Итак, небольшие кусочки кожуры лимона, апельсина или мандарина весом в миллиграмм или доли его убивают на расстоянии простейших, а целый стакан только что выжатого из мякоти сока тех же плодов не оказывает на них на расстоянии смертельного действия.
Возьмём теперь каплю сока мякоти лимона, апельсина или мандарина, соединим её с каплей сенного отвара с инфузориями. Смерть простейших наступит моментально, в первые доли секунды!
Доказано, что и листья цитрусовых обладают очень мощными летучими фитонцидами и фитонцидными тканевыми соками.
Таким образом, мысль выдающегося советского ботаника Б.М. Козо-Полянского, которую мы привели в начале этой главы, подтверждается опытами с плодами цитрусовых и с другими растениями. У растительных организмов имеется, если можно так выразиться, две «линии обороны»: поверхностный: слой оболочки плода обладает мощными фитонцидными свойствами — это первая «линия обороны»; не менее мощны и фитонцидные свойства мякоти плода — вторая «линия», — но они обнаруживаются в отношении протозоа лишь при непосредственном соприкосновении с тканевыми соками.
Из воздуха, от птиц и насекомых, да и другими путями на поверхность растущих и созревающих плодов цитрусовых попадают те или иные микроорганизмы. Их размножение неизбежно будет тормозиться вследствие выделения цедрой летучих фитонцидов. Но теми же птицами, насекомыми, ветром плод может быть ранен, и микроорганизмы не только окажутся на кожуре, но и проникнут внутрь. И здесь они встретят вторую, не менее мощную «линию обороны» фитонцидов плодовой мякоти. Очень важно, какой стадии роста и созревания берутся плоды, для опыта. Накопление и выделение фитонцидов самым близким образом связаны со всей жизнью растения. Менее зрелые плоды более протистоцидны.
Та же закономерность отмечена и в отношении витамина С. Если в завязи плода имеется 83 миллиграмма витамина, то в таком же количестве (по весу) незрелых плодов — 68, в зрелых крупных плодах — 67, а в перезрелых — всего 36 миллиграммов. Связано ли это как-либо с продуцированием фитонцидов — неизвестно; вот ещё один вопрос, который предстоит разрешить науке. Может быть, некоторые витаминные и фитонцидные свойства совпадают или выработка витаминов и фитонцидов имеет общую основу в химических процессах, происходящих в протоплазме клеток растений. Медицина и биология хорошо знают важную роль витаминов для человека и сельскохозяйственных животных. Выясняется и роль, которую играют витамины в жизни самих растений: они входят в состав некоторых важных ферментов. Но и здесь, так же как и в учении о фитонцидах, приходится часто строить более или менее достоверные догадки, рабочие гипотезы, на основе которых можно ставить опыты и разрешать загадки природы.
Если придерживаться точки зрения, что фитонциды — защитники самих растений, считать их эволюционным приспособлением, одним из многих факторов естественной невосприимчивости растений к тем или иным заразным заболеваниям, то всё рассказанное нами о цитрусовых даёт материал для научной фантазии. В этом случае мы должны ожидать самую большую бактерицидную, противогрибковую и протистоцидную активность именно у завязи плода и созревающих плодов. Для созревшего и перезревшего плода апельсина, или яблока, или кизила мощные фитонциды кожуры и мякоти не только не имели бы приспособительного значения, но и играли бы отрицательную роль в сохранении вида.
Стихийное развитие живой природы, разумеется, шло не в интересах человека, а в интересах самих организмов. Для человека было бы, конечно, лучше, если бы и перезрелое яблоко, и другие плоды обладали не меньшими фитонцидными и витаминными свойствами, чем те же плоды в ходе их роста и созревания. Как было бы хорошо для людей, если бы зрелые ягоды крыжовника, помидоры, апельсины, яблоки, огурцы не плесневели, чтобы ими самими убивались все бактерии и грибки, вызывающие распад тканей.
