Целебные яды растений - Токин Борис Петрович - Страница 63

И в другой подобной серии опытов на 20 яйцекладках были получены сходные результаты. Следовательно, манник продуцирует в воду какие-то вещества, могущие тормозить развитие зародышей моллюсков. В случае сильного измельчения растения, а значит большей временной продукции фитонцидов, во всех опытах наблюдались более демонстративные результаты. Зародыши моллюсков на ранних стадиях развития, помещённые в чашки с водопроводной водой и свежей кашицей манника в количестве 2—3 грамма, погибли все на вторые сутки почти на тех же самых стадиях, на которых были взяты до опыта. Происходил и видимый распад тела. Контрольные зародыши развивались нормально. Далее оказалось, что эмбрионы моллюсков во всех случаях погибают и от летучих выделений манника при 1—2-часовой экспозиции.

В опытах испытывалось также влияние фитонцидов сине-зелёной водоросли на развитие яиц амфибий. Для этого икра лягушки, находящаяся на самой ранней стадии развития, помещалась в чашки с прудовой водой и осцилляторией (в количестве 2—3 грамма). В контрольные чашки помещались зародыши той же кладки, но без водоросли. В опыте было использовано более 6000 зародышей. Наблюдая за ходом развития, удалось установить, что присутствие осциллятории оказывает тормозящее действие на развитие яиц лягушки. Это может быть связано с выделением каких-то химических веществ. На 5-й день в контрольных чашках при температуре 20—24 градуса Цельсия, как правило, вылуплялись почти все зародыши; в это же время подопытные эмбрионы той же яйцекладки находились на стадии, далеко ещё не предшествующей вылуплению зародыша из яйца. Гибель подопытных зародышей наступала на 9-й день: при перенесении их в чистую прудовую воду они не развивались и постепенно начинали распадаться. В отдельных случаях опытные зародыши достигали стадии, когда имеются наружные жабры, но затем погибали, в то время как контрольные развивались вполне нормально.

Не все изучавшиеся в этом направлении животные оказались столь чувствительными к условиям среды, в которой находится осциллятория. Так, например, не удаётся отметить какой-либо существенной разницы в развитии между опытными и контрольными зародышами круглых червей; не обнаружено и токсическое действие на туфельки, стилонихии, сувойки в той среде с осцилляторией, в которой яйца лягушки, как правило, развивались медленно и нередко погибали.

Уже эти явления свидетельствуют о том, что химические вещества, выделяемые некоторыми растениями, по всей вероятности, играют немаловажную роль в жизни водоёмов.

А как ведут себя взрослые моллюски в атмосфере летучих фитовыделений и в водной среде, содержащей измельчённые растительные ткани? Это изучено на моллюске физы красной. Источником фитонцидов служили водные, прибрежные и наземные растения: элодея, валлиснерия, ризоклениум, трифоль трёхлистная, манник большой, манник трёхцветковый, манник литовский, горец земноводный. Всего под наблюдением находилось 940 животных.

Оказалось, что резистентность моллюсков к летучим фитонцидам разных растений различна. Особенно демонстративное угнетение моллюска физы красной наблюдается в атмосфере летучих фитонцидов манника большого, манника трёхцветкового и манника литовского. Животные теряют активность, втягивают тело в раковину, постепенно перестают отвечать на раздражения, а через 10—30 часов погибают. Не только манник свежий, но и высушенный (в опытах предварительно смачивался водой) может вызывать подобные явления. Несколько меньшей токсичностью обладают летучие фитонциды горца земноводного, трифоли трёхлистной.

Целые, неповреждённые растения, такие, как элодея, ряска трёхдольная, горец земноводный, рдест плавающий, валлиснерия, стрелолист обыкновенный, частуха подорожниковая, кувшинка белая, кубышка жёлтая, не оказывают на взрослых моллюсков какого-либо отрицательного действия. Видимо, поэтому моллюски охотно избирают их для откладки яиц и избегают те растения, выделения которых губительно влияют как на взрослые формы, так и на их зародыши.

При помещении 1—3 граммов кашицы из манника в стаканы со 100 миллилитрами отстоянной водопроводной воды моллюски физы погибают в течение 1—3 суток, от элодеи — через 2—7 суток, ризоклениума — через 7 суток, валлиснерии — через 15 суток. Вероятно, эволюционно у животных выработались приспособления, дающие возможность избегать те растения, фитонциды которых имеют вредоносное действие.

