Из всех многочисленных представителей флоры СНГ (свыше 30 тыс. видов высших растений и до 80 тыс. видов низших) на долю ядовитых приходится не более одной тысячи видов, большую часть из которых составляют покрытосеменные. В основном это растения южных (аридных и субтропической) областей и высокогорий. При этом аридная флора содержит до 70 % от общего числа родов ядовитых растений СНГ, а из всех родов растений, произрастающих в аридных районах СНГ, до 10 % включает ядовитых представителей.
Среди животных и растений, обитающих в нашей стране, имеется немало видов, которые принято называть ядовитыми. Чаще всего понятие ядовитости ассоциирует с той потенциальной опасностью, которую несут для человека такие животные, как змеи, пауки, жалоносные насекомые и другие, или такие растения, как белена, волчник, дурман. Однако ядовитость как универсальное и интереснейшее явление в живой природе надо рассматривать значительно шире. Это один из важнейших механизмов в борьбе за существование на разных этапах развития эволюционного процесса [1].
Яды, вырабатываемые живыми организмами, служат химическими факторами, участвующими в межвидовых, или аллелохимических взаимодействиях. Примеры использования химических веществ для защиты и нападения встречаются как среди животных, так и среди растений. Вещества, участвующие в аллелохимическихвзаимодействиях и приносящие пользу организму-продуценту, называют алломонами. К их числу относятся яды, вырабатываемые животными - зоотоксины и растениями - фитотоксины. К алломонам относят: 1) отпугивающие вещества; 2) вещества, прикрывающие 6егство; 3) супрессоры (антибиотики); 4) яды; 5) индукторы (вызывают образование галлусов и пр.); 6) противоядия; 7) приманки.
Зоотоксины как химические факторы межвидовых взаимоотношений занимают особое место среди алломонов, поскольку в конечном счете служат для убийства хищника или жертвы. Различия заключаются только в характере использования яда - орудия защиты или нападения.
Но даже в случае агрессии зоотоксины применяются только для добычи пищи, бесцельное убийство несвойственно животным.
Многие ядовитые животные являются источником повышенной опасности для человека, в то же время целый ряд из них обладают ядами с удивительными свойствами, применение которых в научных лабораториях и клиниках уже принесло пользу [2].
В отличие от животных, подавляющее число растений используют химические вещества исключительно с целью защиты от животных-фитофагов.
Традиционный взгляд на ядовитые растения ограничивается только видами, опасными для человека, домашних и сельскохозяйственных животных. При этом в разряд ядовитых попадает сравнительно небольшое число видов, в основном алкалоидсодержащие. Подчеркнем, что среди них много видов, относящихся и к лекарственным растениям. В действительности же растения, относительно безвредные для человека, могут быть токсичными для насекомых, птиц или рыб. Достаточно сказать, что даже приблизительный список растений, обладающих инсектицидными свойствами, насчитывает свыше 1000 видов, большая часть которых остается малоизученной.
Принципиальная специфическая черта всех растений - борьба с врагами преимущественно мерами химической защиты (отсутствие у них фагоцитарной и другой защиты) - дает очень много практике, и эра антибиотиков, биологических методов борьбы с вредителями яркое тому подтверждение. Совместная эволюция животных и растений привела к возникновению удивительных механизмов аллелохимических взаимодействий. Некоторые насекомые, приспособившись питаться на ядовитых растениях, аккумулируют в своем теле фитотоксины, защищающие их от насекомоядных животных. Напротив, многие растения обладают химической защитой в виде токсинов или отпугивающих веществ (репеллентов), что во многом обеспечивает господство зеленых растений на нашей планете, несмотря на использование их в пищу травоядными, насекомыми-фитофагами и паразитами.
Природа дает нам огромное разнообразие примеров химии ядов, их токсичности, способов и мест образования в организме-продуценте. В сравнительном аспекте растения превосходят животных по разнообразию химических соединений, выполняющих роль токсинов и, следовательно, биохимических реакций, ведущих к их синтезу. Несмотря на значительные успехи в области изучения зоо- и фитотоксинов и продуцирующих их организмов, число экспериментально изученных видов относительно невелико. Но и среди них степень изученности весьма неравномерна, что неизбежно нашло отражение в подробности освещения той или иной группы ядовитых животных и растений. Следует учитывать, что по мере совершенствования знаний число животных и растений, относящихся к ядовитым представителям, увеличивается.
