Для них яд не страшен
Прошли миллионы лет эволюции, прежде чем беззащитные растения вооружились шипами, колючками, мохнатым опушением и страшными ядами, растворенными в их соках, для защиты ют животных.В свою очередь, животные в процессе эволюции вырабатывали разные способы для питания растениями, в том числе и устойчивость к смертельному яду. И эта устойчивость иногда поражает. Птица-носорог питается семенами чилибухи, содержащими смертельно-ядовитый стрихнин. Один из видов тлей сосет сок омега пятнистого (болиголова). Жаворонки и перепелки спокойно склевывают семена цикуты; многие лесные птицы питаются ядовитыми для человека ягодами омелы.Для борьбы с вредителями сельского хозяйства применяют настойку травы анабазиса. Анабазис, или ежовник безлистный (Anabasis aphylla), чрезвычайно ядовит. В медицинской литературе (Швайкова, 1975) описан случай отравления со смертельным исходом шестерых детей, съевших вместо меда анабазин. Но даже анабазис служит пищей мохнатой гусенице юлдуз-курт, пожирающей его зелень. «В годы своего массового размножения юлдуз-курт становится бедствием: гусеница проникает внутрь юрт, проползает по телу — появляется зуд и покраснение, как от ожога. Верблюд случайно съест — катается от колик по земле и долго болеет...»* Истребить бы анабазис вместе с этой мерзкой гусеницей!
* Массагетов П. С. Заветные травы. М., 1973, с. 150.
Однако П. С. Массагетов, замечательный исследователь лекарственных растений, очень много сделавший для развития отечественной алкалоидной химии, геоботаник и путешественник, в 20-е годы текущего столетия записал об анабазисе нечто весьма любопытное. Казахи рассказали ему, что им можно лечить долго незаживающие раны у скота.В наши дни анабазин служит исходным продуктом для синтеза никотиновой кислоты (витамина РР), кордиамина и других лекарственных средств.И ядовитая софора кормит каких-то жучков, а к сильнейшим ядам бледной поганки (при условии, что они вводятся через рот) невосприимчивы кролики. Но, пожалуй, еще невероятнее удивительная приспособленность бабочки-монарха. Оказалось, что бабочка-монарх способна накапливать высокотоксичные гликозиды, содержащиеся в растениях с млечным соком, которыми она питается. Тем самым она обеспечивает себя высокоэффективной защитой против насекомоядных птиц, Это относится в равной степени и к гусеницам и к взрослым бабочкам. Таким образом, у этого насекомого выработалась способность не только питаться ядовитыми растениями, но и использовать этот яд для собственной защиты от хищников.В некоторых растениях из сем. Бобовых содержится ротенон — сложное органическое вещество, сильно ядовитое для рыб и насекомых и абсолютно безвредное для человека. Напротив, весьма токсичная для людей белладонна (красавка) в несколько меньшей степени угрожает животным — собакам, кошкам, птицам. Относительно слабо она действует на лошадей, свиней и коз, а для кроликов почти безвредна, но только при поедании ее ягод. Если же атропин — алкалоид красавки — ввести кролику непосредственно в кровь, он окажется чувствительным к яду. Возможно, в желудках некоторых животных атропин и некоторые другие яды обезвреживаются. Это удивительное свойство было подмечено людьми в глубокой древности, когда начали предпринимать попытки создать противоядия.