Но что бы случилось с такими растениями в природе без вмешательства человека? Представим себе, что на землю упали созревшее яблоко или апельсин и что они не гниют, а продолжают выделять мощные фитонциды, убивающие всех гнилостных бактерий и плесневые грибки. Для размножения растений, для продолжения вида нужно, чтобы семена освободились от окружающей мякоти и оболочек плодов. Выходит, для растений полезно, чтобы все части плода, кроме семян, теряли свои фитонцидные свойства. Плесневые грибки и бактерии нередко могут выполнять и полезную для растения роль.
Правильны или ошибочны эти соображения — трудно сказать, но фактом остаётся то, что значительно изменяются фитонцидные свойства плодов в ходе их развития. Это относится и к листьям.
Мы с кинооператором В.Д. Быстровым сняли научный кинофильм, чтобы узнать подробности умирания инфузории стентор, или трубач, как её называют, под влиянием летучих фитонцидов, выделяемых клетками лимонной кожуры.
Съёмка производилась таким образом. Под микроскопом помещали стекло, на котором находилась висячая капля воды со стенторами. Капля эта подвергалась «бомбардировке» летучими фитонцидами лимонной кожуры. Под микроскопом производили и съёмку.
О чём же рассказывает наш кинофильм?
Трубач — одна из красивейших инфузорий, размер его достигает половины миллиметра и более. В расправленном состоянии длина его тела около двух миллиметров, а невооружённый глаз различает десятые доли миллиметра. Значит, трубач — огромный одноклеточный организм. К переднему концу его тело расширяется и образует раструб с полем, имеющим отверстие. От этого раструба, напоминающего трубу, инфузория и получила своё название. Удлинённым узким концом инфузория может прикрепляться к твёрдым предметам. Всё тело её покрыто ресничками, расположенными продольными рядами. На головном поле, эти ряды проходят кольцами. Строение стентора очень сложное. Многие учёные называют входное отверстие ртом, говорят о пищеварительной системе, о сократимых, подобно мышечным, волокнах и т.д.
Фильм о смерти стентора под влиянием летучих фитонцидов лимона производит на зрителей потрясающее впечатление.
Невозможно кратко описать удивительную, пока совершенно загадочную с точки зрения химии и физики, динамичную картину изменений, происходящих при умирании стентора. Картина меняется буквально в течение каждой секунды и даже долей её.
На рис.18 представлены снимки с отдельных кадров этого фильма. Но они, к сожалению, могут дать лишь слабое представление о бурно разыгрывающихся событиях. От начала воздействия фитонцидов до полного разрушения инфузории прошло всего лишь 92,5 секунды!
Рис.18. Последовательные этапы умирания стентора под влиянием летучих фитонцидов
кожуры лимона.
Объяснение а —в см . в тексте.
На рис.18, а мы видим стентора в капле без влияния фитонцидов (в вытянутом состоянии). При поднесении источника фитонцидов (кашицы из поверхностного слоя кожуры лимона) стентор немедленно сокращается и становится более или менее правильным шаром. Какие химические процессы разыгрываются при этом — мы ещё не знаем. А вот у стентора через минуту уже намечается явление лизиса (растворения), начинающегося с поверхности тела.
После этого стремительно развиваются драматические события. Проходит полсекунды. В одном участке совершенно неподвижного шара — инфузории — вдруг становится заметным бурный распад тела. Одновременно инфузория, как ракетный снаряд, устремляется в направлении, противоположном бурно распадающемуся участку тела. На рис.18,б снят труп инфузории. Истекло всего 13 секунд после описанной картины, но сколь резкие изменения наступили? В окружности, на расстоянии более чем трёх диаметров оставшегося шара видны зёрнышки из распавшейся протоплазмы. Проходит ещё 14 секунд (рис.18, в), и почти вся инфузория распадается: на значительном расстоянии мы видим какие-то остатки протоплазмы.
Если исследователь будет далее наблюдать под микроскопом, чтобы выяснить, какова же конечная картина гибели инфузории, то он встретится с совершенно загадочным пока для физики и химии явлением полного исчезновения стентора. От него остаётся большее или меньшее количество микроскопических, величиной в несколько микронов, маслянистого вида шариков. Это, повторяем, загадка, очень увлекательная и важная для науки и практики, ибо мы встречаемся здесь с каким-то особым явлением, объяснение которого помогло бы медицине и биологии понять механизм действия фитонцидов и других ядов на болезнетворных микробов.