Существуют различные классификации ядовитых растений, основанные на специфике главным образом у биологически активных веществ состава или токсического действия. Среди всего многообразия ядовитых растений выделяются: ядовитые растения - безусловно (с подгруппой особо ядовитых) и ядовитые растения - условно (в определенных местообитаниях лишь токсичные, неправильно хранится сырье, воздействии грибов и микроорганизмов - ферментативно). Например, становятся ядовитыми многие астрагалы (Astragalus), лишь на почках с повышенным содержанием селена произрастая;возникает под воздействием паразитирующего на зернах грибка (Stromatiniatemulenta) токсичность плевела опьяняющего (LoliumtemulentumL.); накапливается в позеленевших на свету или перезимовавших в почве клубнях картофеля - ядовитый гликоалкалоид соланин. В современной литературе вырабатывающие токсические вещества (фитотоксины) ядовитыми принято считать растения, в незначительных количествах вызывающие даже смерть и поражение организма человека и животных [3].
В таком определении содержится какая- то условность. Например, при произрастании в условиях мягкой зимы (с изотермой января выше + 5°С) кормовое растение - клевер (Trifolium) в молодых побегах накапливает цианогенныее гликозиды (дающих при расщеплении синильную кислоту). От уничтожения улитками клевер защищается, в условиях теплой зимы показывает раннюю активность. Растение не могло бы противостоять объеданию, так как ростовые процессы у него в это время замедлены. Нарастание побегов в летнее время полное истребление клевера улитками делает невозможным. Этого механизма токсической защиты летом не требуется.
Токсическая защита среди оборонительных стратегий растений выражается: вооруженные иглы, восковое покрытие кутикулой, быстрый рост побегов и т. д. Специфика структуры клеток растений объясняет такую особенность. У растений нет скелета: у них опорные функции выполняют утолщенные оболочки клеток, а это противодействует интенсивному фагоцитозу. Растения не могут скрыться от врага, они не могут их съесть, это привело к возникновению у них репеллентных веществ. Поэтому у растений синтезируется защитное соединение (антибиотики, фитонциды, аколоиды и др.).
Растения выработали такую защиту, как вкус горечи, отвратительный запах, выделяют эфирные масла, гликозиды, сапонины, смолы, кислоты, танины, оксалаты и другие ядовитые, едкие или вяжущие вещества – которые являются средствами их борьбы за выживание.
Повышенная токсичность представителей степной и пустынной флоры объясняется плохой регенерационной способностью к заживлению от действия высоких температур или нехватки воды. Вместе с приспособлением к перенесению нехватки воды или ее недостатка, у растений имеются суккулентность, налет восковой, войлочное опушение, испарение эфирных масел – они снижают температуру поверхности растений). Ксерофиты вырабатывается защит: специализированный и универсальный характер, вместе защищают растение от высокой температуры и травоядных животных. Давайте сравним аридных суккулентных семейств - кактусовых (Cactaceae) и толстянковых (Crassulaceae): отмечаются общие черты строения (сочность мякоти, мощность кутикулы и т. п.): разные, характерные для каждого семейства виды защиты. У кактусов иглы: у большинства из них нет защитных фитотоксинов. У не имеющих колючек толстянковых содержатся горькие и едкие сапонины. Кактусы могут поедаться некоторыми животными – если они сбивают колючки ногами. Толстянковые недоступными для таких животных. Другое распространенное в пустынных краях семейство молочайных ^^ho^aceae): у них имеются и мощные иглы, и ядовитый млечный сок. Млечный сок содержит терпеноидной природы смолистые вещества (причем нередко колючки могут и отсутствовать) [4].
Растения южных областей, такие, как (чаще) древесные и кустарниковые формы (сумах, скумпия, тамариск, мирт, многие дубы, ивовые, розоцветные и др.). Они содержат большое количество танинов. Таниты не являются прямыми токсикантами: они препятствуют съеданию этих растений, из-за своей концентрации. Дубильные вещества в древесине скумпии – приводят к тому, что она становится стойкой к гниению, подавляя ее жизнедеятельность с помощью микроорганизмов.
