Защитные силы организмов. Фитонциды — один из факторов иммунитета растений

Мы высказали в начале книги предположение: фитонциды являются одним из важных факторов естественной невосприимчивости растений к заразным для них заболеваниям. Да, они — один из факторов их иммунитета. Слово это означает освобождение от чего-либо. В данном случае — освобождение от болезнетворных микробов. Иммунитет — это целебные силы самого организма, невосприимчивость его к тем или иным заразным (инфекционным) болезням.

Науки об иммунитете человека, животных и растений начали развиваться со второй половины прошлого столетия. Многие таланты и гении — дети народов разных стран — способствовали их становлению. С большой гордостью за наш народ напомним, что одним из учёных, основавших науку об иммунитете, был Илья Ильич Мечников. Сердце Мечникова перестало биться более полустолетия назад (1916 год), а творчество великого натуралиста не стареет, и кажется, что он и сейчас участвует в той благороднейшей деятельности учёных, целью которой является здоровье людей, домашних животных и культурных растений.

Рис.36. Борьба фагоцитов с бактериями (фагоцитоз). а— амёба, живущая среди бактерий, часть их поглощена: 1 — тело амёбы, её протоплазма, 2 — ядро амёбы, 3 — вакуоль — пузырёк, наполненный жидкостью, 4 — бактерии; б — лейкоциты с поглощёнными микробами.

И.И. Мечников открыл явление фагоцитоза и создал учение о защитных свойствах организма животных. Одноклеточные организмы вроде амёбы могут поглощать бактериальные и грибковые клетки и переваривать их или изменять либо выбрасывать из своего тела (рис.36).

Это явление оказалось свойственным и клеткам многоклеточных организмов, только по мере усложнения организации животных фагоцитами («пожирателями бактерий») служат определённые клетки. Так, у млекопитающих животных и у человека, когда в ткани их тела внедряются бактерии и другие посторонние твёрдые тельца, фагоцитами становятся определённые клетки крови — лейкоциты и некоторые клетки соединительной ткани.

Явление фагоцитоза играет огромную роль для организма человека и животных в борьбе с заразными болезнями. Нелегко было Мечникову убедить врачей в пользе для человека лейкоцитов. Думали в то время: как хорошо, что в крови человека мало лейкоцитов, а то бы они, захватывая микробов, разносили их по всему организму. Эти драгоценнейшие клетки считались до Мечникова «злодеями».

Тяжёлую многолетнюю борьбу пришлось выдержать Мечникову и по вопросам воспаления. Мечников доказал, что воспаление является также защитным свойством.

Вонзается в тело животного или человека заноза или внедряется бактерия. Ткани организма как бы стремятся освободиться от чужеродного тела. Из мельчайших сосудов — капилляров выступают лейкоциты. Они фагоцитируют («пожирают») бактерий и другие чужеродные тельца. При этом возникает гной, который состоит в значительной степени из фагоцитов и из умерших клеток. Размножаются лежащие поблизости от занозы клетки тканей, из них образуется уплотнённый слой, окружающий занозу, вокруг неё создаётся капсула. Тем самым организм уже обособляет от здоровых тканей чужеродное внедрившееся тело. Всё это и есть воспаление. Видимые картины воспаления известны всем по собственному опыту: покраснение, припухлость, болезненность, может подняться температура.

Это благодетельный процесс, защитное явление, один из факторов иммунитета. Не надо удивляться тому, что врач нередко должен бороться с «излишеством» воспаления, могущего привести к смерти. Организмы животных и человека — очень хорошо работающие, но далеко не идеальные машины. Врачу приходится утихомиривать не в меру разбушевавшиеся силы организма, основанные, однако, на полезных иммунологических свойствах его клеток и тканей. Мечников всё это выяснил.

Ребёнок переболел скарлатиной. Как правило, у него на всю жизнь создаётся невосприимчивость к этой болезни. Человеку привили оспу — ввели яд, содержащий вирусы, и у него надолго вырабатывается невосприимчивость к натуральной оспе. Ясно, что в ответ на введение чужеродных тел, в данном случае бактериальных телец, в тканях нашего организма возникают какие-то, скажем, противотела. Их так и называют в микробиологии — антитела, а бактерии, против которых вырабатываются антитела, именуют антигенами.