Взаимное влияние разных видов растений изучалось на осциллятории, ризоклениуме, хлорелле, элодее, частухе, маннике трёхцветковом в следующих вариантах: действие ризоклениума на хлореллу; влияние осциллятории и хлореллы друг на друга; взаимоотношение осциллятории, ризоклениума и хлореллы при длительном совместном их культивировании; влияние осциллятории на элодею и другие высшие растения.

В первом варианте исследований было поставлено 75 опытов. Они показали, что при совместном культивировании водорослей ризоклениум отрицательно действует на рост и развитие хлореллы. В культуре значительно уменьшается число клеток хлореллы. В то же время в контрольных стаканах, где отсутствовал ризоклениум, хлорелла размножалась более интенсивно.

Для того чтобы выяснить, не ошибочно ли предположение о значении во взаимоотношениях растений химических факторов, не объясняются ли результаты наблюдений конкуренцией между водорослями за нужные для их жизни элементы (азот и другие), были поставлены специальные контрольные опыты. Эти опыты убедили в том, что дело не в конкуренции, а именно в химических влияниях.

Многолетние наблюдения позволили Гуревичу заключить, что выделения ризоклениума, по всей вероятности, принимают участие в биологической самоочистке воды.

Во второй серии опытов изучалось влияние друг на друга осциллятории и хлореллы. В контрольные стаканы помещали только хлореллу (750 клеток в одном миллилитре). В опытах кроме хлореллы находилась осциллятория в количестве 0,05; 0,1; 0,15; 0,2 грамма. Выяснилось, что указанные водоросли уживаются друг с другом до наступления интенсивного размножения осциллятории. В момент «бурного цветения» последней, когда в культуре образуется осадок, зелёная водоросль плохо размножается, и в течение 2—6 недель в опытных стаканах вместо исходных 750 остаётся 19—85 её клеток.

В дальнейшем были проведены наблюдения за характером взаимоотношений трёх видов водорослей, находящихся длительное время в одной и той же среде, а также за изменениями их клеток. Было поставлено 120 опытов по такой же методике с той лишь разницей, что в стаканы с хлореллой одновременно добавлялись в равных количествах (0,25 грамма) синезелёные и зелёные водоросли. В первые 2—3 недели наблюдалось заметное уменьшение количества клеток хлореллы. В опытных стаканах вместо 750 их насчитывалось 50—12, в контроле — 240—109. Что касается ризоклениума и осциллятории, то за этот промежуток времени не наблюдалось какого-либо угнетающего действия их друг на друга. Спустя 1—1,5 месяца осциллятория начала обрастать ризоклениум и примерно через 2—3 месяца своими нитями со всех сторон покрывала его. По всей вероятности, осциллятория выделяет какие-то химические вещества, вызывающие в клетках зелёной водоросли глубокие изменения, нередко приводящие к полному их разрушению.

Культуральная жидкость, в которой находилась осциллятория до начальных периодов цветения, а также в первые его моменты, не была токсичной для зелёной водоросли и не вызывала в ней видимых изменений. Только после интенсивного цветения осциллятории и образования ею осадка в культуральной среде испытуемый фильтрат становился активным в отношении ризоклениума и вызывал в клетках водоросли глубокие изменения с развитием процессов, приводящих их к смерти. Об этом свидетельствовали выраженные их разрушения. Сходная картина разрушения клеток наблюдалась и у высших растений, в частности при совместном содержании осциллятории с элодеей.

Проведённые эксперименты свидетельствуют о том, что фитонциды играют существенную роль во взаимоотношениях растений в биоценозах водоёмов.

Как в природных условиях, так и в экспериментах обнаружено несколько особенно интересных в фитонцидном отношении растений, среди которых следует отметить манник большой, манник трёхцветковый и манник литовский. Их фитонциды оказывают сильное влияние на динамику численности и видовой состав обитателей водоёмов. На них раскрываются новые данные о причинах массовых отравлений и гибели животных в местах произрастания этих растений. Кроме того, полнее раскрывается биологическая роль фитовыделений в биоценозах водоёмов.