О любви, ненависти и о равнодушии растений друг к другу

Рассматривая с разных сторон значение фитонцидов для жизнедеятельности растений, мы вольно или невольно касались и взаимоотношений растений. Так, какую же роль играют летучие фитонциды во взаимной жизни высших растений? Нельзя ли мобилизовать фитонциды на службу сельскому хозяйству?

Утверждают, что дикорастущие растения лугов, лесов, болот менее подвержены болезням, чем представители культурных видов, взращиваемых не в сообществе с другими растениями. Возможно, что в условиях естественных растительных сообществ, когда рядом с лютиком, положим, растут лук, щавель, ромашка и так далее, происходит не только борьба между разными видами, но и взаимное обслуживание растений фитонцидами. Нельзя видеть в природе лишь борьбу: в ходе развития мира животных и растений на основе борьбы складывались и самые разнообразные формы сожительства, взаимопомощи. Может случиться, что в этой борьбе и взаимопомощи большая роль принадлежит не только обстоятельствам, связанным с питанием и дыханием, с влажностью и температурой, но и фитонцидам.

Много загадок для науки таят разные типы лесов, лугов, степей. Во взаимном влиянии растений друг на друга, особенно в условиях лесов, пока больше неясного, чем выясненного.

Всем известно, что чистые еловые насаждения после достижения определённого возраста почти совершенно лишены трав и подлеса. Не замешаны ли и здесь наряду с другими обстоятельствами фитонциды, а также вещества, образующиеся в результате отмирания частей растений? Смоченная подстилка из хвои или водная вытяжка из высушенных еловых игл обладает фитонцидными свойствами.

Уже в 30-х годах исследователи фитонцидов, естественно, заинтересовались этими вопросами. Н.И. Голубинский изучал прорастание пыльцы различных растений в атмосфере летучих веществ, выделяемых цветками других растений. Тогда же В. Соловьёв убедился, что в естественных условиях на прорастающую пыльцу могут действовать летучие фитонциды различных органов того же самого растения и окружающих растений.

Сообщим о нескольких, пока ещё достаточно загадочных, явлениях из жизни растений, заставляющих специалистов в области фитонцидов идти в своих исследованиях в новом, неожиданном направлении.

Так, ботаник Голубинский, проращивая пыльцу различных растений в атмосфере летучих веществ, выделяемых цветками других растений, в большинстве случаев отметил ускорение прорастания пыльцевых зёрен; увеличилось и число проросших зёрен. Поставили опыты с летучими фитонцидами лука. Испробовали их влияние на пыльцу 15 видов растений. На сухую пыльцу летучие фитонциды не подействовали, пыльца, находившаяся в атмосфере, насыщенной фитонцидами лука, впоследствии нормально прорастала. Если же была достаточная влажность, если опыты ставились так, что действовали фитонцидами на прорастающую пыльцу, то даже 5-минутное их влияние приводило к остановке прорастания и даже к гибели пыльцы.

X.Борр и X.Кролоп проращивали пыльцу растений форзилия и бальзамин в растворе сахарозы. Прорастание проходило плохо. Если же к раствору прибавлять пыльцу некоторых других растений, то в их соседстве прорастание может быть стимулировано (рис.43).

Рис.43. Прорастание пыльцы форзиции а — пыльца форзиции в растворе сахарозы; б — с добавлением пыльцы гусиного лука.

Дальнейшие исследования не только подтвердили наблюдения Голубинского, но и принесли много нового. Прорастание пыльцы люцерны стимулируют летучие фитонциды овса и житника; наоборот, фитонциды тимофеевки луговой, полыни понтийской, акации жёлтой и черёмухи обыкновенной явно задерживают прорастание пыльцы люцерны. Фитонциды горчака жёлтого обыкновенного и осота полевого не оказывают ни стимулирующего, ни тормозящего действия. Летучие фитонциды настурции стимулируют прорастание собственной пыльцы и задерживают прорастание пыльцы другого растения — помидора.

Перед ботаниками встают новые и новые вопросы. Ни одно растение в природе не живёт совершенно обособленно от других организмов.

Сорвём ландыши и несколько веточек цветущей сирени. Поставим часть ландышей в одну банку с водой, часть веток сирени — в другую банку, а в третьей банке поместим оставшуюся часть ландышей и веточек сирени. Пусть во всех банках будет приблизительно одинаковое количество воды и все они будут находиться в одинаковых температурных условиях и условиях освещения. Мы убедимся, что сирень и ландыш «ненавидят» друг друга. Цветы сирени гораздо быстрее завянут в соседстве с ландышами, чем в одиночестве.

