Дивовижні властивості поранених рослин
Зірвемо листя берези або дуба, чорної смородини або апельсинового дерева, голки ялиці або ялівцю, візьмемо свіжий корінь дикого півонії або кореневище хрону, плоди черемхи або інших рослин. Роздільна жем їх, по можливості швидко, на дрібні шматочки і на відстані декількох міліметрів або сантиметрів від них помістимо краплю води, в якій знаходяться одноклітинні тварини, видимі, як правило, тільки під мікроскопом. Цих тварин називають протозоа - найпростіші. До них відносяться амеби, інфузорії і їм подібні мікроорганізми (рис. 1). Деякі з них абсолютно нешкідливі для людини і тварин, інші ж приносять велику шкоду, викликаючи серйозні захворювання.
Мал. 1. Деякі види найпростіших: амеба; 2 - інфузорія-туфелька; 3 - болезнетвор для людини інфузорія - кишкова лямблії паразит жаби, що мешкає в її кишечнику, - опалин; 5 - Стентор; 6 - сувойка
Для дослідів можна взяти і нешкідливих і хвороботворних найпростіших, інакше званих патогенними. Досліди можна поставити по-різному, що видно з наведених малюнків.
Досліди свої поставимо так, щоб крапля води з найпростішими жодним чином не стикалася з рослинним матеріалом (рис. 2).
Мал. 2. Схема дослідів по впливу летких речовин, що виділяються рослинами на протозоа: 1 - крапля води з найпростішими; 2 - рослинна кашка; 3 - скляна пластинка; 4 - скляна чашка; 5 - вартові скла, покладені одна на одну
Через 5, 10, 20 хвилин все найпростіші загинуть.
Це легко виявити під мікроскопом або, щодо великих найпростіших, - під лупою.
Іноді при таких дослідах найпростіші вмирають вже в перші секунди. Час, в яке гинуть найпростіші, залежить від виду взятого рослини, від кількості отриманого рослинного "матеріалу" - кашки і, як побачимо згодом, від багатьох інших важливих обставин.
Проведемо інший досвід. Восени або взимку на звичайній овочевій тертці натерти добре збережену головку часнику. На деякій відстані від отриманої часниковою кашки помістимо краплю рідини, в якій знаходяться якісь рухливі бактерії (рис. 3). Ці досліди можна ставити так само, як і досліди з найпростішими.
Мал. 3. Деякі хвороботворні бактерії-збудники: 1 - нагноений; 2 - пики; 3 - сибірської виразки; 4 - дифтерії; 5 - туберкульозу; 6 - черевного тифу; 7 - холери
Ми виявимо дивовижне явище: протягом першої хвилини, а іноді і моментально, рух бактерій зупиняється, хоча рідина, в якій вони перебувають, є найбільш сприятливим середовищем для їхнього життя і розмноження. У такій рідини, якби не було по сусідству часниковою кашки, бактерії жили б багато години і дні.
Що ж сталося з бактеріями? Вони загинули?
Перенесемо нерухомих мікробів з цієї краплі на сприятливі для них поживні середовища. Вчені називають це посівом мікробів. Якщо ми зробимо посів через кілька секунд або через хвилину після початку досвіду, то бактерії нерідко ще будуть розмножуватися. Значить, не всі вони вбиті, деякі, немов паралізовані, перестали рухатися. У всякому разі, результати таких дослідів переконають нас, що не всі бактерії гинуть за такий короткий проміжок часу.
Продовжимо досвід. Нехай крапля рідини з бактеріями буде перебувати під впливом часниковою кашки протягом хвилин десяти. На які б найсприятливіші середовища ні посіяти тепер бактерій з досвідченою краплі, вони не будуть розмножуватися: всі вони виявляться мертвими.
Невелика кількість натертого лука покладемо поруч із стовпчиком агару 1 з пивним суслом. На верхньому майданчику такого поживного для мікроорганізмів стовпчика попередньо посіємо одноклітинні організми - дріжджові грибки 2. використовувані при хлібопеченні або в пивоварному і винокурному виробництвах.
1 (Агар - рослинний холодець, що отримується з морських водо-росли. Розчиняється в киплячій воді і застигає при охолодженні в щільну однорідну масу. Якщо замість води застосувати розчин поживних для бактерій речовин, наприклад пивне сусло, то такий агар називається живильним і широко застосовується в бактеріології.)
2 (Нерідко в подальшому "нижчі гриби" будуть називатися "грибками".)
Досліди поставимо так, як це зображено на рис. 4, Б. агарові стовпчик і цибулевий кашка накриті скляним ковпаком.
Але можна обійтися і без нього, як це показано на рис. 4, А.
