Новости всё Наука - iCity.life Архангельск

Растения в процессе эволюции выработали множество способов самообороны. Один из них — яды, своего рода химическое оружие против насекомых. Люди и домашние животные тоже могут пострадать. От какой флоры лучше держаться подальше — в материале РИА Новости.

Война между растениями и травоядными животными — один из самых затяжных конфликтов в истории Земли. Пятьсот миллионов лет растения отращивали шипы и колючки, учились вырабатывать яды и засеивать свои клетки несъедобными частицами кремния и фосфата кальция, чтобы насекомым было труднее жевать листья и стебли. Животные, в свою очередь, вырабатывали ферменты, нейтрализующие яды, и приручали кишечные бактерии, способные обезвредить наночастицы.

Главное — не перепутать

Людям жизненно важно уметь распознавать ядовитые растения. Если, скажем, спутать корневище болиголова пятнистого (Conium maculatum) с хреном, а его листья — с петрушкой, можно и жизни лишиться. В этом растении содержится сильнейший яд кониин.

Он блокирует Н-холинорецепторы постсинаптической мембраны нервно-мышечных синапсов, из-за чего нервные импульсы не превращаются в движения мышечной ткани. Проще говоря, у человека развивается паралич. Начинается с ног, а когда доходит до диафрагмы, человек погибает от удушья.

Яд болиголова — типичный фитотоксин. Так называются вещества, вырабатываемые растениями в процессе вторичного метаболизма. Они не нужны для роста и развития, но необходимы для коммуникации с внешним миром. Например, эфирное масло или горечь листьев отпугивает травоядных животных, а химические компоненты цветка, наоборот, помогают привлечь насекомых-опылителей.

Оружие против насекомых

Яды нужны растениям для обороны — ведь они не могут убежать или спрятаться от животных и насекомых. Той же цели служат колючки. Например, на стеблях крапивы двудомной (Urtica diоica), растущей практически везде — в лесах, полях, на огородах и даже в больших городах, есть едва заметные шипы, содержащие гистамин, ацетилхолин и муравьиную кислоту.

Когда человек или животное задевает эти иголки, они ломаются. Вещества попадают под кожу и вызывают раздражение, покраснение, ожог. Ученые предполагают, что жгучесть обеспечивает крапиве защиту от насекомых. Но, похоже, не очень успешную. Согласно данным Центра экологии растений и животных (Biological Records Centre) в Великобритании, крапивой питаются около ста видов насекомых.

Все ядовитее и ядовитее

Поскольку химическое оружие растений не всегда срабатывает, некоторые исследователи считали, что вторичные метаболиты (к ним относятся фитотоксины) не выполняют никаких функций и представляют собой просто побочные продукты жизнедеятельности. Удалять их толком растения не могут, поэтому они остаются в их организме.

Однако уже доказано, что фитотоксины — защитные инструменты, сформировавшиеся в процессе эволюции. Первые подобные вещества, скорее всего, не были сильно ядовиты, ведь адаптивная стратегия растений не требует гибели травоядных, достаточно их просто отпугнуть, сделав стебли и листья невкусными или трудными для жевания. Насекомые, в свою очередь, учились вырабатывать ферменты, нейтрализующие фитотоксины, и растениям приходилось повышать ядовитость метаболитов.

Этот механизм работает и сейчас: в ответ на механическое раздражение концентрация ядовитых веществ в тканях растения возрастает. Наиболее известен случай с южноафриканскими антилопами куду (Tragelaphus strepsiceros). Животные, содержащиеся в загонах, погибали от листьев акации, которыми обычно питаются в дикой природе. Оказалось, растущие рядом с загоном деревья за несколько дней значительно повысили уровень танинов в листьях, и они стали смертельно опасными.

Вероятно, подобным образом в эволюционной гонке вооружений между растениями и насекомыми образовались алкалоиды — вещества, воздействующие на центральную нервную систему и в больших концентрациях вызывающие смерть.

Таков, например, атропин, содержащийся в распространенных в России белене (Hyoscyamus) и красавке (Atrоpa belladоnna). Это вещество блокирует М-холинорецепторы в организме, нарушает работу центральной нервной системы. "Объевшийся белены" почти сразу начинает вести себя неадекватно (атропин вызывает психомоторное возбуждение, галлюцинации, бред) и погибает в течение суток. Причина смерти, как правило, паралич дыхательного центра.

Коварный ландыш

Но одним из самых опасных фитотоксинов считается алкалоид рицин, содержащийся в клещевине (Ricinus) — одичавшем садовом растении, встречающемся практически везде. Это вещество повышает свертываемость крови и способствует образованию тромбов. В результате судороги, рвота, кровотечения желудочно-кишечного тракта и смерть. Причем, даже если отравившийся клещевиной выживет, здоровым ему уже не быть — рицин необратимо разрушает белки тканей человека.

По степени ядовитости с клещевиной вполне может конкурировать обыкновенный ландыш (Convallаria majаlis). Красивые белые цветы, продающиеся весной на каждом углу, содержат конваллятоксин — ядовитое вещество, серьезно поражающее сердечно-сосудистую систему — вплоть до остановки сердца.

Особенно чувствительны к фитотоксину ландыша кошки. Доза, смертельная для одной мыши (десять микрограммов на килограмм веса), способна убить 250 котов.

Впрочем, сердечные гликозиды (к ним относятся и метаболиты ландыша) используются в лечении онкологических заболеваний. Японские ученые установили, что эти вещества воздействуют на раковые клетки карциномы легкого, вызывая их гибель. Против злокачественных опухолей простаты и яичников эффективны метаболиты крапивы. Британские исследователи из Уорикского университета (University of Warwick) утверждают, что формиат натрия (соль муравьиной кислоты), содержащийся в крапиве, поражает раковые клетки, практически не повреждая здоровые ткани.