Это наиважнейший фактор иммунитета у людей, у млекопитающих и у птиц. Малейшие количества белка, будь то белок бактерии или грибка, попавшие в ткани организма (не через рот, а в кровь, под кожу и т.п.), являются ядом и вызывают образование противоядия — противотел. Пусть это будет даже 0,00000005 грамма чужого белка! Всё то, что известно под именем прививок, вакцин и сывороток, основано на научном понимании антигенов и антител. И другие целебные силы имеют животные.

Таких «животных» свойств у растений нет: у них нет фагоцитарной деятельности клеток, нет явлений воспаления, не образуются антитела. А защищаться растениям от болезней приходится и в условиях посадок, и в условиях природы.

Болезни у растений возникают от внедрения в их клетки и ткани болезнетворных вирусов, бактерий или грибов. Микробы размножаются, они могут выделять и ядовитые для клеток растений вещества. Нормальная жизнь клеток и тканей нарушается, и растение может погибнуть. Каждый крестьянин и любитель природы знает, что проявлений болезненных состояний у растений много, так как разные паразиты вызывают разные болезни: гниль, пятнистости, налёты, увядания, омертвения тканей, наросты и другие. Особенно мешают нормальной жизни высших растений грибы. Немало также и бактерий — возбудителей болезней растений. В большинстве случаев они подвижны и не имеют спор.

Но вернёмся к фитонцидам. Почему в ходе эволюции растений появились фитонцидные свойства? Фитонциды — важнейший фактор иммунитета растений, невосприимчивости их к заразным заболеваниям.

Любое растение в ходе своей жизнедеятельности в связи с обменом веществ выделяет фитонциды, помогающие ему бороться против бактерий, грибков и могущих оказаться для него вредными тех или иных многоклеточных организмов, например насекомых. Фитонцидами, как мы уже говорили, растение само себя стерилизует. Вокруг многих растений имеются, очевидно, в прямом смысле бактерицидная и противогрибковая зоны.

На листьях любого растения: подорожника или берёзы, лука или дикого пиона — могут оказаться миллионы микроорганизмов, для которых ткани листьев с их белками, жирами, углеводами и минеральными веществами являются прекрасным питательным субстратом, но микроорганизмы «не находят» этого питательного субстрата. Их жизнедеятельность, несомненно, ослабляется или нацело прекращается под влиянием выделяющихся фитонцидов. Если, однако, ослабляются и тем более прекращаются процессы жизнедеятельности растения, а тем самым и продуцирование фитонцидов, те же клетки и ткани, которые выделяли бактерицидные вещества, оказываются прекрасным питательным субстратом для бактерий и грибов, которых они убивали до этого.

Мысль эта была высказана мною почти полстолетия назад. Многочисленные исследования подтвердили правильность её, и она легла в основу теории иммунитета растений, разделяемой многими учёными.

Это относится и к низшим растениям, и к самим бактериям, которым в природе живётся очень нелегко и у которых много врагов — бактерий других видов и иных микроорганизмов. Чтобы добыть себе пропитание, чтобы осваивать в качестве питательного вещества протоплазму клеток своего хозяина (клеток листьев какого-либо растения или тканей, положим, лёгких или желудка человека), бактерия должна выделять во внешнюю среду вещества, изменяющие протоплазму чужих клеток.

Болезнетворные для человека и животных микробы могут выделять особые вещества — агрессины, мешающие фагоцитам заглатывать их; то же значение имеют образующиеся вокруг микробов капсулы (оболочки). Микробы выделяют особые вещества — токсины, отравляющие организм. Многие микробы страшны для человека и животных не своим количеством, а именно этими ужасными ядами. Один грамм токсинов столбняка, то есть веществ, выделенных микробами, вызывающими эту болезнь, убивает 20 000 000 мышей!

В процессе возникновения и эволюции болезнетворных бактерий и грибков происходила и происходит эволюция защитных сил животных и растений, их сопротивляемости, изменение их иммунитета. В природе всё взаимосвязано. И микроорганизмам действительно нелегко живётся в природе. Не случайно, а в результате долгой эволюции к определённым растениям и животным из огромного количества микроорганизмов оказались приспособленными лишь некоторые.

