О тлях, бабочке и пчеле

Фитонциды растений, их летучие и нелетучие составные части, могут иметь защитное для растений значение не только в отношении микроорганизмов. Это очень ответственное для практики предположение заслуживает внимания и требует проверки опытами. Факты свидетельствуют в пользу высказанной гипотезы. Их много. Выберем некоторые. Уже не раз приходилось говорить, что понятия «нежный», «устойчивый», «яд», «безвредное вещество» весьма относительны.

Большинство вредных насекомых может питаться и размножаться, лишь будучи связанными с определёнными растениями, а есть и такие насекомые, которые питаются только каким- либо одним видом растения. Вредители тех или иных деревьев связаны с жизнью не вообще данного вида растений, а лишь с жизнью определённых его частей и органов: есть вредители листьев, корней, тканей ствола и т.д.

Многие вредные лесные насекомые принадлежат к вторичным вредителям, то есть заражают деревья уже больные, с ослабленной жизнедеятельностью. Деревья одного и того же вида при разных физиологических состояниях поражаются неодинаковыми видами насекомых. Ель на местах выборочных рубок чили у стен леса, имеющая ослабленную корневую систему из-за раскачивания ветром, поражается короедом-типографом и гранером, в одно лето губящими дерево. На отмирающих, физиологически недеятельных елях появляются другие виды короедов — фиолетовый лубоед и короед пожарищ. На недавно отмерших елях развиваются короеды-древесинники; на старом сухостое короеды вовсе не поселяются, а древесину этих видов могут использовать некоторые семейства жуков[9].

Поразительно во всех этих явлениях, что отдельные насекомые приспособились в ходе эволюции к очень ядовитым фитонцидам, которые на первых порах кажутся смертельными для протоплазмы всяких клеток. Одни микроорганизмы приспособились к фитонцидам хвойных, а другие — к фитонцидам лиственных, третьи — и к тем, и к другим.

Подумаем об адаптациях к фитонцидам на примере конкретных растений. Вспомним черёмуху. В её тканях, несомненно, имеются такие яды, как синильная кислота, пять сотых грамма которой смертельны для человека. Фитонциды черёмухи убивают многих бактерий, грибков, протозоа, многоклеточные организмы. И вот это растение с его «страшными» фитонцидами совершенно беспомощно по отношению к собственным (вредителям из мира грибков или насекомых. Можно засчитать до 60 вредителей черёмухи! Комнатных мух, слепней, комаров великолепно убивают фитонциды листьев черёмухи, а «нежная» черёмуховая тля, до которой почти нельзя дотронуться без риска убить её, прекрасно приноровилась к листьям черёмухи.

Учёных давно занимал загадочный вопрос, почему черёмуховая тля не живёт, как и большинство тлей, всё время на одном хозяине, а принуждена к лету менять своего основного хозяина и устраиваться временно «на даче», на промежуточных растениях-хозяевах. Кажется совершенно ясным, что в таких вынужденных путешествиях тлей главную роль играет питание. Наверное, в течение весны, лета и осени пища, которую черёмуховая тля может получить от черёмухи, как-то меняется. Иначе зачем же тлям переселяться с черёмухи на овёс?

Один учёный, желая убедиться в том, что именно питание служит причиной миграции тлей, проделал специальные опыты, по, увы, разочаровался в своих предположениях. Опыт был простой и ясный. Под стеклянный колпак был помещён пучок овса с большим количеством тлей, перелетевших с черёмухи. Экспериментатор положил рядом летние побеги черёмухи, в которых было заведомо много питательных веществ. «Не перейдут ли тли и с овса на черёмуху? — спросил себя исследователь.— Ведь положено рядом обычное для черёмуховой тли очень лакомое блюдо — черёмуховой пищи сколько угодно».

Но предположения учёного не оправдались: тли не перешли на черёмуху, а расползлись. Летние побеги черёмухи оказали даже какое-то вредное действие. Поведение тлей в опыте и их закономерные, каждый год повторяющиеся путешествия, вероятно, объясняются прежде всего фитонцидными свойствами черёмухи.

В процессе развития растений и их органов, например листьев, продуцируются разного качества и количества фитонциды. Может быть, в ходе эволюции выработались такие взаимные отношения паразитов — тлей и их хозяев — растений, что в июле и в августе фитонциды листьев черёмухи чем-либо очень существенным отличаются от фитонцидов других периодов развития растений. А может оказаться и так, что организм тлей в это время приобретает специфические особенности и обычно неядовитые для них фитонциды черёмухи теперь отпугивают тлей. Как видим, как будто простой вопрос о миграции тлей оказывается очень сложным и полностью не разрешённым до сих пор.

Много ещё загадочного в жизни тлей — паразитов растений. Это очень мелкие насекомые — около миллиметра и менее. Самые большие достигают 5—6 миллиметров. Известно много видов тлей, живущих на различных частях и органах деревьев, кустарников и трав. Они особым сосательным аппаратом высасывают из растений пищу.

Легко обнаружить поздней осенью и в течение всей зимы на ветках черёмухи блестящие чёрные точки — яйца черёмуховой тли. Они великолепно выдерживают холода, а весной, при распускании листовых почек, быстро развиваются. Молодые тли, вышедшие из яиц, тотчас начинают сосать тканевые соки развёртывающихся листочков черёмухи. В этом уже заключается загадка для специалистов по фитонцидам. Мы хорошо знаем, сколь «ужасны» фитонциды черёмухи для мух, слепней, мошек и многих других насекомых. Наиболее мощные фитонциды выделяются ранеными почками черёмухи и листьями.

