Фитонциды выделяются и растениями, живущими в воде и по берегам у самой воды. Есть такие растения — сине-зелёные водоросли. Они живут в пресных и морских водоёмах. Встречаются и на берегах рек и озёр, и на сырой почве, и на сваях и т.п. В реке или озере часто можно найти осцилляторию — сине-зелёную водоросль, имеющую нитчатую форму. Как выяснилось из опытов, осциллятория выделяет в окружающую водную среду вещества (в том числе и летучие), токсические для некоторых микроорганизмов.
Гречиха земноводная, трифоль, озёрный камыш, ядовитый вех, хвощ, водяная сосенка и другие подводные, водные, плавающие и прибрежно-водные растения обладают энергичными протистоцидными свойствами и так же, как и наземные растения, убивают на расстоянии простейших и другие организмы. Может быть, именно фитонциды водных растений объясняют некоторые загадочные явления, до сих пор ещё не объяснённые наукой. Вот одно из таких явлений.
Во многих водоёмах, в том числе и в искусственных водохранилищах, создаются, казалось бы, великолепные условия для развития бактерий. Бактерии и питательные для них органические вещества постоянно поступают в эти водоёмы из воздуха, донных отложений, размываемых берегов и сточных вод от населённых пунктов и т.п. Кроме того, здесь развиваются многочисленные растительные организмы — водоросли, живущие в верхних слоях воды во взвешенном состоянии. Совокупность таких растительных и животных (большей частью очень мелких) организмов называется планктоном.
Учёные доказали, что планктонные организмы выделяют в окружающую среду органические вещества, являющиеся хорошим питательным материалом для некоторых бактерий. Совершенно логично предположить, что в летние месяцы массового размножения водорослей должны создаваться особенно благоприятные условия для размножения постоянно попадающих в воду бактерий. Но это предположение странным образом не оправдывается наблюдениями и опытами. Оказалось, что между бактериями и водорослями, по крайней мере некоторыми из них, существует стихийная борьба, антагонизм: много водорослей — мало бактерий, мало водорослей — много бактерий.
Если взять во время большого цветения из водохранилища воду и фильтровать планктон через фильтры с очень маленькими порами или просто прокипятить воду, то мы избавим её от планктонных организмов. Казалось бы, мы создали тем самым менее благоприятные условия для размножения бактерий, ибо лишили их пищи, которую дают водоросли. Опыт же показывает, что, наоборот, бактерии размножаются теперь более энергично.
Один учёный поставил следующий опыт. Он взял из водохранилища 50 кубических сантиметров воды и налил её в колбочки в два раза большего размера. В другие такого же объёма колбочки он налил такое же количество воды, взятой одновременно из того же водоёма. Но эту воду он предварительно отфильтровал, то есть освободил от планктона. Потом время от времени он брал из колбочек пробы и засевал их на питательные для бактерий среды. Что же оказалось? Через двое суток бактерий в одном кубическом сантиметре нефильтрованной воды было всего 1100, а в фильтрованной — 1 451 000!!!
Трудно объяснить такое странное противоречие иначе, чем предположением о выделении многими планктонными организмами фитонцидов, убивающих или тормозящих размножение бактерий. Это предположение очень вероятно, хотя, конечно, ещё не может считаться доказанным.
На примере водорослей мы убедились в наличии фитонцидных свойств у так называемых низших растений. К ним относятся кроме водорослей слизевики, грибы, лишайники и бактерии. К высшим же растениям относятся мхи, папоротники, хвойные, все цветковые растения.
Если же фитонцидные свойства присущи всем растениям, то не должны явиться исключением и сами бактерии и грибки, например плесневые. Так оно и оказалось. Сами бактерии и низшие растения выделяют в определённых условиях размножения во внешнюю среду вещества, убивающие других бактерий и грибков. Если эти бактерии или грибки — паразиты, то они выделяют и такие вещества, которые изменяют составные части клеток и тканей высших растений и животных.