Мы приводили уже примеры, подтверждающие эту мысль. Среди многочисленных разновидностей льна одни устойчивы, другие, наоборот, очень восприимчивы к грибку, называемому фузариум лини. Среди разных видов пшеницы имеется небольшое число относительно устойчивых к головне, разные сорта картофеля неодинаково восприимчивы к болезнетворному грибку фитофторе.

Как и в мире животных, каждый вид растения имеет защитные силы, предохраняющие его от большинства встречающихся в природе микроорганизмов, и лишь очень немногие бактерии и грибки являются для него болезнетворными: только те, которые приспособились к паразитарному образу жизни, у данного растения или животного. Все эти виды микроорганизмов — поздний результат эволюции. Если современная туберкулёзная палочка вне организма обезьяны и человека жить не может, значит, ясно, что человеческая туберкулёзная палочка в её теперешнем виде развилась вместе с человеком. Птичья туберкулёзная бацилла не вызывает туберкулёза у человека. Бледная спирохета не может явиться возбудителем сифилиса у птиц. Болезнетворные для лука грибки и бактерии не патогенны для сосны.

Очень наглядным примером, подтверждающим правильность высказываемых мыслей, служит организм человека. Казалось бы, многие тысячи микроорганизмов, целые полчища их должны быть болезнетворными для человека, ибо клетки и ткани человеческого организма содержат для них великолепную пищу — белки, жиры, углеводы, минеральные вещества и воду. Между тем это не так. Наши клетки и ткани являются страшными врагами большинства микроорганизмов.

Интересные подсчёты, конечно приблизительные, сделал один учёный. Почти половина всех болезней человека вызывается паразитами. А много ли паразитов? Не более 250, включая всех вредных червей, насекомых, клещей. Существует только около 60 различных болезнетворных для человека бактерий, примерно 20 так называемых вирусов и приблизительно 50 грибков.

Между разными видами бактерий и грибков в почве, в воде, в кишечнике животного, на листе растения — везде имеет место не только сожительство, взаимопомощь, но и чаще борьба, и борьба жестокая. Многие бактерии являются антагонистами. И многие грибки также являются врагами друг друга. Чем же могут они защищаться? Что они могут противопоставить суровым условиям в своей жизненной борьбе?

Бактерии и грибки не беззащитны. Им помогают нередко огромная быстрота размножения (через каждые полчаса), образование так называемых спор, переход микробов в такое состояние, в котором они очень стойки к вредным воздействиям, и многое другое.

Несомненно и то, что в жизненной борьбе микробов огромную роль играют выделяемые во внешнюю среду антибиотики, которые правильнее было бы называть фитонцидами. Таковы, как уже указывалось, химические вещества, выделяемые плесневым грибком и в обработанном виде представляющие ценнейшее лекарственное средство — пенициллин, действующий вредно на другие грибки и бактерий.

Фитонциды, выделяемые во внешнюю среду бактериями и грибками, являются их химической защитой. Не надо понимать это так, что выделяемые во внешнюю среду химические защитные вещества всегда обязательно убивают своих соседей — других бактерий или грибки. Мы убедились ранее, что и фитонциды высших растений могут не только убивать микроорганизмы, но и тормозить их рост и размножение, а иногда и способствовать жизни безвредных для данного растения микроорганизмов. С этой точки зрения многие явления в природе уже не кажутся делом случая, а получают обоснование. Вот одно очень интересное явление.

Внесём в почву большое количество каких-либо болезнетворных для человека микробов, например возбудителей тифа, холеры, дифтерии, дизентерии. Пройдёт несколько дней, а в некоторых случаях только сутки, и подавляющее число этих бактерий погибнет. Почему?

Ни у кого не возникает сомнений в том, что решающей причиной этого является наличие в почве бактерий-антагонистов, которые выделяют во внешнюю среду антибиотические, фитонцидные вещества, могущие разрушать и другие бактерии, и вирусы. Что это действительно так, подтверждается следующим наблюдением. Простерилизуем почву, то есть освободим её от бактерий. Внесём теперь в неё брюшнотифозных бактерий. Мы убедимся, что они будут хорошо сохраняться и долго жить.

