Химический язык насекомых - Балаян Валерий Михайлович (книги онлайн полностью бесплатно .txt) 📗
Нечто похожее наблюдается и в живой природе (пример с псевдотсугой и грибками, заразившими ее, которых приносили в растение лубоеды). Подобные случаи не единичны в мире растений.
Голландия славится своим цветоводством. Для голландцев — это крупная отрасль хозяйства. На большие цветочные аукционы съезжаются сотни любителей, скупщиков и торговцев цветами. Соревнуясь друг с другом, они приобретают кто одну-две, а кто целую партию луковиц тюльпанов, нарциссов или гладиолусов. Не меньшим спросом пользуются на аукционе и цветы, идущие на срезку, — розы, гвоздики, хризантемы, а также горшечные растения — цикламены, бегонии, азалии. Так повелось в Голландии издавна. Поэтому ботаник в этой стране фигура уважаемая. Болезни растений, если их вовремя не обнаружить, — прямой убыток для цветоводов, а то и полное разорение. К словам ученых-ботаников, к их советам здесь относятся со вниманием.
Однако не только цветоводы-практики, но и ученые мужи с сомнением качали головами, узнав, что такой уважаемый человек, как де Фриз — ботаник и генетик, изучая «эпидемию позеленения» растений в своем саду в Амстердаме, предположил, что причина ее — инфекционный материал, который переносят летающие насекомые. Это предположение было слишком необычно для конца XIX века, и, кроме того, де Фризу не удалось доказать свою правоту. Его наблюдения и заключения остались тогда непонятыми и не были приняты.
В действительности большое количество микробов и вирусов, вызывающих болезни растений, при всем разнообразии способов передачи инфекции переносится насекомыми.
Сейчас известно свыше 40 видов цикадок — переносчиков вирусных заболеваний пшеницы, риса и других растений. Эти насекомые — основные носители возбудителей микоплазменных заболеваний, желтухи астр, позеленения цветкового клевера, карликовости шелковицы и многих других. И все же наиболее широк спектр вирусов, передаваемых тлями. Сейчас известно свыше 200 видов тлей, способных переносить фитопатогенные вирусы. Своего рода рекордсмен среди этих насекомых — персиковая тля. Из 160 вирусов, распространяемых всеми видами тлей, она способна переносить более 60. Вирусы могут передавать также жуки (желтая крапчатость риса), клопы (курчавость и скручивание листьев сахарной свеклы), щитовки (вирус деформации побегов дерева какао), хлебные блохи. Были получены сведения о передаче возбудителя реверсии (махровости черной смородины) галловым клещом. Доказано, что клещами переносятся также некоторые вирусы, вызывающие болезни злаковых (полосатая и пятнистая мозаики пшеницы), плодовых (мозаики персика, инжира), декоративных (розеточность розы) и бобовых (стерильность кайянуса) растений.
Как защититься от этой невидимой рати вирусов и микроорганизмов? Конечно, с помощью испытанных «воинов» — фитонцидов.
Учеными были поставлены тысячи опытов, в которых изучались фитонцидные вещества из конопли, чистотела, кубышки желтой, копытня, очитка едкого, молочая, дрока, белладонны, чеснока и лука. Фитонциды этих растений оказывали на бактерии, болезнетворные для растений, то же действие, что и антибиотики в медицине. Например, вещества, содержащиеся в кубышке желтой, даже при разведении препарата из них в миллионы раз, подавляли рост вредных для растений бактерий.
Проводились опыты с предпосевной обработкой семян капусты и помидоров фитонцидными препаратами. Использовались аренарин — фитонцид из бессмертника песчаного, иманин и новоиманин, полученные из зверобоя пронзеннолистного, и еще три десятка других препаратов из растений, обладающих фитонцидной активностью. Например, аренарин успешно подавлял рост и развитие коринебактерий — возбудителей болезни, называемой раком помидоров. Даже в разведении 1:106 препарат оказался активным против этих врагов растений.