А для молодых тлей развернувшиеся листочки являются великолепной едой! В течение мая и большей части июня тлям очень хорошо живётся на нижней поверхности листьев черёмухи: можно видеть десятки зеленовато-серых тлей, сосущих один и тот же лист (рис.27).

Рис.27. «Путешествия» черёмуховой тли в течение года. Зимой яйца тлей находятся на зимующих почках черёмухи, весной тли живут на листьях черёмухи, летом на овсе, осенью они снова перелетают на черёмуху.

Кончается июнь. Все крылатые самки тлей покидают черёмуху и поселяются временно на злаках, на овсе. Паразитируя на овсе, крылатые самки рождают бескрылых, от которых, в свою очередь, в конце августа появляются вновь крылатые самки. Осенью, в сентябре, они оставляют своё временное местожительство на злаках и перелетают в основной «дом» — на черёмуху. Здесь они производят на свет очень мелких бескрылых самцов и самок. Самки откладывают на веточки яйца. Так завершается их годовая жизнь, а с весны она повторяется сначала.

На листьях дуба каждый наблюдательный человек встречал не раз наросты — так называемые галлы. Это любопытные домики из химически изменённых тканей листа, в которых важную, личиночную, часть жизни проводят насекомые орехотворки.

Орехотворки — мелкие летающие насекомые. Самка орехотворки при помощи яйцеклада (накалывает лист и откладывает в ранку яйцо. Яйцо развивается, а рядом лежащие клетки и ткани листа постепенно образуют «орешек», или галл (рис.28). Вскоре из яйца вылупляется личинка и начинает работать своими челюстями. Всё личиночное развитие проходит в галле. Получается, что яйцо начиная с момента откладывания, а затем и личинка во всё время своего развития находятся в самом тесном соседстве с растительными тканями и их фитонцидами.

Рис.28. Дубовая орехотворка. Слева — самка орехотворки; на листьях видны два галла; наверху — галл.

Значит, ткани листьев дуба не ядовиты для личинки орехотворки. Между тем хорошо известно, что летучие фитонциды листьев дуба являются ядом для многих микроорганизмов, в том числе и для стойкой дизентерийной палочки.

При кладке яиц в ткани листа насекомые обязательно ранят его. Повреждение увеличивает продуцирование фитонцидов, но это остаётся без последствий для насекомого, прекрасно себя чувствующего в атмосфере, насыщенной фитонцидами дубовых листьев. Такая приспособленность некоторых насекомых к ядовитым фитонцидам и вообще к сильным ядам поражает в одинаковой мере учёных и неспециалистов. Известна обширная группа насекомых, приспособленных к ядовитым глюкозидам, например, крестоцветных растений, к которым принадлежит и горчица.

У этих растений вырабатывается горчичный глюкозид — синигрин. Под влиянием особого вещества — фермента синигрин распадается на ряд других соединений, в частности образуется роданистый аллил, обладающий резкими раздражающими свойствами и являющийся действующим веществом горчичника. Гусеницы бабочки белянки питаются крестоцветными и их глюкозидами.

Ставили опыты с этими гусеницами. Предлагали им другие растения, которые они обычно не едят. Как и следовало ожидать, растения, не входящие в природное меню белянок, отвергались ими. Если же смазывали эти растения или крахмал, или даже бумагу соком крестоцветных, гусеницы начинали их есть.

Ивы, тополя, розоцветные содержат амигдалин — вещество, которое при распаде выделяет страшный яд — синильную кислоту. Но ими питается ряд организмов, они служат кормом и личинкам насекомых пилильщиков. Личинки могут есть и другие растения, если к ним прибавить вещества, могущие выделять синильную кислоту. Строгая разборчивость в пище у некоторых насекомых, однако, доходит до того, что насекомое не удаётся обмануть никакими «лакомствами» вроде синильной кислоты. Есть, например, насекомые, питающиеся только табаком.

На основании всего сказанного вполне закономерно допустить, что к фитонцидам того или иного растения в ходе эволюции приспособились определённые растения, насекомые и иные животные, а для других, даже родственных, животных фитонциды тех же растений являются безусловными ядами. Фитонциды могут отпугивать животных или убивать их. Утверждают, например, что эвкалиптовые растения отпугивают комаров.

Учёным предстоит провести много опытов и интересных наблюдений. Будут ли личинки дубовой орехотворки развиваться в тканях листьев черёмухи, если исследователь сделает соответствующую операцию на листе, приготовит «раневой карман» и пересадит туда личинку? Как поведёт себя черёмуховая тля в парах летучих фитонцидов листьев дуба, игл хвойных?

Но и без экспериментов, в условиях природы, можно встретиться с любопытными явлениями. Пчеловоды Новой Зеландии обнаружили, что взрослые пчёлы при посещении цветков софоры под влиянием летучих веществ этого растения могут впасть в состояние наркоза и даже погибнуть. Учёные предполагают, что виновником трагической смерти пчёл оказывается алкалоид пахикарпин. Пчеловоды же, не имея противоядий против пахикарпина, считают главным способом борьбы со злом вывозку пасек из опасной местности.