Страница 2 из 73
Читатели отнесутся, я уверен, снисходительно к тому, что некоторые страницы книги написаны, так сказать, не только мозгом, но и сердцем. Я очень люблю своё «незаконнорождённое дитя в науке». При написании книги я не раз увлажнёнными глазами всматривался в прошлое, вспоминая свои неудачи и успехи, и с оттенком лёгкой грусти и в то же время оптимистически вглядывался в даль. Теперь нельзя уже сомневаться в том, что проблема фитонцидов никогда не устареет, что усилиями новых и новых поколений молодёжи будет воздвигнуто такое научное здание, в фундаменте которого моё открытие останется лишь в виде одного из кирпичиков. Но всё же останется!
Преклоняюсь перед будущим науки и не стыжусь своего скромного прошлого.
Как и в первом издании книги, я передаю моё сердечное спасибо Елене Васильевне Захаровой. Елена Васильевна многие годы своей жизни отдала нашей лаборатории и явилась одним из самых энергичных и бескорыстных борцов за новую проблему. Благодарю сердечно Людмилу Николаевну Святогор за помощь при подготовке рукописи этой книги. Я искренне благодарю и редактора моей книги Валентину Михайловну Николаеву за многие критические замечания.
Б.П. Токин,
сентябрь 1978 г.
Факты — это воздух учёного.
И.П. Павлов
Что такое фитонциды
Нам с вами, читатель, предстоит вступить в новую, основанную нашей отечественной наукой область знания. В ней, как и во всякой другой отрасли науки, для того чтобы избежать неточных выводов, нужно запастись терпением и изучить много фактов. Так мы и поступим, а потом уже сделаем обобщения, создадим теорию.
Удивительные свойства раненых растений
Сорвём листья берёзы или дуба, чёрной смородины или апельсинового дерева, иглы пихты или можжевельника, возьмём свежий корень дикого пиона или корневище хрена, плоды черёмухи или других растений. Разрежем их, по возможности быстро, на мелкие кусочки и на расстоянии нескольких миллиметров или сантиметров от них поместим каплю воды, в которой находятся одноклеточные животные, видимые, как правило, только под микроскопом. Этих животных называют протозоа — простейшие. К ним относятся амёбы, инфузории и им подобные микроорганизмы (рис.1). Некоторые из них совершенно безобидны для человека и животных, другие же приносят большой вред, вызывая серьёзные заболевания.
Рис.1. Некоторые виды простейших.
а — амёба; б — инфузория-туфелька; в — болезнетворная для человека инфузория — кишечная лямблия; г — паразит лягушки, обитающий в её кишечнике, — опалина; д — стентор; е — сувойка.
Рис. 2. Схема опытов по влиянию летучих веществ, выделяемых растениями, на протозоа . 1 — капля воды с простейшими; 2 — растительная кашица; 3 — стеклянная пластинка; 4 — стеклянная чашка; 5 — часовые стёкла, положенные одно на другое.
Для опытов можно взять и безвредных, и болезнетворных простейших, иначе называемых патогенными. Опыты свои поставим так, чтобы капля воды с простейшими никоим образом не соприкасалась с растительным материалом (рис.2). Через 5, 10, 20 минут все простейшие погибнут. Это легко обнаружить под микроскопом, а для крупных простейших — и под лупой.
Иногда при таких опытах простейшие умирают уже в первые секунды. Время, в которое гибнут простейшие, зависит от вида взятого растения, от количества полученного растительного материала — кашицы и, как увидим впоследствии, от многих других важных обстоятельств.
Проведём другой опыт. Осенью или зимой на обыкновенной овощной тёрке натрём хорошо сохранившуюся головку чеснока.
Рис.3. Некоторые болезнетворные бактерии.
Бактерии-возбудители: а — нагноений; б — рожи; в — сибирской язвы; г — дифтерии; д — туберкулёза; е — брюшного тифа; ж — холеры.
