Картины смерти инфузорий под влиянием фитонцидов

Как и почему умирают под влиянием фитонцидов бактерии, простейшие и грибки? Вопрос этот не праздный, а очень важный для теории и практики медицины, ветеринарии и растениеводства.

Рис.13. Первые стадии умирания стилонихии под влиянием летучих фитонцидов лука. Справа заметно начало распада.

Если наука знает, вследствие каких химических реакций и физических процессов данное вещество убивает тот или иной микроорганизм, это облегчает и борьбу с болезнями, и подбор других веществ для защиты от вредного микроорганизма. Оставим в стороне спорные вопросы «химии умирания» и остановимся на более выясненных: какие изменения происходят в строении микробной клетки, какова картина смерти микробов?

По этому вопросу наука располагает обширным и интересным материалом. Здесь учёным помогло то обстоятельство, что помимо прекрасных современных микроскопов мы имеем к своим услугам очень важный дополнительный способ исследования — киносъёмку. В зависимости от поставленной задачи можно заснять научный фильм при различных увеличениях микроскопа и с разной скоростью.

Наиболее ясные материалы о том, как умирают микроорганизмы, получены на протозоа. Огромный интерес представляет тот факт, что под влиянием фитонцидов одного и того же растения разные виды простейших умирают по-разному.

Есть такая инфузория стилонихия. Под влиянием летучих фитонцидов лука она распадается на мельчайшие зёрнышки и даже растворяется (рис.13). Это явление микробиологи называют лизисом. Тело инфузории «исчезает». То же происходит и с инфузорией локсодес рострум. В течение 10—15 секунд всё её тело растворяется в окружающей жидкой среде!

В совершенно тех же условиях другая инфузория — спиростомум терес — под влиянием тех же фитонцидов распадается на зёрнышки, но растворения всего тела не происходит. Эту смерть мы называем зернистым распадом (рис.14).

Рис.14. Зернистый распад инфузорий спиростомум терес под влиянием летучих фитонцидов лука. Слева — нормальная инфузория.

Некоторые простейшие под влиянием фитонцидов умирают, сохраняя своё строение, все свои основные структуры — ядро, реснички, благодаря которым осуществляется движение, и т.д. Более того, эти структуры становятся отчётливее — при умирании как бы закрепляется их строение. Микроорганизм умер, но он кажется нормальным. В таком состоянии микроб может находиться час, другой, третий и даже сутки и дольше. Затем уже начинается саморазложение — очень сложное химическое явление распада белков и других соединений. Примером такого явления может служить фиксация структур и последующий распад у инфузории, называемой опалиной, паразитирующей в кишечнике лягушки (рис.15).

От чего же зависит форма умирания? Не получается ли различная картина смерти от одного и того же фитонцида в зависимости от количества действующих вредных веществ?

Нет, это предположение неправильно. Можно в одной висячей капле воды иметь одновременно стилонихию, спиростомум и опалину. Поднесём к этой капле кашицу из луковицы лука. Инфузории умрут по-разному: одна исчезнет, другая распадётся на зёрнышки, у третьей же закрепится на несколько часов её строение.

He менее интересно для теории и практики и то обстоятельство, что фитонциды разных растений вызывают у одного и того же вида инфузорий различные химические явления, приводящие к их смерти. Это и понятно. Фитонциды разных растений имеют очень своеобразный состав. Поэтому одни фитонциды могут подавить дыхание, другие — растворить поверхностные слои протоплазмы, третьи — изменить какие-либо важные для жизни составные части протоплазмы (ферменты и пр.).

Рис.16. Смерть трубача под влиянием фитонцидов. а — нормальный трубач; б—д — смерть трубача под влиянием летучих фитонцидов: б — лука (последовательные стадии разрушения), в — кедровой сосны, г — паров эфирного масла полыни, д — летучих фитонцидов чёрной смородины.

Смерть произойдёт во всех случаях, но характер умирания, картина предсмертных явлений будут различны. Грубое подобие этого можно усмотреть и в умирании многоклеточных организмов и даже высших животных, у которых смерть может наступить от остановки дыхания, от разрыва крупных сосудов и по многим другим причинам. Сколь непохоже реагирует один и тот же организм на действие различных фитонцидов, можно видеть на рис.16.

Рис.17. Умирание стилонихии под влиянием летучих фитонцидов лука. Объяснение а—в см. в тексте.

Мы сняли под микроскопом кинофильм о влиянии летучих фитонцидов лука на инфузорию стилонихию. На рис.17 представлены отдельные последовательные стадии её смерти.

Сначала начинает умирать передний конец инфузории, тот, которым она движется. Распад тела быстро распространяется к заднему концу. По поверхности тела этой инфузории имеются реснички, благодаря движениям которых движется и вся инфузория. Интересно, что движение инфузории не прекращается до полного её распада! Остающиеся лишь небольшие участки тела продолжают двигаться даже более ускоренно, чем в норме.

Ещё более удивительно явление, пока загадочное для науки: инфузория почти полностью исчезает, лизируется. На рис.17, в, который представляет один из заключительных этапов смерти, видно, что от инфузории остались лишь небольшие количества мельчайших зёрнышек. Это скорее даже не частички тела инфузории, а различные нерастворимые включения в её протоплазме.