Здесь надо сделать существенную оговорку. Жизнь почвы очень сложна. Причиной гибели одних микробов в почве и усиленного размножения других могут быть не только отношения дружбы и вражды, антагонизма между микробами, но и выделение фитонцидов корнями растений. Вокруг корней каждого растения имеется свой богатый мир микробов. Микробы, полезные для растения, не только не убиваются фитонцидами, выделяемыми корнями, но их размножение под влиянием фитонцидов может даже усиливаться. Те же фитонциды оказывают губительное действие на другие виды микробов, могущих оказаться врагами растения. Что корни растений действительно выделяют в почву фитонциды, уже доказано точными опытами. Вот один из таких опытов.

Почва может быть заражённой спорами сибирской язвы. В.В. Архипов установил, что если в такую почву посадить клевер красный, ревень, вику, озимую пшеницу, рожь, чеснок и лук, то почва очищается от спор сибирской язвы. Нельзя обманывать себя и считать, будто всё ясно в этом опыте. Скорее всего, фитонциды, выделяющиеся из корней названных растений, непосредственно убивают очень стойкие споры сибирской язвы. А может быть, фитонциды помогают размножению бактерий, мешающих жить спорам сибирской язвы. Но как бы ни толковать явление исчезновения спор при посадке некоторых растений, речь идёт о фитонцидах. Приведём ещё пример антагонистического действия разных микробов по отношению друг к другу.

Дерево грецкого ореха сильно повреждается грибком дотиорелла грегарис, а также бактерией псевдомонас югландис. Можно искусственно заразить названными грибком и бактерией ветви грецкого ореха, но если заражать их смесью обоих микроорганизмов, то заражения не произойдёт. Единственное объяснение этому — антагонизм названных грибка и бактерии.

Факты такого рода не единичны. Например, если клубника заражена грибком ботритис цинереа, то её нельзя уже заразить грибком ризопус, хотя он также является виновником заболеваний клубники.

Заразим яблоки спорами грибка, который называется монилия фруктигена. Через 5—6 дней вырежем загнившую ткань и взвесим. В среднем у каждого яблока будет около 6,5 грамма загнившей ткани. Попробуем заразить яблоки той же партии таким же количеством спор другого грибка — ботритис алии. Через те же 5—6 дней мы не обнаружим гниения яблок. Заразим, наконец, яблоки той же партии спорами обоих грибков. Заражение грибком монилия фруктигена произойдёт, и через 5—6 дней, как и в первом опыте, мы заметим загнившую ткань. При взвешивании окажется в среднем всего около 1,5 грамма такой ткани в каждом яблоке. Совершенно очевидно, что грибок ботритис алии почти подавляет размножение грибка монилия фруктигена.

Обнаруженный антагонизм плесневого грибка и некоторых бактерий привёл А. Флемминга к открытию пенициллина. Были предшественники у Флемминга, но это нисколько не умаляет ценности его открытия. Уже в давние времена народная медицина «ощупью» обнаружила целебные свойства плесневых грибков, а в 1872 году русские врачи В.А. Манассеин и А.Г. Полотебнов изучали лечебное действие именно того плесневого гриба, из которого впоследствии удалось выделить пенициллин, но они не сделали тех выводов и обобщений, которые лишь спустя более полустолетия были высказаны Флеммингом.

Идейным отцом всех исследований по фитонцидам высших растений и бактерий можно считать И.И. Мечникова, так как он высказал мысль: «Растения защищаются своими устойчивыми оболочками и выделениями. Выделение клеточных соков у растений, следовательно, играет очень существенную роль как средство защиты».

И.И. Мечников и Л.Пастер открыли явление антагонизма в мире микробов, подавление одних бактерий другими. Мечников не только наблюдал эти явления, частным примером которых служит выделение плесневыми грибками и бактериями пенициллиноподобных и грамицидиноподобных веществ, но и наметил очень большой план работы в новой области, до сих пор наукой ещё не выполненный. Он писал: «Перед наукой лежит ещё обширное поле для новых исследований... болезнетворные бактерии, попадая в организм, не обязательно причиняют болезнь... Среди так называемых носителей тифозных, холерных, дифтерийных и других бактерий есть немало лиц, не заболевших соответственными болезнями... По всему нужно думать, что во внешней среде и в человеческом организме распространены микробы, оказывающие нам большую пользу в борьбе против заразных болезней».