Ландыши и нарциссы в разных вазах сохраняются долго, а в одной вазе скоро увядают. Мак и орхидеи также мешают другим цветам. Соберём букет разных летних цветов и прибавим к нему резеду. Она вредно подействует на остальные цветы, без неё такой же набор сохранится дольше.

Садовники могут так комбинировать цветы, что они остаются свежими долгое время. Если цветы настурции стоят одни, они будут свежими в течение лишь одного дня, а вместе с туей они сохраняются в течение 2—3 дней. Тюльпаны радуют нас своей свежестью вдвое дольше, если в вазу с ними поставить маленькую ветку туи.

Значит ли это, что во всех случаях во взаимовлияниях цветков главную роль играют летучие фитонциды? Может быть, во многих случаях имеют значение вещества, выделяемые растениями в воду и растворимые в ней? Отмечено, что в состоянии цветения растения более энергично выделяют фитонциды.

Утверждают, что дуб и орех в природных условиях взаимно тормозят друг друга. Есть наблюдения о том, что розы и лилии взаимно улучшают существование друг друга, что выделения магнолии задерживают рост некоторых трав, а выделения хвойных деревьев угнетают лиственную поросль.

В нашей лаборатории антоновские яблоки однажды причинили серьёзную неприятность. Ящики с яблоками принесли в комнату, где стояли в горшках лимонные деревца. Пришлось основательно выругать летучие фитонциды яблок, когда оказалось, что от их воздействия через два дня все листья молодых лимонных деревьев опали! Эти наблюдения нельзя считать новыми и неожиданными. Они подтверждают давно известные факты подобного рода.

Начиная с 1937 года немецкий ботаник Ганс Молиш провёл многие очень интересные опыты, в частности, с яблоками. При этом он убедился, что яблоки выделяют газ этилен, который влияет на жизнь находящихся рядом растений.

Сорвём с одного и того же экземпляра жёлтой акации две веточки с 50—100 листочками. Каждую веточку поместим в банку с водой. Будем держать эти банки в одинаковых условиях. Но рядом с одной банкой положим 1—2 спелых яблока. В обоих случаях банки накроем одинаковыми достаточно большими стеклянными колпаками. Через несколько суток ветка акации в одной банке будет ещё хорошо себя чувствовать, все листочки окажутся целыми. С веточкой же, находившейся по соседству с яблоками, случится нечто странное: все листочки опадут, веточка завянет (рис.44). Совершенно очевидно, что вредным для акации началом являются летучие вещества, выделяющиеся из яблок.

Учёным и практикам давно уже было известно множество случаев влияния растений друг на друга на расстоянии. Но лишь в свете учения о фитонцидах многие загадочные факты получили своё частичное объяснение. Мы говорим «частичное», так как взаимная жизнь растений — очень сложное явление и фитонциды играют роль лишь одного из многочисленных факторов природы.

Рис.44. Опадение листьев у жёлтой акации под влиянием летучих фитонцидов. Слева — контроль, справа — после 4-дневного воздействия фитонцидами яблок.

Вопросы о взаимном влиянии растений друг на друга чрезвычайно важны для сельского хозяйства, и хочется думать, что учение о фитонцидах заставит задуматься о более правильном чередовании растений на полях и о смешанных посевах.

Приведём ещё примеры влияния растений друг на друга. Некоторые сорта капусты и фиалки альпийской «ненавидят» друг друга и гибнут, будучи посаженными вместе. При совместном посеве семян фиалки и ржи прорастает 100 процентов семян фиалки, а при посеве семян фиалки и пшеницы ни одно семя фиалки не прорастает. Вблизи участка с полынью, даже на расстоянии одного метра, наблюдается резкое угнетение роста льна, тмина, шалфея, гвоздики, георгина. Корни осины выделяют летучие фитонциды, угнетающие другие породы деревьев, в том числе дуб.

В некоторых случаях выяснено, какие именно вещества, составляющие фитонциды, действуют угнетающе на другое растение. Так, в упоминавшихся случаях вредного действия яблок несомненно играет роль газ этилен.

Рис.45. Прорастание семян мака в присутствии миндаля. Слева издержка прорастания в присутствии горького миндаля; справа — хорошее прорастание в присутствии сладкого миндаля.

Вредное влияние может оказать синильная кислота, выделяющаяся из многих растений. Из-за неё происходит задержка прорастания семян в природных условиях, что подтверждают и лабораторные опыты. Например, будем проращивать семена мака на влажной фильтровальной бумаге. В одних опытах прорастание семян проведём в присутствии сладкого миндаля, выделяющего очень незначительные количества синильной кислоты, а в других опытах — в присутствии горького миндаля. В нём много амигдалина, то есть вещества, из которого освобождается синильная кислота. В присутствии горького миндаля прекращается прорастание мака (рис.45).