В ходе опытов выяснилась еще одна подробность. Впоследствии этот эффект быт отмечен и при обработке семян рядом других фитонцидных препаратов. Семена, обработанные аренарином, прорастали уже на вторые сутки после посева, в 3...4 раза быстрее, чем в контроле. Аренарин вошел в число фитонцидных препаратов, которые стимулируют рост и развитие растений. В результате предпосевной обработки семян помидоров аренарином снижалось количество растений, пораженных бактериальным раком, черной пятнистостью, мокрой, вершинной гнилью, а также вирусными болезнями — мозаикой, столбуром и бронзовостью помидоров. Успешно применялся препарат в опытах с клевером, люцерной, фасолью, сахарной свеклой и другими растениями.
Повествование о диалоге двух царств природы можно продолжить, поскольку исследователи постоянно получают новую информацию. Эти сведения составляют важное звено в цепи фактов, которые позволят окончательно раскрыть тайну химического языка насекомых. Ведь чтобы расшифровать его, необходимо тщательно изучить все, что так или иначе влияет на жизнедеятельность шестиногих обитателей нашей планеты и прежде всего их взаимоотношения с миром растений. Полученные данные, несомненно, дадут новый импульс развитию науки и инженерно-технической мысли, а также помогут найти новые нестандартные пути к решению многих насущных проблем, стоящих перед человечеством. О том, как это осуществляется на практике, будет рассказано в следующей главе.
ТАЙНЫ МОЛЕКУЛ
Следствие ведут знатоки
В течение 20 веков под страхом пыток и смерти охраняли китайцы секреты производства шелка. И только в IV в., если верить преданию, китайская принцесса подарила своему мужу — бухарскому эмиру — яйца тутового шелкопряда. Этот бесценный дар, вывезенный из Китая в прическе женщины, положил начало развитию шелководства во многих странах Азии и Европы.
В XX в. тутовый шелкопряд опять заставил заговорить о себе. В 30-х годах, в одной из лабораторий Геттингенского университета А. Бутенандт, ученик известного А. Виндауса, был поглощен изучением половых гормонов, которые осуществляют важную регуляторную функцию в человеческом организме. Для выделения 15 мг одного из этих «регуляторов» — андростерона ученый переработал более 15 тыс. литров мочи, а для получения 20 мг чистого прогестерона потребовалось «сырье» от 50 тыс. свиней. Благодаря специальным методам анализа удалось установить строение этих веществ и синтезировать искусственные гормоны. За эти открытия немецкому химику А. Бутенандту была присуждена Нобелевская премия.
Казалось бы, какая может быть связь между историей с яйцами тутового шелкопряда и химией XX в.? Однако обстоятельства сложились так, что именно этому насекомому и работам профессора А. Бутенандта были посвящены первые страницы научных публикаций о проникновении человека в тайны химического языка мира шестиногих. Конечно, не искусство насекомых-ткачей, а возможность вырастить необходимое количество особей данного вида и неукротимая страсть к исследованиям позволили ученому испытать радость еще одного открытия.
Часто довольно странная судьба ожидает научные достижения в различных областях знаний. Успех немецкого химика — лишнее доказательство, что потребности практической жизни людей определяют бурное развитие той или иной науки. Когда пытливый человеческий ум в поисках нового оружия борьбы с насекомыми-вредителями обратил внимание на их химический язык, многие химики стали профессорами энтомологии.
Давайте совершим небольшое путешествие в «мастерскую» исследователей мира молекул и познакомимся с историей расшифровки химических «иероглифов».
«О, доктор Бутенандт, зачем вы тратите столько времени на возню с бабочками?» — раздался чей-то голос из аудитории после того, как ученый сообщил об установлении структуры и проведении синтеза полового феромона тутового шелкопряда. В течение 20 лет шаг за шагом приближался химик к познанию этой тайны. В 1939 году исследователь сделал первую попытку получить таинственное вещество. И если для производства шелковых нитей необходимы самцы шелкопряда, то для извлечения «пахучих» молекул ученому понадобились самки — более 300 тыс. особей. К этому надо добавить миллион коконов, давших жизнь подопытным насекомым, и тогда можно будет представить, сколь сложный материал был в руках исследователя. И все это ради получения нескольких миллиграммов чистого вещества.