Мечников, в частности, думал, что бактерии, вызывающие молочнокислое брожение, могут играть полезную роль как антагонисты бактерий, населяющих толстые кишки человека. Он поэтому горячо рекомендовал всем есть простоквашу, содержащую большое количество бактерий. Кстати, простокваша действительно очень полезна, но необходимо ли подавлять деятельность бактерий, нормально населяющих кишечник человека, — неясно.

В наше время некоторые учёные считают нужным использовать в борьбе с дизентерийной палочкой постоянного и, как правило, безвредного жителя кишечного тракта — кишечную палочку. В частном случае великий Мечников был не прав. Мысль же об использовании явления антагонизма в мире микробов, мысль о благодетельных для человека микроорганизмах была талантливым предвидением, которое направляет научные поиски и до сих пор.

Учёные — медики и биологи — широким фронтом начали, сознательно использовать в качестве целебных сил для человека целебные силы растений. Человек всё более уверенно подчиняет себе природу, её эволюцию.

Мы пытались с самого начала быть, как это и подобает в науке, разумно осторожными и не поддаваться излишним увлечениям. Будем же соблюдать такое правило до конца и предупредим читателей о наивности утверждения, будто у растений все вопросы невосприимчивости к болезням сводятся к проблеме фитонцидов. Даже у низших растений этого не может быть, а у высших, очень сложно устроенных организмов имеется много приспособлений, противодействующих врагам из мира микроорганизмов. Перечислим некоторые бесспорно защитные приспособления растений.

Фитонцидам принадлежит решающая роль в отражении нападений микроорганизмов. Температура тканей растений непригодна для жизни многих микроорганизмов. Оборонную роль играет образование на поверхности растений кутикулы — сплошного слоя плотно соединённых между собой клеток. На кутикуле иногда имеется восковой налёт. На одеревеневших частях растений и на корнях возникает пробковая ткань, в которой питательных материалов для микроорганизмов мало; к тому же пробка представляет и механическое препятствие для проникновения микроорганизмов внутрь. Всё это неплохие барьеры против микробов.

При ранении растений помимо вспышки продуцирований целебных для растения фитонцидов могут образовываться преграды для микробов в виде опробковевших клеток. А могут размножаться и такие растительные клетки, которые содержат особые химические вещества с фитонцидными свойствами — фенолы, антоцианы и другие, обезвреживающие действие микробных ядов — токсинов.

Приходя в соприкосновение с тканями растений, микробы выделяют вещества — ферменты, так изменяющие протоплазму растительных клеток, что она становится доступной для питания вредных микробов. Однако растения, как это выяснили советские учёные В.И. Палладин и К.Т. Сухоруков, в свою очередь, изменяют своими веществами ферменты микробов, и они теряют активность. Такое свойство растений также является целебным для них. Если же случилось несчастье для растения, если микробы повредили какой-либо его орган, то всё растение может спастись и тем, что оно освобождается от ослабленного органа. У растений без ущерба для их жизни опадают заболевшие листья, бутоны и завязи. У животных и у человека — увы! этого произойти не может, и лишь в крайнем случае хирург вынужден удалить какой-либо (далеко не всякий!) орган; организм после этого остаётся уже неполноценным. У животных более тесное взаимодействие органов, чем у растений, у них всё связано между собой в единое целое нервной системой и кровью. У животных и человека какое-либо местное заболевание может вызвать сильные изменения во всём организме. Даже небольшой нарыв может привести к повышению температуры всего тела.

Наука, наверное, обнаружит и другие свойства растений, дающие им возможность сопротивляться различным паразитам, но, повторяем, главным фактором их природного иммунитета являются, конечно, фитонциды. Не случайно мысль специалистов по болезням растений идёт преимущественно по «химической линии», ищутся биохимические защитные свойства протоплазмы клеток, тканей и целых организмов. У растений эволюция защитных сил шла преимущественно по линии биохимических приспособлений.