Мал. 4. Вплив летких речовин лука на дріжджові грибки: 1 - кашка лука біля основи стовпчика агару; 2 - дріжджові грибки, посіяні на верхній площині агарного стовпчика
В особливо вдалих випадках не потрібно подальших спеціальних досліджень, але, щоб уникнути можливих помилок, краще не довіряти оці і мікроскопу, а продовжити досвід. Посіємо тепер в поживні середовища проби дріжджів з контрольного і досвідченого стовпчиків. Створимо однакові, дуже хороші температурні і інші умови для росту і розмноження цих мікроорганізмів. Через добу переконаємося в чудовому зростанні і розмноженні контрольних дріжджів і в повній відсутності зростання і розмноження дріжджів, які ми взяли з плівки агарного стовпчика, який перебував під впливом лушпиння кашки.
Ми можемо взяти для досвіду і інші грибки, наприклад викликають заразну хворобу картоплі - фітофторою інфестанс (див. Рис. 43). Ми переконаємося, що і цей "картопляний грибок" на різних стадіях свого розвитку незмінно гине під впливом лушпиння кашки, що знаходиться на деякій відстані від культури грибка.
Пройде 10, 20, 30 хвилин. Приберемо тепер цибульну кашку. Неозброєний око не помітить ніяких змін. Не будемо, однак, поспішати з висновками. Продовжимо спостереження. Пройдуть годинник. Тепер ми і неозброєним оком, а за допомогою збільшувальних стекол особливо, побачимо, що на поверхні контрольного, що не піддавалося впливу цибулі, агарового стовпчика виросла пишна оксамитова плівка дріжджів, а дріжджова культура на такому ж агаровом стовпчику, навколо якого була покладена луковая кашка, виявилася загиблої.
Існує в природі багато видів цвілевих грибків. Все так чи інакше знають ці грибки. Кожен з нас не раз спостерігав пухнастий наліт на фруктах, хлібі, шкірі та ін. (Рис. 5). Це біла або сіра цвіль.
Мал. 5. Пліснявий грибок, зростаючий на гної: А - частина міцелію 1 з двома повітряними гіфами 2, що закінчуються спорангіями 3; Б - суперечки 1, 2 і 3 (три стадії проростання суперечка)
Основні риси будови і спосіб зростання цвілі можна вивчити і неозброєним оком. Протягом 2-3 днів від початку зростання грибка з хліба, наприклад, виростає на всі боки велика кількість тонких білих ниток.
Безліч цих ниток пов'язане між собою, тому в хлібі утворюється як би тонка мереживна мережу. Ця мережа називається міцелієм, а нитки, з яких вона складається називаються гіфами міцелію; ті ж нитки, які піднімаються вгору, на повітря, і які здаються пушком називають повітряними гіфами. Вони досягають довжини 6-8 сантиметрів. В ході розвитку і зростання грибка кінці повітряних гифов розширюються, і, нарешті, кожен гіф буде закінчуватися маленьким кулькою, поступово чорніє. Коли така кулька розвинеться і виросте до своїх меж, то від найменшого дотику він лопається. Чорні А кульки називаються спорангіями; вони містять спори (відтворювальні клітини), які при відповідних умовах проростають, утворюючи міцелій і гіфи.
Проведемо з будь-яким цвілевих грибком досвід. Візьмемо скляну чашку, звану чашкою Петрі і звичайно вживану фахівцями з мікробам. Це чашка з кришкою; висота чашки 2-3 сантиметри, а діаметр 10-15 сантиметрів. У чашку Петрі наливається розплавлений агар з живильним для цвілевих грибків середовищем. Агар застигає тонким шаром в 4 5 міліметрів.
Тепер можна рівномірно по всій поверхні агару посіяти 2-3 тисячі суперечка цвілеві грибки, наприклад чорного Аспергилл. Цей пліснявий грибок дуже зручний для подібних дослідів.
На кришку чашки покладемо 1 грам дрібно порізаних недавно зірваних листя черемхи, або лавровишні, або розчавлених насіння рослини борщівника. Перевернемо тепер чашку з агаром і введемо її в кришку. Чашка буде поставлена вверх дном, а поранені листя черемхи або інших рослин будуть "дивитися" на посіяні суперечки. Залежно від того, яке рослина взято, в більший або менший проміжок часу ми зауважимо, що проростання суперечка сповільнюється або припиняється зовсім. Рослина на відстані абсолютно вбиває їх.
Особливо наочно протигрибковудію багатьох рослин проявляється при наступній постановці дослідів. Рівномірно засіємо, як ми це вже робили, в чашку з агаром спори грибка. Суперечка візьмемо стільки, щоб через день, другий, третій вся поверхня могла виявитися покритою прекрасним чорним "оксамитом". Таке враження створюють численні спорангії.
