ОБОРОННАЯ СТРАТЕГИЯ РАСТЕНИЙ ЗЕЛЕНЫЕ МИСТИФИКАТОРЫ И ДЕЗИНФОРМАТОРЫ
Бермудский треугольник дикого картофеля.
- Прополисное чудо улья. - Ароматные смерчи.
Растение - первичный хозяин создаваемого органического вещества, с которого начинается вся цепь живого на планете, и обладатель неисчерпаемых химических возможностей широко их использует для сдерживания своих отношений с животными. Как мы только что видели, оно вполне владеет и приемами химической дезинформации. Растение использует тот факт, что у животных определенные вещества кодируют важную для выживания их популяций информацию. Такими веществами-знаками помечены у животных принадлежность к полу (половые феромоны), состояние тревоги и опасности, фуражировочные трассы и многое другое. Высшее развитие подобного рода химический язык получает у общественных насекомых. Он помогает им существовать, хотя порой превращается в точку уязвимости, которой пользуются. другие виды, способные изобрести аналогичные символы тайного информационного кода. Такими возможностями, оказывается, обладают и растения.
Вспомним проблему охраны нашего второго хлеба - картофеля. Кто не наслышан об опустошениях, чинимых на его плантациях колорадскими жуками, различными тлями и клещами? Человек всеми доступными ему средствами защищает полюбившуюся культуру, но расходует на это массу сил, дорогостоящих веществ, загрязняя ими и сферу обитания растения, и свою собственную.
Разумеется, если бы дикая форма картофеля столь же нуждалась в покровительстве человека, она не сохранилась бы до наших дней, а мы бы оказались без нашего второго хлеба . Неудивительно поэтому, что ученые, занявшись вопросом организации обороны у дикого штамма, обнаружили странную ситуацию: тот как бы и не замечает всех этих вредителей. В чем же стратегия и тактика такой обороны?
Английские ученые Гибсон и Пикетнт исследовали причину устойчивости дикаря, листья которого густо опушены волосками, к поражению тлями. Оказалось, что эти волоски вырабатывают вещество (фарпесен), которое идентично по своей структуре сигналу тревоги, используемому тлями как крик об опасности и оповещения своих сородичей в минуту гибели. Вещество легколетучее и распространяется по воздуху, где молекулам с небольшой массой полная свобода. Такой летной формой и обладают молекулы феромона.
Вот пример создания неодолимой преграды для неискушенных тлей: встретив растение, которое потоками исходящих от него молекул кричит на языке тлей ка-раул!, они спешат поскорее убраться от подозрительного объекта, принятого было за соблазнительный источник съестного.
Выявляется, что растения - не только кудесники живого мира, но и величайшие дезинформаторы и мистификаторы. Ранее нам это продемонстрировала орхидея, а теперь и волосатый предок нашего картофеля. Таких фактов сейчас наука накопила множество. Причем большинство веществ-сигналов относятся к низкомолекулярным и летучим соединениям, которые неизощренное человеческое обоняние может воспринимать как неопределенный либо приятный запах.
Однако то ароматное облако, которое висит над любым и особенно зацветшим растением, на самом деле представляет собой целую зону химической маскировки и ложных следов. Растение зачастую выделяет ничтожное количество вещества, исследованием которого ранее пренебрегали химики, но его оказывается достаточно, чтобы сбить животное с верного следа.
Эти тонкости взаимоотношений растений и интересующихся ими насекомых объясняют тот найденный на практике закон, что хороший уход за растением порой лучше его защищает от вредителей, чем прямая война с ними дымом, ядом пли мыльной пеной. Если потребности растения максимально удовлетворены, оно способно осуществлять синтез всех необходимых ему защитных веществ по максимальной генетической программе. Когда же мы своим невниманием вынуждаем растение взять курс на экономию, оно начинает сворачивать часть наиболее дорогостоящих биохимических производств, к которым относится синтез нетипичных для общего метаболизма защитных веществ. Защитное войско слабеет, в его рядах становится меньше и веществ-дезинформаторов.
Результат - слабые места в обороне, куда и устремляются проворные существа - мелкие животные, а также и невидимые, но не менее опасные потребители: микробы, вирусы, споры грибов.
Венцом химической защищенности растения от различных типов вредителей, пожалуй, служат те растещия, которые избраны пчелами как поставщики особо важной для них смолы. Той, которая идет на приготовление прославленного и среди людей прополиса.