Вспомним чеснок. Летучие фитонциды и сок чеснока обладают, как мы уже убедились, исключительной способностью убивать различные микроорганизмы. Погибают от чеснока бактерии, не могущие жить без кислорода воздуха, погибают и бактерии, для которых кислород вреден; чеснок умерщвляет бактерий, вызывающих гниение трупов животных и растений, и виновников самых различных заболеваний человека и животных: холеры, брюшного тифа, дифтерита, дизентерии и очень многих других. В атмосфере летучих фитонцидов чеснока или а соприкосновении с его тканевым соком не могут жить микроскопические грибы, например плесневые. Бактерии — обитатели почвы — не в состоянии сопротивляться фитонцидам чеснока.

Сотни учёных испробовали действие чеснока на микроорганизмы и пока не напали на такой микроб, который не убивался бы чесноком. Исключением явилась, как мы уже говорили, открытая в нашей лаборатории бактерия, названная чесночной. При ослабленной жизнедеятельности чеснока он может заболеть, если в тканях его окажутся чесночные бактерии.

Встаёт вопрос: какое значение для жизни растения — чеснока — имеют его удивительные свойства убивать самых различных микробов? Научная мысль и здравые рассуждения каждого человека заставляют думать, что иммунитет чеснока, то есть невосприимчивость к бактериальным и грибковым заболеваниям, объясняется прежде всего его изумительными фитонцидными свойствами. Многие явления, на первый взгляд непонятные, можно объяснить, если встать на такую точку зрения.

Мы уже говорили, что плодам цитрусовых — лимона, апельсина и мандарина — разного возраста присуща разная фитонцидная сила. Сок антоновских яблок обладает прекрасными свойствами убивать многих микробов, в том числе дизентерийную палочку и брюшнотифозную бактерию. Выяснено, однако, что яблоки разной спелости весьма неодинаковы по своим бактерицидным свойствам.

Специалисты по борьбе с дизентерией заинтересовались вопросом, когда лучше извлекать из яблок антоновки фитонцидный сок, убивающий дизентерийную палочку. Стали изучать яблоки в ходе их созревания. Во всех опытах брали яблоки с одного дерева. Что же оказалось? Сок яблок, собранных 1 сентября, значительно лучше убивал дизентерийного микроба, чем сок яблок сбора 15 сентября.

Плоды черёмухи в разные периоды созревания также обладают различной способностью убивать бактерий.

Что же общего во всех этих случаях? Выяснено, что менее зрелые плоды обладают большой фитонцидной силой. Перезрелые плоды, наоборот, мало способны убивать микроорганизмы. Важно ли это для растений?

Завязь плода и созревающие плоды должны быть хорошо защищены своими фитонцидами от многочисленных врагов из мира микробов, особенно против плесневых грибков и гнилостных бактерий. Без этого размножение и продолжение данного вида растений невозможно. Но вот плод созрел, он падает на землю. Из мякоти яблока или лимона должны освободиться семена, им нужно быть на земле. Освободиться они могут каким-либо механическим путём, например мякоть склюёт птица. Но на подмогу могут прийти и гнилостные бактерии и плесневые грибы: под их влиянием произойдёт распад мякоти. Ясно, что созревшему плоду, скажем, яблока мощные фитонцидные свойства скорее принесли бы вред, чем пользу. Для продолжения вида растения нужна не мякоть созревшего плода, а семена, их устойчивость против различных заболеваний, их фитонцидные свойства.

Приведём ещё пример. Кто не наблюдал достойное удивления явление прекрасного роста «гниющей» луковицы лука! Блестящее, словно из слоновой кости, новое растение развивается, пробиваясь из гнилой трухи, из больных листьев луковицы! Только при наличии мощных фитонцидных свойств не погибает молодое растение.

Для науки и практики очень важен вопрос, при каких состояниях растения ослабляется продуцирование фитонцидов и, значит, создаются условия, более благоприятные для болезнетворных микробов. Если растение заболело, продолжается ли выделение им фитонцидов?

Ботаник В.Г. Граменицкая исследовала эти вопросы и обнаружила много интересного. Она искусственно заражала плоды лимона, апельсина, мандарина различными болезнетворными бактериями. Затем в разные стадии развития болезни изучалось, ослабляется или усиливается продуцирование фитонцидов. Что же оказалось? В первые сутки после заражения, в начале болезни, у растения как бы мобилизуются псе его фитонцидные свойства. В первый день ткани заражённого растения лучше убивают различных бактерий, чем ткани совершенно здорового растения. Но по мере развития болезни фитонцидные свойства тканей растения всё более и более ослабляются и наконец сходят на нет. Получается, что больное растение может выделять более мощные фитонциды.