На некотором расстоянии от полученной чесночной кашицы поместим каплю жидкости, в которой находятся какие-нибудь подвижные бактерии (рис.3). Эти опыты можно ставить так же, как и опыты с простейшими. Мы обнаружим удивительное явление: в течение первой минуты, а иногда и моментально, движение бактерий останавливается, хотя жидкость, в которой они находятся, является самой благоприятной средой для их жизни и размножения. В такой жидкости, если бы не было по соседству чесночной кашицы, бактерии жили бы многие часы и дни.
Что же случилось с бактериями? Они погибли?
Перенесём неподвижных микробов из этой капли на благоприятные для них питательные среды. Учёные называют это посевом микробов. Если мы сделаем посев через несколько секунд или через минуту после начала опыта, то бактерии нередко ещё будут размножаться. Значит, не все они убиты, некоторые, словно парализованные, перестали двигаться. Во всяком случае, результаты таких опытов убедят нас, что не все бактерии погибают за столь короткий промежуток времени.
Рис.4. Влияние летучих веществ лука на дрожжевые грибки.
1 — кашица лука у основания столбика агара; 2 — дрожжевые грибки, посеянные на верхней плоскости агарового столбика.
Продолжим опыт. Пусть капля жидкости с бактериями будет находиться под воздействием чесночной кашицы в течении минут десяти. На какие бы самые благоприятные среды ни посеять теперь бактерий из опытной капли, они не будут размножаться: все они окажутся мёртвыми.
Небольшое количество натёртого лука положим рядом со столбиком агара[1] с пивным суслом. На верхней площадке такого питательного для микроорганизмов столбика предварительно посеем одноклеточные организмы — дрожжевые грибки[2], используемые при хлебопечении или в пивоваренном и винокуренном производствах. Опыты поставим так, как это изображено на рис.4, б: агаровый столбик и луковая кашица накрыты стеклянным колпаком. Но можно обойтись и без колпака, что и показано на рис.4, а.
В особо удачных случаях не требуется дальнейших специальных исследований, но, чтобы избежать возможных ошибок, лучше не доверять глазу и микроскопу, а продолжить опыт. Посеем теперь в питательные среды пробы дрожжей с контрольного, не подвергавшегося воздействию лука, и опытного столбиков. Создадим одинаковые, очень хорошие температурные и иные условия для роста и размножения этих микроорганизмов.
Пройдёт 10, 20, 30 минут. Уберём луковую кашицу. Невооружённый глаз не заметит никаких изменений. Не будем, однако, торопиться с выводами. Продолжим наблюдения. Пройдут часы. Теперь мы и невооружённым глазом, а с помощью увеличительных стёкол особенно, увидим, что на поверхности контрольного агарового столбика выросла пышная бархатистая плёнка дрожжей, а дрожжевая культура на таком же агаровом столбике, вокруг которого была положена луковая кашица, оказалась погибшей.
Существует в природе много видов плесневых грибков. Все так или иначе знают их. Каждый из нас не раз наблюдал пушистый налёт на фруктах, хлебе и пр. (рис.5). Это белая или серая плесень. Основные черты строения и способ роста плесени можно изучить и невооружённым глазом. В течение 2—3 дней от начала роста грибка (из хлеба, например) протягивается во все стороны большое количество тонких белых нитей.
Рис.5. Плесневый грибок, растущий на навозе.
1 — часть мицелия с двумя воздушными гифами 2, оканчивающимися спорангиями 3; 4—6 — стадии прорастания спор.
Множество этих нитей связано между собой, поэтому в хлебе образуется как бы тонкая кружевная сеть. Такая сеть называется мицелием, а нити, из которых она состоит, именуются гифами мицелия; те же нити, которые подымаются вверх, на воздух, и которые кажутся пушком, называются воздушными гифами. Они достигают длины 6—8 сантиметров. В ходе развития и роста грибка концы воздушных гифов расширяются и, наконец, каждый гиф завершится маленьким шариком, постепенно чернеющим. Когда такой шарик разовьётся и вырастет до своих пределов, то от малейшего прикосновения он лопается. Чёрные шарики называются спорангиями, они содержат споры (воспроизводительные клетки), которые при подходящих условиях прорастают, образуя мицелий и гифы.