и грибы не тронули их. Почему? Не примешаны ли к этому загадочному явлению фитонциды?
Не будем более углубляться в область химии. Может случиться, что у отдельных растений в составе фитонцидов имеются вещества, не известные ещё химии. Так думают, например, о некоторых составных частях фитонцидов чеснока. Впрочем, не станем заниматься излишними пророчествами: надо терпеливо ждать результатов исследований и проникнуться уважением к труду химиков, который нередко бывает героическим. Пусть нетерпеливые люди, требующие быстрого ответа о химическом составе фитонцидов, знают, что химический состав растений подчас крайне сложен. История науки показывает, что потребовались многие годы, даже десятилетия, для определения, и то неполного, химического состава эфирного масла некоторых растений. Химики, исследуя фитонциды, сделают много полезного для медицины, ветеринарии и сельского хозяйства.
Перед началом этой главы мы вспомнили замечательные слова великого естествоиспытателя Ивана Петровича Павлова: «Факты — это воздух учёного». Они звучат как заповедь для нынешнего и всех будущих поколений учёных. Можно быть совершенно спокойными и автору книги, и читателю за точность и обилие полученных многими исследователями фактов в области фитонцидов. Мысль читателя может спешить получить ответы на возникшие вопросы, связанные с пониманием роли фитонцидов в природе, со значением открытия фитонцидов для науки, медицины, промышленности. На некоторые из этих вопросов мы будем пытаться дать ответ уже скоро, но центральный биологический вопрос — о значении фитонцидов для жизни самих растений — мы обстоятельно обсудим лишь в конце книги, когда будем располагать гораздо большим количеством фактов о свойствах фитонцидов, чем располагаем сейчас.
Забежим вперёд и предварительно выскажем одно очень ответственное предположение о том, почему фитонцидные свойства появились в ходе эволюции растений и какова их роль в природе.
Любое растение, будь то плесневый грибок или берёза, бактерия или дуб, в ходе своей жизнедеятельности вырабатывает фитонциды, помогающие ему наряду с иными многочисленными приспособлениями бороться против бактерий, грибков и могущих оказаться для него вредными тех или иных многоклеточных организмов. Фитонцидами, образно говоря, растение само себя стерилизует.
Таким образом, под фитонцидами мы условимся понимать вещества растений разнообразной химической природы, обладающие свойствами тормозить развитие или убивать бактерии, простейшие, грибы и те или иные многоклеточные организмы; фитонциды имеют важное значение в предохранении растений от заболеваний, то есть играют важную роль в естественной невосприимчивости растений к заразным заболеваниям.
Продукция фитонцидов неотделима от жизни растения в целом
Фитонциды — целебные вещества для самих растений. Об ном много говорится в книге. Означает ли это, что фитонциды являются веществами, предназначенными только для защиты растений? Наука вправе ответить уже в настоящее время с большой достоверностью: нет, не может быть, чтобы фитонциды у большинства растений оказались веществами, не могущими играть никакой другой роли в жизни растения, кроме защиты его от вредных организмов. Вообще у животных и растительных организмов трудно найти такие выработавшиеся в ходе эволюции структуры и функции, которые имели какое- либо единственное значение.
Поясним это примерами. Белок куриного яйца во время развития цыплёнка участвует в построении клеток зародыша, он же своими антибиотическими свойствами помогает эмбриону противодействовать возможной заразе — микробам и грибкам; белок имеет и серьёзное механическое защитное значение для желтка — собственно зародыша.
Пример второй — лейкоциты крови человека. Являясь составной частью крови, они выполняют многообразные отправления в здоровым, нормальном организме. Но вот в организм внедрились микробы — заразное начало. Лейкоциты благодаря своим ложноножкам (псевдоподиям) выходят из стенок мельчайших сосудов в районе воспаления, в месте внедрения микробов. Теперь они выполняют роль пожирателей микробов, то есть роль фагоцитов.
И фитонциды растений, каков бы ни был их химический состав, не обязательно должны быть лишь защитными веществами. Они ими служат при ранении растения, при действии вредных для него веществ, выделяемых бактериями, при повреждении насекомыми и т.д. Но они же могут играть в нормальном, здоровом организме растения какую-либо иную, даже многообразную роль, составляя часть протоплазмы клеток или межклеточных веществ. Они могут, например, участвовать в обмене веществ; выделения больших количеств летучих органических веществ могут способствовать, наверное, уменьшению или усилению теплоотдачи, притоку кислорода и т.д.
Мы ещё многого не знаем. Одно ясно — продукция фитонцидов неотделима от жизни растений в целом.
Как правило, энергичные протистоцидные летучие вещества обнаруживаются в течение очень непродолжительного времени после того, как растение сорвано и из него приготовлена кашица. Нередко уже в первые минуты, а иногда и секунды, растительная кашица расходует основные порции летучих фитонцидов. В соответствующих опытах приходится следовать совету: «лови момент». Кашица лука дольше, чем кашица многих других растений, сохраняет способность выделять летучие бактерицидные вещества, но и в этом случае в первые же полчаса испаряется большая их часть.
Однако есть удивительные, ещё не подвергавшиеся химическому научному анализу исключения из такого правила. Приготовленная на тёрке кашица из корней дикого пиона (марьина корня), даже простояв на воздухе в продолжение трёх суток, выделяет летучие фитонциды, от воздействия которых протозоа погибают через 3 минуты. Ещё более поразителен чеснок. Это какой-то неисчерпаемый источник летучих фитонцидных веществ. Приготовленная из его луковицы кашица, простояв в блюдце на воздухе в обычной жилой комнате 100—200 часов и более и подсохнув, после добавления в неё небольшого количества воды вновь начинает выделять мощные летучие фитонциды. Конечно, когда станет ясна химическая картина всех процессов, происходящих при выделении фитонцидов, это явление будет выглядеть не так интригующе. Может оказаться, что ничтожных, микроскопических количеств, всего нескольких молекул фитонцида достаточно, чтобы у бактериальной или протозойной клетки нарушить какую-либо существенную функцию, повредить, например, механизм дыхания.
При исследовании фитонцидных свойств некоторых растений можно особенно не торопиться, и наш рабочий девиз «лови момент» не всегда необходим. И всё же в большинстве случаев и опытах с летучими фракциями фитонцидов нельзя быть медлительным. Пример из жизни нашей лаборатории подтверждает это.
С одного дерева черёмухи, с одной и той же ветки, были сорваны листья. Несколько исследователей условились проделать один и тот же опыт. Каждый взял три листа, измельчил их на тёрке, полученную кашицу поместил на дно большой пробирки, впустил в пробирку комнатных мух и закрыл её ватой. Нам уже известно, что в таких условиях мухи умирают от летучих фитонцидов черёмухи. Оказалось, что в зависимости от скорости и степени измельчения материала, а также от быстроты постановки опыта у разных исследователей получались весьма отличающиеся результаты: мухи гибли то в течение 5—30 секунд, то в течение 3—5 минут, то есть примерно в 50 раз медленнее.
Выделение фитонцидов различными органами одного и того же растения неодинаково. Лепестки цветов черёмухи менее фитонцидны, чем листья. Луковица лука в 2—3 раза протистоциднее, нежели листья (перо). Летучие фитонциды луковицы чеснока убивают в течение 6—7 минут подвижные споры грибка, вызывающего болезнь картофеля — фитофтору, фитонциды зелёных листьев чеснока — только после 35-минутного воздействия, фитонциды корня — через 20 минут.