Митридат Евпатор (132 — 63 гг. до н. э.), могущественный правитель всего царства Понтийского (восточного побережья Черного моря), наряду с ратными подвигами прославился еще и как великий экспериментатор. Он экспериментировал с ядовитыми растениями не только на преступниках, собственных детях и женах, но и на самом себе. После многочисленных опытов он составил противоядие, включавшее до 54 составных частей. Все это в растертом виде разбавлялось медом и давалось с вином в таком количестве, которое могло поместиться в грецком орехе (правда, в зависимости от восприимчивости организма можно было принять значительно меньше). К этому противоядию Митридат примешивал кровь понтийских уток, так как они охотно поедали ядовитые растения, не отравляясь при этом.Ежедневно Митридат принимал противоядия и одновременно яд во все возрастающих дозах. Постепенно добившись полной невосприимчивости к ядам, он изложил свой опыт в собственных заметках. Эти записи обнаружил Помпеи, победивший Митридата в третьей Митридатовой войне (74 — 64 гг. до н. э.).Потерпев окончательное поражение, Митридат решил отравиться, но это ему не удалось — он оказался невосприимчивым даже к сильнейшим ядам. Тогда он приказал заколоть себя мечом, что и было исполнено одним из его телохранителей.
О составе растительных ядов долго не было известно ровным счетом ничего, поэтому в действительности противоядий от них не существовало. Механизм их действия оставался темным и непонятным до того времени, пока не родилась биохимия растений.
Гармония в природе
Значение ядовитых растений не исчерпывается тем, что каждое из них служит кому-нибудь пищей. Рассказы об отравлениях ими, о тайной силе, заключенной в их соках, всегда производили очень сильное впечатление и затмевали простую истину: поскольку на Земле этих растений, как уже отмечалось, более 10000 видов, они принимают самое активное участие в круговороте веществ и энергии земной биосферы.Первые многоклеточные организмы появились на Земле лишь после того, как содержание кислорода в атмосфере достигло примерно 3% его современного уровня (20%),— около 600 миллионов лет тому назад. Тогда же произошел эволюционный взрыв новых форм жизни. Появились кораллы, губки, черви, моллюски, предки современных растений и позвоночных животных. В течение последующих геологических периодов жизнь пришла на сушу. Развитие зеленых растений обеспечило необходимое для последующей эволюции животных количество кислорода и питательных веществ.Количество кислорода в атмосфере не было постоянным. В конце палеозоя его содержание заметно снизилось, но зато повысилось содержание углекислого газа, что сопровождалось изменением климата. Наступило время гигантских древовидных папоротников, хвощей и плаунов, впоследствии создавших запасы ископаемого топлива. Затем содержание кислорода опять повысилось, углекислоты — упало, после чего отношение количества кислорода к углекислоте в атмосфере осталось «колебательно-стационарным».При различных незначительных нарушениях этого равновесия избыток углекислого газа, накопившийся в каком-либо месте, быстро рассеивается движущимся воздухом. Усиленное образование углекислоты компенсируется столь же усиленным потреблением ее растениями. Определение количества углекислоты в том ярусе леса, где она может поглощаться зелеными листьями и хвоей, показало, что там концентрация ее меньше, чем в воздухе над лесом. Каждый зеленый лист в лесу — это фабрика по переработке углекислоты, очищающая атмосферу от ее избытка.Нельзя допускать, чтобы накопление углекислого газа в атмосфере шло быстрее, чем утилизация его растениями. В последние 50 лет сельское хозяйство и промышленность оказали существенное влияние на состав атмосферы: концентрация углекислого газа повысилась на 13%. Избыток же газа и пыли может сделать «колебательно-стационарное» равновесие атмосферы еще более нестабильным.Пока растения справляются с поглощением избытка углекислоты. И в этом важнейшем процессе активно участвуют те десять тысяч видов «зловредных» растений, которым посвящена эта книга.Различные организмы не разбросаны по Земле случайно, они создают определенную систему. Лес, как и любое другое стабильное, длительно существующее сообщество, образует единство со средой, в котором круговорот веществ и превращение энергии находятся в состоянии динамического равновесия. Это единство, образованное органической природой (растениями, животными, микроорганизмами) и неорганической средой или факторами местообитания (тепловым, температурным, водным, световым, химическим и физическим), называют экологической системой.