Пчелы хорошо осведомлены об оборонительной стратегии растений и различают среди них наиболее защищенные, с которых можно собрать избыток их охранного материала. Первые три места среди избранных пчелиным вниманием растений заняли береза, тополь и осина. Центр химической защиты у них сосредоточен на переживающем органе - пазушных почках.
Автор со своими сотрудниками подробно исследовал это вещество, в котором было идентифицировано более 50 различных соединений - главное наполнение прополиса в количественном смысле. Выделенные вещества оказались носителями самой различной активности: антимикробной, антигрибной, антпоксндантной (способность противостоять химическим атакам кислорода) и т. д. Однако исследованием остались мало затронуты вещества-дезинформаторы, сбивающие вредителей с верного пути. На их содержание в прополисе нам достаточно ясно указали жуки-кожееды, старательыо обходившие кусочки тканей, пропитанные раствором прополиса. Причем наибольшей отталкивающей активностью для вредителей обладали фракции, содержащие повышенную концентрацию изопренондов, в частности, а-ацетокспбетуленола и соответствующего спирта, то есть веществ - типичных имитаторов химических сигналов насекомых и других паразитов.
Пришелся не по вкусу прополисный дым и клещу варроа, все еще терзающему наши пасеки. И в этом случае очевиден эффект присутствия в ульевой смоле, поступившей с растения, веществ, вынуждающих паразита покинуть поле действия.
Состав этой части биосинтетической продукции березы, связанной с обманной химией ,- наиболее изменчив, хотя на ее долю в количественном отношении приходится всего 5-7 процентов. Мы можем, однако, предположить, что действенность информации далеко не всегда определяется массой ее носителей.
Вообще надо сказать, что для химиков, изучающих мир природы, вещественные отношения между растеыиями и другими видами живых существ - особо пленительная область исследований. Нападающие и обороняющиеся постоянно меняются местами. Не способное к перемещению растение неожиданно предстает как вооруженный до зубов гладиатор, который, отбиваясь, не только использует прямое химическое оружие - яды, отпугивающие вещества - антифиданты и репелленты, но и создает вокруг себя целые информационные смерчи, своего рода бермудские треугольники, где сбиваются показания приборов летающих и ползающих добытчиков съестного, спешно уводя животных из опасной зоны.
О многих неожиданных выводах, к которым ведет химический срез многофакторных отношений растений и среды, я рассказывал в своей книге Защитные вещества медоносных пчел (1982) и в обзоре многолетних исследований красного клевера ( Прикладная биохимия и микробиология, 1984, № 6). С ними и может ознакомиться более глубоко заинтересовавшийся Этими проблемами читатель.
Большая устойчивость дикарей к действию неблагоприятных факторов среды, которую мы ставим в пример селекционерам, имеет и обратную сторону: при отчуждении веществ и энергии из общего для организма . метаболического котла на синтез сложных и энергоемких защитных веществ, растениям трудно отличиться в деле наращивания своей биомассы, то есть в урожайности. Причина в том, что селекционер, выдавливая из растения все большую продуктивность, может это сделать лишь за счет чего-то. В это что-то и попадают в первую очередь защитные программы растения, причем те, которые ведут к синтезу веществ, ограждающих растение от вредителей, не докучающих ему в настоящий момент. Здесь-то и кроется опасность: в настоящий момент не докучают, а после селекции, приведшей к еще одному чудо-сорту, вполне может быть, что и будут.
Вот и идет великая гонка селекционеров и спешащей за ними армии вредителей, словно бы заведомо знающих, что им будет чем поживиться. Селекционеры, удрученные этим бесконечным марафоном, подсчитали, что гриб бежит за их устойчивыми сортами с дистанцией всего в 5-7 лет . Другого выхода у селекционера нет: лишь демилитаризовав растение, то есть удалив с его генома участки, ответственные за производство избыточного количества защитных веществ и устойчивости, или заблокировав их, можно высвободившиеся химические силы направить на построение первичных продуктов метаболизма - белков, углеводов, жиров, именно тех соединений, которые составляют основу урожая и используются нами в качестве пищевого материала.
Защиту же человеку приходится брать на себя. Круг замыкается: убрав пестицидную химию из ведения министерства обороны растения, мы вынуждены создавать аналогичное ведомство у себя. Теперь лишь практика рассудит, какой путь эффективнее.
- Вернуться:
- САМООЧИЩЕНИЕ БИОЦЕНОЗА