Требуется провести ещё много опытов, чтобы всё это попять глубоко, чтобы извлечь пользу для борьбы с болезнями растений.

Конечно, если в природных условиях, без вмешательства человека, то или иное растение заболевает и какая-либо бактерия или гриб начинают безнаказанно размножаться в тканях этого растения, значит, жизнедеятельность его сильно ослаблена, наверное, уменьшается и выработка фитонцидов, впрочем требуется очень внимательно изучить, не повышается ли в начале болезни выделение фитонцидов и при естественном заболевании растений.

Если мы для наших опытов возьмём совершенно здоровое, полное жизни растение и будем пытаться разными способами сделать его больным, то, конечно, на первых порах обязательно оно сильнее начнёт жить, а фитонцидов может вырабатываться больше.

Эти соображения относятся не только к растениям. Если заразное начало попадает в тело человека или если произойдёт какое-либо ранение, многие стороны жизни нашего организма могут проявляться ярче: повышается температура тела, больше клеток-фагоцитов, способных пожирать бактерий, окажется в «месте» болезни, начнут вырабатываться особые защитные вещества.

Становятся понятными результаты многих опытов, проведённых Граменицкой в нашей лаборатории.

Она ставила опыты не только с плодами лимона, апельсина и мандарина, но и с множеством других растений. Изучала она фитонцидную активность луковиц лука, заражённых бактерией каратоворум, болезнетворной для лука, изучала листья помидора, поражённого вирусами. Сравнивала выделение фитонцидов здоровыми листьями тополя и листьями, поражёнными тлями и грибком, который вызывает чернь листьев. Узнала, какие листья дуба производят больше фитонцидов — здоровые или листья, поражённые дубовой орехотворкой.

Во всех опытах обнаруживалось одно и то же явление: если заражать здоровое растение, то оно сначала отвечает более бурным образованием фитонцидов, а затем, в ходе развития болезни, эта способность затухает и, наконец, сводится на нет.

Сходные явления происходят и при ранении многих растений. Подойдём к черёмухе. Не срывая листа, раним его иголкой — на нижней поверхности листа сделаем ссадины. Сорвём через сутки этот лист и здоровый лист с той же ветки и изучим, как убивают бактерий фитонциды раненого (вчера) и не раненого листа. Что же окажется? В полтора-два раза сильнее убивают дизентерийную палочку фитонциды раненого растения. Нельзя сомневаться в том, что это — защитное приспособление у растений, выработавшееся в ходе эволюции.

Оказалось далее, что различные участки тканей в зависимости от удалённости их от поражённых мест выделяют различной силы летучие фитонциды. Более мощные фитонциды выделяются участками, прилегающими к поражённому месту.

Все подробности подобных опытов очень интересны. Заразим луковицу лука бактерией каратоворум: уколем в каком-либо месте лист и введём в ранку бактерии. Дождёмся сильного развития болезни. Исследуем теперь летучие фитонциды мякоти листа, но ткани возьмём из различных участков луковицы — рядом с заражённым местом и из участков, удалённых от него. Возьмём кусочек (одну десятую грамма) полусгнившего участка листа от того места, где мы ввели болезнетворных бактерий. Посмотрим, выделяет ли этот кусочек летучие фитонциды, убивает ли он на расстоянии инфузорий. Можно на некотором расстоянии от него держать даже 20 часов каплю воды с инфузориями, и они ещё живы. Если взять такого же веса кусочек из того же листа, но из участков, удалённых от места заболевания, то в 35 секунд инфузории будут убиты. Здесь мы видим даже повышенную фитонцидную активность.

Многими учёными замечено, что здоровые ткани растений не содержат бактерий и являются недоступным питательным материалом для большинства бактерий. Умертвим растительные ткани, и они сделаются достоянием тех же бактерий. Один учёный обратил внимание на то, что если корни люцерны повреждены морозом, то они поражаются теми микроорганизмами, которые у живой, здоровой люцерны не встречаются.