Рис. 11 . Плесневый гриб пенициллиум нотатум, из которого производят пенициллин.
Среди этих веществ особую известность приобрели вещества, выделяемые плесневым грибком, носящим название пенициллиум нотатум, вещества, выделяемые бактерией, живущей в почве, — бациллой бревис, и, наконец, одним лучистым грибком — актиномицетом. Первое вещество, извлекаемое химическим путём из жидкой среды, в которой растёт плесневый грибок (рис.11), названо пенициллином, второе — грамицидином и третье — стрептомицином. Эти препараты получили широкую и заслуженную известность. Они оказались весьма полезными при лечении многих заболеваний, и теперь существуют целые заводы по их изготовлению. Кстати сказать, хорошо служат плесневые грибы человеку: учёные и инженеры, создавая пенициллиновые заводы, добились того, что грибы продуцируют нужные медицине вещества в тысячу раз большем количестве, чем в условиях природы.
Во время Великой Отечественной войны медицина смело ввела новые антисептики (обеззараживающие от бактерий и грибков вещества) в практику. Тогда началась, как говорится, знаменитая полоса в медицине, которую образно можно назвать пенициллиновой эпохой. Медицина благодаря новым антисептикам спасла жизнь миллионам людей. Интерес к фитонцидам низших растений не ослабевает до сих пор, и учёные ищут новые и новые лекарственные вещества для оказания помощи больному человеку.
Сколь распространены фитонцидные свойства в мире низших растений? Усилиями советских учёных Н.А. Красильникова, Д.М. Новогрудского, А.А. Имшенецкого, Г.Ф. Гаузе и многих других, а также иностранными учёными обнаружено огромное количество бактерий и грибков, которые в результате своей жизнедеятельности выделяют во внешнюю среду антимикробные вещества, убивающие или угнетающие жизнь других бактерий и грибков — своих противников, конкурентов.
Болгарскими учёными Марковым и Богдановым доказано, что плесневые грибы, лучистые грибы (актиномицеты), пивные и винные дрожжи да и бактерии помимо продукции нелетучих антибиотиков выделяют во внешнюю среду летучие фитонциды. В этом можно убедиться, поместив невдалеке от плесневых грибов бактерии, посеянные на питательной среде. Так, плесневый гриб, называемый ароматическим пенициллом, убивает на расстоянии многих бактерий: стафилококков, сарцин, сенную палочку, тетрагена, бациллус микоидес и др. В свою очередь, бациллус микоидес и другие микробы выделяют летучие фитонциды, тормозящие рост тех или иных микроорганизмов.
Много загадок задают новые опыты и химикам. Очень любопытно, например, что летучие фитонциды плесени — это не те ароматические вещества, которые вызывают запах. Киевские учёные В.И. Билай и А.А. Вьюн провели также исследования летучих веществ грибов, называемых по-латыни мортиерелля. Они широко распространены в почве, навозе, их можно легко найти на поверхности насекомых. Эти грибы губительно действуют на расстоянии на многие другие микроскопические грибки и бактерии.
Не надо думать, что каждая бактерия выделяет вещества, угнетающие рост и размножение всех без исключения прочих бактерий. Нет, в развитии живой природы, в её эволюции этого не могло произойти, и действие фитонцидов низших растений избирательное, так же как и влияние фитонцидов высших растений. Как ни мощны бактерицидные, свойства фитонцидов многих высших растений, всё-таки есть бактерии, для которых они безвредны.
Это очень интересное и важное явление в жизни природы, во взаимных отношениях микробов, животных, высших растений, и мы на нём остановимся подробнее. Пенициллин не убивает, например, дизентерийную палочку, но сильно угнетает рост стафилококков, стрептококков и многих других бактерий. Грамицидин является ядом для значительного числа бактерий, но он не причиняет никакого вреда туберкулёзной палочке. Стрептомицин же, наоборот, у0ивает туберкулёзную палочку, но не умерщвляет некоторых бактерий, весьма нестойких к грамицидину. Таких примеров можно было бы привести множество.