Термин «экосистема» впервые предложил английский эколог А. Тэнсли в 1935 г., но само представление об экосистеме появилось намного раньше. Идею единства организмов и среды (как и единства человека и природы) можно найти в самых древних памятниках истории. Однако лишь в конце XIX в. в русской, немецкой и американской литературе стали почти одновременно появляться вполне определенны высказывания, касающиеся нового подхода к изучению природы — экологии. В 1877 г. немецкий ученый К. Мебиус писал о сообществе кораллового рифа как о биоценозе, в 1887 г. американец С. Форбсуже рассматривал озеро как «микрокосм». В. В. Докучаев и его ученик Г. Ф. Морозов придавали большое значение представлению о лесе как о биоценозе, В. Н. Сукачев расширил этот термин в биогеоценоз.Экосистема — понятие широкое, и его значение в том, что оно подчеркивает обязательное знание взаимоотношений, взаимозависимостей я причинно-следственных связей, объединяя отдельные компоненты в единое целое, из которого нельзя выбросить ни одно звено.Ядовитые растения являются частью той экосистемы, в которой они существуют. Так же, как и все растения, они производят путем фотосинтеза жизненно важные вещества — углеводы, белки, жиры. Часть этих веществ используется ими самими, другая накапливается и переносится в другие системы, третья служит пищей кому-нибудь из животных. Отмирая, растения образуют гумус — обязательный компонент экосистем. Он складывается из огромного разнообразия органических веществ, образующихся при разложении растительных и животных остатков. Гумус и другие органические остатки имеют большое значение для плодородия почв: создают благоприятную для роста растений почвенную структуру.Лес — это сообщество, состоящее из автотрофных (самостоятельно питающихся) организмов, для которых характерны фиксация световой энергии, использование простых неорганических веществ и построение сложных веществ. В сообщество входят и гетеротрофные организмы (питающиеся другими) с характерными для них утилизацией, перестройкой и разложением сложных веществ. Наиболее общий признак всех экосистем — морских, пресноводных и наземных — взаимодействие автотрофных и гетеротрофных организмов. В лесу эти организмы часто разделены пространством, располагаясь ярусами,— одни над другими. Автотрофное питание идет в зеленом поясе — в листьях или хвое деревьев, где световая энергия наиболее доступна; гетеротрофное преобладает в почве и отложениях, в том поясе, где накапливается органическое вещество. Часть продуктов фотосинтеза употребляется в пищу немедленно, большая же часть — листья, древесина, запасные питательные вещества в семенах и корнях — в конце концов попадает в почву. Гетеротрофные организмы (бактерии, грибы, животные) в какой-то степени используют и ядовитые растения, их остатки.Две основные группы растительных организмов — автотрофные и гетеротрофные создают разные ярусы леса. Каждому ярусу свойствен свой животный мир. Даже птицы, которые легко могут в течение секунд подняться с земли на верхушки самых высоких деревьев, бывают прочно привязаны к определенным ярусам, особенно в период размножения. Не только гнезда, но и кормовые участки держат их там. Если животные непосредственно не питаются растениями, они используют их как убежища.Взаимоотношения между самими растениями гораздо сложнее, чем это может показаться на первый взгляд. Когда начали изучать химическую природу и физиологическое действие различных веществ, выделяемых растениями во внешнюю среду, то столкнулись с одним любопытным явлением.Некоторые из этих веществ, содержащихся в одних видах растений, действовали подавляюще на другие виды, регулируя видовой состав и его динамику в сообществе. Например, летучие терпены — вещества, по своей природе близкие к смолам и содержащиеся в ароматических кустарниках Salvia lencophylla и Artemisia californica, в сухой период накапливаются в почве в таком количестве, что с наступлением сезона дождей начинают подавлять прорастание семян и рост растений в обширной зоне вокруг каждой группы кустов.Другие виды растений образуют водорастворимые антибиотики (фенолы и алкалоиды), которые также дают им возможность занять господствующее положение в сообществе.