Особенно интересно, что различные патогенные для животных бактерии: бактерии сибирской язвы, тифозная палочка, золотистый стафилококк и другие — не способны проникать в растение. Но можно, конечно, ранить растение и ввести в него этих микробов. В таком случае вследствие каких-то химических неблагоприятных условий бактерии или погибают, или, оставаясь живыми, не размножаются.

Вводили по 10 миллиграммов культуры туберкулёзной палочки человеческого и бычьего типов в стебли и плоды живых растений. Палочки подвергались распаду, а оставшиеся живыми становились менее «злыми», менее вирулентными. Такой опыт был поставлен, между прочим, с зелёными плодами растущего баклажана. Туберкулёзные палочки оказывались через 1—2 месяца растворёнными и убитыми. В луковицах лука и чеснока этой палочке живётся также плохо.

Всё новые и новые факты о значении фитонцидов для жизни растений обнаруживаются учёными. Расскажем о прекрасном исследовании сибирского ботаника профессора Томского университета Надежды Николаевны Карташовой. В нашей лаборатории давно установили, что цветы многих растений, лепестки венчика, обладают фитонцидными свойствами. Может быть, этого уже достаточно для защиты таких важных органов, как тычинки и пестики, без которых невозможно размножение растений. Карташова заинтересовалась нектарниками цветов, которые привлекали внимание ещё великого Чарльза Дарвина.

В глубине цветков располагаются в виде мелких ямок, бугорков, подушечек, рожков и в другом виде особые железы, выделяющие специальные жидкие и полужидкие сахаристые вещества. Пчёлы, бабочки, осы, шмели, мухи, муравьи посещают цветы, лакомятся нектаром, но, чтобы достать его, насекомые должны проникнуть во внутренние части цветка, при лом они неизбежно вымазываются липкой пыльцой, а затем, летая от цветка к цветку, собирая по капелькам нектар, бессознательно вымазывают принесённой пыльцой рыльце пестика, что и обеспечивает оплодотворение растений. Об этой большой роли нектарников знает каждый школьник.

Но оказалось, что нектарники и нектар имеют и другое важное значение, являясь одной из «линий обороны» растения от окружающих его врагов — микробов. Карташова обратила внимание на тот общепризнанный в настоящее время факт, по мёд пчёл обладает противомикробными целебными свойствами. Чем же обусловлены эти свойства? Можно думать, химическим составом нектара или веществ, которые может ввести пчела в состав нектара при его сборе, а скорее всего и тем, и другим. Вполне логично напрашивалась мысль о фитонцидных свойствах нектара и нектарников. Карташова со студентами Ферри и Перминовой изучала с этой точки зрения 16 видов растений. Здесь были и лютик, и роза, и примула, и орхидея, и многие другие.

Смешаем каплю нектара с каплей воды, содержащей одноклеточные организмы. Они погибают иногда поразительно быстро от нектара растения, называемого эритрина криста, инфузории погибают почти мгновенно, нектар льнянки (линария вульгарис) вызывает их смерть через одну-полторы минуты, нектар чёрной смородины — через пять минут. Не менее действенны и летучие фитонциды нектара. В нескольких случаях уже через две минуты летучие фитонциды нектара и нектарников убивают на расстоянии микроорганизмы. Изучено и бактерицидное действие нектара и нектарников, особенно в отношении стойких, приспособленных ко многим вредным влияниям внешней среды бактерий — в отношении кишечной палочки, живущей в кишечном тракте животных и человека, а также бациллы микоидес.

Почему в ходе эволюции растений выработались такие свойства? Нельзя сомневаться в выводах Карташовой: фитонцидные свойства нектара и нектарников — один из многих факторов естественного иммунитета, предохраняющего органы размножения от бактериальных и грибковых зараз; это одна из «линий обороны» растения.

Что бы ни принесли дальнейшие исследования, совершенно ясно, что нектар играет разнообразную роль. Ещё Дарвин думал, что роль нектара нельзя сводить к функции привлечения насекомых. В 1970 году Н.Н. Карташова и С.И. Цытленок показали, например, что летучие вещества нектара влияют на количество прорастающих пыльцевых зёрен и на сам процесс прорастания.