В тяжелых пустынных условиях развивается жесткая борьба за существование и между растениями за плохие ресурсы проживания. Здесь у растений появился другой механизм химзашиты – аллелопатия. Аллелопатия проявляется в том, что ближайшие соседи – у них угнетается жизнедеятельность с помощью воздушных и корневых отложений в почву и воздух терпеновых фитотоксинов. Они ядовиты и для животных. Многие растения аридной зоны богаты терпенами [5].
Совершенность механизма дистанционной химической защиты не вызывает сомнений. Дистанционная химическая защита производится выделением токсинов в среду роста растений и жизни животных. Растения делают предупреждающий удар - что означает – токсические вещества действуют до того, как наступит опасность, т.е. на расстоянии. Дистанционное действие таких растений поражает не только животных, но и человека и животных эфирными выделениями, например, токсикодендроном, багульником, рододендроном и др.). Аллелопатия тоже относится к механизмам дистанционной химической защиты.
В настоящей жизни растения наблюдается высокая скорость регенерации раневых поверхностей растений, т.к. действуют хорошие условия жизни, у них работает механизм токсической зашиты.
Так, многие среди злаковых и бобовых кормовых растений (сорго, суданская трава, гумай, клевер, манник, бор развесистый, бухарник, вика, чина) рано формируются цианогенные растения, для защиты молодых побегов от животных. Такая активность характерна растений рода Триостренник (Triglochin) из сем. Ситниковых – они поедаются дикими и домашними животными.
Некоторые растения приобрели механизм химзащиты с помощью «отходов» собственного обмена веществ. Известно - накопление солей щавелевой кислоты растениями родов щавель (Rumex) и кислица (Oxalis) и ревень (Rheum). Они обладают для поедания листьями животных привлекательными свойствами. Животные их не трогают - содержащиеся в растениях оксалаты доводят организм животных до сильного нарушения обмена веществ в их организме. Кальций в крови моногидратом оксалата калия замещается. Он осаждает его в форме не растворимого оксалата кальция. Дальше происходит уменьшение свертываемости крови. Замена кальция калием может довести к перевозбуждению центральной нервной системы. Это проявляется судорожным состоянием. Ко всему выше сказанному - оксалат кальция осаждается в мочевых канальцах. В таком случае возникают нефриты и уремия [5].
Таким образом, изучение эволюции жизни человека показывает, что человек постоянно расширяет число видов растений и животных, для себя он находит все больше и больше видов растений и животных, которые оказываются ему полезными как лекарственное средство, как приправы к пище, как съедобное вещество, как средство косметики, как средство в химической промышленности, как средство в пищевой промышленности – это растения, которые до этого считались вредными.
В настоящее время уровень экологической культуры, мировоззрения и этики стоят выше, чем в середине прошлого столетия. Поэтому охрана растений, в том числе и ядовитых растений ведется, однако на недостаточно высоком уровне. Хотелось бы чтобы мы дожили до того времени, когда никто не относился к растениям, даже ядовитым так необдуманно. То же самое касается рационального использования растений, все растения имеют важное значение.
Литература
- Никитин А. А., Панкова И. А. Анатомический атлас полезных и некоторых ядовитых растений. - Л.: Наука, 1982.
- Барбье М. Введение в химическую экологию. - М.: Мир, 1978.
- Благовещенский А. В. Биохимическая эволюция цветковых растений - М • Наука, 1966.
- Харборн Д. Б. Введение в экологическую биохимию. - М.: Мир, 1985.
- Шестой всесоюзный симпозиум по химии белков и пептидов. Тезисы докладов. - Рига, 1983.
- Даниленко В. С, Родионов П. В. Острые отравления растениями - Киев// Здоровье, 1981.
- Юнусов СЮ. Аколоиды (справочник). - Ташкент: Фан, 1981.
- Скляревский Л. Я. Ядовитые растения. - М.: Медицина, 1967.
- Смирнова А. Д. Ядовитые растения. - Горький: 1968.
- Токин Б П. Целебные яды растений. -Л.: Изд-во ЛГУ, 1980.
- Черепанов С. К. Сосудистые растения СНГ.-Л.: Наука, 1981.