Если быть очень строгим и придирчивым, то можно усомниться в результатах описанных опытов. Может быть, уменьшение числа микробов в воздухе вызывается не бактерицидными свойствами летучих веществ растений, а тем, что бактерии оседают на поверхности растений? Этому сомнению противоречит тот факт, что при помещении в бокс разных растений воздух очищается в разной степени, хотя на поверхности всех растений могли бы осаждаться микробы. Но раз возникает сомнение, то исследователь должен не отбрасывать его, а выяснить истину новыми опытами, что и было образцово выполнено Драбкиным и Думовой.
Приготовили из прозрачного плексигласа коробку 14 сантиметров длиной, шириной 10 и высотой 1 сантиметр. Плотно подогнанная крышка коробки может открываться (рис.8). В одной из стенок коробки имеется прорезь.
Рис.8. Камера для изучения фитонцидного действия живых листьев.
1 — прорезь для черешка листа; 2 — затвор крышки камеры; 3 — отверстия для капли со взвесью микробов;
Поставим такой опыт. Не отрывая от растения листьев, поместим один или несколько их в камеру так, чтобы черешок попал в прорезь. После этого крышку закроем. В крышке имеются три отверстия. Во время опыта накроем отверстия стеклянными пластинками, в центре которых находятся капли жидкости с микробами, например с золотистым стафилококком. Чтобы стеклянные пластинки лежали плотно, зажмём их зажимами. Таким образом, капли с микробами, свешиваясь в камеру, как бы «смотрят» на живые листья растений, находящиеся от них всего на расстоянии половины сантиметра. Если неповреждённые листья выделяют летучие бактериоубивающие вещества, то мы легко обнаружим это, изучая их действие в течение одного, двух и более часов. Для этого после опыта надо поместить капли с микробами в хорошую питательную среду и узнать, будут ли и как будут размножаться бактерии. Такие опыты были поставлены с листьями берёзы, герани и черёмухи. Оказалось, что живые целостные листья, без всякого ранения их, выделяют в воздух летучие бактерицидные вещества. Особенно это было ясно в опытах с геранью. Уже час «смотрения» капли с микробами на листья герани не остаётся безнаказанным для микробов, а при 6-часовом опыте абсолютно все бактерии, находившиеся в капле, умирали. И листья нашей чудесной российской красавицы берёзы выделяют в воздух бактерицидные летучие вещества.
А вот и ещё доказательство того, что неповреждённые растения выделяют летучие бактерицидные вещества. Ленинградский учёный Н.В. Новотельнов задумался над общеизвестным фактом. Семена ржи, пшеницы, ячменя и других злаковых культур, прорастая, как правило, не заболевают, не подвергаются действию бактерий, которые, однако, «кишмя кишат» в почве. Учёные знают из опытов, что нелегко заставить заболеть хорошие семена злаковых, даже создавая специальные условия, способствующие заражению их бактериями. Чем объяснить эту изумительную сопротивляемость? Чем защищает себя зерно? Когда зерно прорастает, оно поглощает влагу, набухает. Это все знают, но мало кто обращает внимание на обратное явление: зерно, набухая, в свою очередь, выделяет в окружающую среду какие-то вещества, придающие воде желтоватую окраску. Такие вещества теперь изучены, они оказались так называемыми флавоновыми глюкозидами, обладающими свойствами убивать разнообразные микроорганизмы, в том числе и вредных для злаковых растений бактерий. Выходит, злаковые растения, прорастая, выделяют в почву бактерицидные вещества. Ещё более интересно то, что зёрна злаковых культур выделяют и летучие вещества, убивающие микробов.
Поместим в стеклянную чашечку увлажнённые зёрна ячменя. Накроем её чашкой Петри, в которой имеется тонкий прозрачный слой питательного агара с посевом тех или иных бактерий. Мы можем выяснить, не выделяют ли зёрна ячменя летучие вещества, повреждающие микробов. Чтобы не ошибиться, лучше иметь контроль. Поместим теперь наши установки в хорошие для бактерий температурные условия. Пройдут сутки, и мы увидим, что в контрольной чашке происходил равномерный, по всей поверхности агара, рост бактерий. В то же время в опытной чашке под влиянием ядовитых для микробов летучих веществ, выделяемых зёрнами ячменя, многие бактерии оказались убитыми и поэтому образовалась зона без бактерий.
По краям чашки с агаром происходил рост бактерий, а в центре, то есть в том месте, которое особенно подвергалось «бомбардировке» летучими веществами, выделяемыми зёрнами ячменя, роста бактерий не было. Эти вещества, как выяснилось в дополнительных опытах, не только препятствуют росту микробов, но и разрушают их, растворяют, или, как говорят, лизируют. Есть над чем задуматься учёным и практикам! Сколько ещё тайн хранит природа, сколько ещё сил растений и животных, выработанных естественным путём в ходе эволюции, не использовало человечество!
Итак, даже и неповреждённые растения выделяют в воздух или в почву летучие вещества, убивающие микробов, но, как правило, в значительно меньшем количестве, чем раненые растения.
Но ведь совершенно неповреждённых растений в природе, в сущности, никогда не бывает, и не так-то легко, как это может показаться, иметь для опытов неповреждённый растительный материал.
Ветер бьёт листья, ветки ударяются друг о друга, нанося раны, которые не видны простым глазом; листья могут опадать, ветки могут ломаться. Ранят листья и насекомые, и птицы. Если в тканях растений размножаются паразитические грибки или бактерии, это тоже вызывает своеобразные ранения. Точные исследования показывают, что даже ползание насекомых по листу вызывает некоторые повреждения. Если же учесть и другие возможности ранений в природе, нетрудно убедиться, какое огромное количество летучих веществ выделяется в атмосферу растениями только при ранении их. Вспомним, какую колоссальную поверхность имеют десятки тысяч листьев, скажем, многолетнего дуба или сотни тысяч, даже миллионы, игл сосны.
Специальными исследованиями доказано, что единичный экземпляр древовидного можжевельника может выделить за один день 30 граммов летучих веществ. Один гектар можжевелового леса может выделить в атмосферу 30 килограммов летучих веществ! Мы можем лишь догадываться о количестве летучих веществ, выделяемых в хвойных и лиственных лесах, на лугах, в степях.
Рис.9. Неопалимая купина.
Выделение летучих веществ некоторыми растениями порой даже видно. В Средней и Южной Европе, на юге Советского Союза — на Кавказе и в южной Сибири — растёт травянистое растение, которое называется ясенец белый. Но оно имеет и другое название — неопалимая купина (рис.9). Чем вызвано такое странное название? В тёплый безветренный день растение как бы окутано выделяемыми им летучими веществами. «Облака» фитонцидов не видно. Но поднесём к купине зажжённую лучину, и вокруг растения мы увидим мимолётное пламя. Составные части летучих веществ горючи и дают вспышки огня.
В дальнейшем мы будем говорить о том, почему в ходе развития растительного мира выработались такие любопытные свойства летучих веществ и тканевых соков растений, какую роль эти вещества играют в природе.
Эти вещества не случайны, они имеют значение для жизни самих растений и наряду со многими другими свойствами растений защищают их от вредных бактерий, грибков, простейших организмов и тех или иных многоклеточных организмов, особенно насекомых. Таким образом, вещества эти, будучи разнообразной химической природы у разных растений, обладают общим свойством: они создают невосприимчивость, или, как говорят, природный иммунитет, растений к различным заразным болезням.
Эти вещества названы фитонцидами[5].