Отже, суперечки посіяні. Негайно після цього в центрі чашки будь-яким знезараженим від бактерій і грибків знаряддям, наприклад пробковий свердлом, зробимо "колодязь", в який помістимо чверть грама отриманої на тертці часниковою кашки. Чашку поставимо в термостат, в якому підтримується постійна температура (28 градусів).
У контрольній чашці, в якій не було часниковою кашки, ми побачимо рівномірне зростання грибків по всій поверхні. У досвідчених чашках з "колодязями", в яких знаходиться часникова кашка, проростання суперечка відбувається лише по краях чашки, на деякій відстані від "колодязя". Навколо "колодязя" незмінно виходить, як це прийнято говорити, стерильна зона, тобто такий простір, в якому абсолютно не виявляється зростання грибків.
Виходить, що вміщена в "колодязь" часникова кашка в кількості лише чверті грама заважає проростанню спор або вбиває їх.
Багато цікавих подробиць з'ясували вчені. Так, через дві-три доби при зазначених умовах досвіду ми побачимо на периферії чорну оксамитову плівку, яка свідчить про те, що життєвий шлях грибків завершено, в спорангіях знову утворилися суперечки. Навколо ж "колодязя" з часником ми побачимо, як уже говорили, стерильну зону. На самому кордоні між цією стерильною зоною і чорної бархатистою плівкою чітко видна біла "облямівка" - тут вузькою смугою проросли грибки, утворилися гіфи міцелій, але суперечки не утворюються, виходить бесспоровие зона.
Весь послідовний хід зростання грибків в контрольній і дослідній чашках знятий на кінострічці.
На рис. 6 дані фотографічні знімки з деяких заключних етапів досвіду.
Мал. 6. Дія летких речовин часнику на пліснявий грибок чорний аспергилл (в центрі лівої чашки - кашка з часнику): 1 - стерильна зона; 2 - зона росту грибка без утворення спор; 3 - зона росту грибка зі спорообразованием; 4 - стерильна зона на місці 'доріжки', утвореної краплею соку часнику
Фотографічний знімок праворуч дає уявлення про досвід, проведеному трохи інакше. Тут не робився "колодязь" і в центр чашки не поміщалася кашка з часнику. Після рівномірного по всій поверхні посіву спор чорного Аспергилл на чашку, з краю її, наносилася крапля соку часнику; чашка негайно нахилялася; крапля, стікаючи, утворювала доріжку. На другу-третю добу ми бачимо цікаву картину: на доріжці суперечки не прортелі, утворилася стерильна зона, за нею йде бесспоровие зона, де гіфи міцелію проросли, а спорангії не утворилися. Нарешті, слід смуга з нормально пророслими грибками, що дали знову суперечки. Ця смуга, як і личить в нормі, чорна, "оксамитова".
Щоб скласти собі більш наочне уявлення про протигрибкової потужності часнику, наведемо як приклад один з дослідів. Виявилося, що досить 30-45 секунд впливу часниковою кашкою, покладеної на дно посудини в кількості десятої частки грама, щоб знаходяться в висячої краплі рідини спори грибка, званого "пеніцілліум нотатум", з якого готують прекрасне лікувальне засіб - пеніцилін, абсолютно не проросли.
Обмежимося поки цими дослідами. Їх абсолютно достатньо, щоб дійти такого висновку: при подрібненні різних органів і частин рослин створюється велика поверхня випаровування і з рослинної кашки виділяються якісь сильно леткі речовини, що можуть вбивати грибки, бактерії і протозоа.
Спеціальними дослідами встановлено, що з рослинної кашки виділяються саме хімічні речовини, дуже згубні, або, як кажуть інакше, дуже Уоксічние для мікроорганізмів навіть у ледь вловимих дозах. Що це хімічні речовини, а не будь-які промені, можна довести досвідом (рис. 7).
Мал. 7. Досвід, який показує згубну дію летючих речовин рослин на мікроорганізми: 1 - крапля рідини з мікроорганізмами; 2 - звита трубка; 3 - склянка з рослинної кашкою на дні
У великій скляній посудині з відвідної довгою трубкою 2 вміщено скельце з краплею води, в якій знаходяться найпростіші (на малюнку позначено цифрою 1), або чашка з поживним агаром, на якому посіяні ті чи інші бактерії або грибки. Кінець довгою звивистою трубки з'єднаний зі склянкою 3, в якій поміщений джерело хімічних речовин, згубних для мікроорганізмів, наприклад луковая кашка, отримана на тертці, або порізані, стовчене тим чи іншим способом листя лавровишні. Через деякий час ми побачимо, що мікроорганізми вбиті.
Суворі наукові розрахунки переконливо говорять про те, що в цьому досвіді на мікроорганізми діють сільнр летючі хімічні речовини, що виділяються рослинним матеріалом. Ці речовини проходять по звивистих трубці і проникають у велику посудину. Звичайно, чим далі знаходяться мікроорганізми від джерела хімічних речовин, тим важче вбити їх. І справа не тільки в тому що менше отруйних речовин досягне мікроорганізмів. Деякі речовини, що виділяються тими чи іншими рослинами, при зіткненні з повітрям можуть змінювати свою хімічну природу і втрачати або, навпаки, посилювати свої отруйні властивості.
Можна взяти відкриту з обох кінців пряму скляну трубку завдовжки 1 метр і з внутрішнім діаметром до 1,5 сантиметра. У одного кінця помістимо тільки що приготовлену на тертці цибульну кашку, а у іншого кінця помістимо скляну пластинку, на яку нанесена крапля води з інфузоріями. Пройде кілька хвилин, і все найпростіші будуть вбиті. Якщо ви, однак, в своїх дослідах будете подовжувати трубку, то можете і не отримати очікуваного результату. Та й при цій, і навіть меншою, довжині трубки ви не отримаєте очікуваного результату, якщо спробуєте вбити мікроорганізми летючими речовинами, між іншим, плодів апельсинового дерева, хоча на близькій відстані ці речовини мають, як побачимо далі, потужним протимікробну дію. Згубні для мікроорганізмів летючі речовини, які виділяються іншими рослинами, змінюються ще швидше, ніж, наприклад, летючі речовини цибулі або апельсина, та й ступінь летючості їх відносно невелика, так що дія їх на мікроорганізми позначається тільки тоді, коли останні перебувають майже в зіткненні з рослинним матеріалом.
Токсичні речовини для бактерій, грибків і найпростіших, які виділяються різними рослинами, мають досить різними властивостями; вони свідомо різні за своєю хімічною природою, силою дії і т. д. Одні рослини, наприклад ялівець, виділяють в атмосферу велику кількість летючих токсичних для багатьох мікроорганізмів речовин; інші, наприклад герань, деякі види полину, багато садові троянди, - невелику кількість летючих протимікробних речовин, але тканинні соки цих рослин можуть мати велику мікробоубівающей силою. З цього, до речі, видно, що сильно пахучі рослини далеко не завжди є більш згубними для тих чи інших мікробів, ніж непахучі.
Більшість рослин, мабуть, має властивості виділяти і летючі (при кімнатній температурі і звичайної природній обстановці) і практично нелеткі речовини, що сповільнюють ріст і розмноження мікробів або вбивають їх. Такі хвойні - сосна, ялина, ялиця, ялівець; з листяних дерев - черемха, тополя, дуб.
Крапля водного настою з дрібно нарізаною хвої їли, додана до краплі води, в якій знаходяться протезоа, в частки секунди змусить їх загинути. Тканинні соки аїру, шавлії, крушини і багатьох інших лікарських і нелекарственних рослин володіють подібними ж властивостями.
Водний настій або відвар з коріння лікарської кровохлебки (краще осіннього збору) протягом 5 хвилин вб'є мікробів, що є винуватцями таких захворювань, як дизентерія, черевний тиф, паратифи і т. П. Ці дивовижні властивості родовика стали відомі науці зовсім недавно.
А ось перед нами черемха. Ми не раз будемо говорити про неї. Черемуха - рослина, можна сказати, підступне. В цьому ми переконаємося згодом, а зараз наведемо цікаві факти, відкриті останнім часом. Віджатий з листя або нирок черемхи сік прекрасно вбиває протозоа. Ці ж листя і нирки виділяють і вельми потужні летючі речовини, що вбивають протозоа.
У певний сезон року при нормальних умовах життєдіяльності цієї рослини листя його виділяють летючі речовини навіть у звичайному, непошкодженому стані. Це, очевидно, загальне властивість рослин, яке ми далеко не завжди можемо довести. Ще не знайдені нами такі хімічні і біологічні способи, які дозволяли б виявляти дуже невеликі кількості летючих речовин. Справа ускладнюється ще й тим, що ці способи виявлення повинні бути дуже швидкими, так як летючі речовини багатьох рослин вкрай нестійкі. Не вирішено питання про те, які рослини виділяють летючі речовини, будучи неушкодженими.
Втім, в останні роки дуже важливі відкриття зроблені вченими і в цьому відношенні. Виявленими в природі новими фактами вже зацікавилися працівники з озеленення міст, фахівці з організації курортів, санітарні гігієністи, лікарі дитячих ясел і домашні господині. Але не будемо забігати вперед, поспішати з висновками. Звернімося до фактів.