* 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.
* Реппеленты — вещества, отталкивающие насекомых и других животных.** Ингибиторы — вещества, подавляющие рост и развитие живых организмов.
Высшие растения синтезируют достаточное количество веществ, являющихся реппелентами* и ингибиторами** для других организмов. Химическое влияние растений друг на друга — аллелопатия — существенно снижает скорость расселения растений, действует на видовой состав растительных сообществ.Когда-то Европа была покрыта неизмеримыми первобытными лесами, среди которых редкие расчищенные места походили на островки в океане зелени. До I в. н. э. лес простирался к востоку от Рейна на огромное, неведомое людям расстояние. Четырьмя веками позже его посетил римский император Юлиан. Сумрак и глубокое молчание леса произвели на Юлиана неизгладимое впечатление. Он заявил, что ничего подобного не приходилось ему видеть в Римской Империи. Однако древние свайные постройки, обнаруженные в долине реки По, свидетельствуют, что еще до основания Рима север Италии был покрыт густыми лесами из вязов, каштанов и дубов.Археология подтверждает выводы истории: у классических писателей древности говорилось об этих лесах, ныне исчезнувших. До IV в. н. э. Рим был отделен от центральной Этрурии страшным лесом, который Тит Ливии сравнивал с лесами Германии. Если верить ему, то ни один купец никогда не проникал в его непроходимые дебри. А когда кто-то из римских военачальников, послав предварительно двух разведчиков, повел по этому лесу свою армию, и, направляясь вдоль цепи лесистых гор, увидел у ног своих богатые долины Этрурии, этот поход был признан чрезвычайно отважным подвигом.В Греции сосновые и дубовые леса в горах Аркадии и в глубоком ущелье, по которому река Ладон устремляется вниз,— лишь остатки тех лесов, которые в древности покрывали огромные пространства — весь Эллинский полуостров от моря до моря.В царствование короля Генриха II граждане Лондона еще охотились на дикого быка и кабана в лесах Гемпстеда.На окраинах старой Москвы некогда охотились на туров и кабанов, а малины близ города было столько, что полакомиться ею приходили медведи. И все это невозвратно исчезло. Именно поэтому сейчас так часто пишут об охране каждого растения, каждой былинки — бесценной изумрудной песчинки в зеленом океане леса.
Возможно, подобные легенды послужили созданию символа — чаши, обвитой заглядывающей в нее сверху змеей, эмблемы занятий Асклепия, — современной эмблемы медиков. Это — символ высшей гуманности. Мудрая змея изучает содержимое чаши для того, чтобы применить его только на благо.Возможно, животные действительно кое-что могли подсказать. До сих пор неясно, однако, какое чутье помогает им верно находить нужные растения, когда они заболевают. Изюбр в дальневосточной тайге скусывает острые шипы аралии маньчжурской («шип-дерева»), о которые можно легко поранить руку, и жесткие листья элеутерококка. Оба растения оказались лекарственными и применяются в медицине как тонизирующие и стимулирующие средства. Охотники Бурятии наблюдали, как раненые олени лечились красной гвоздикой. Исследования показали, что она является прекрасным кровоостанавливающим лекарством. Лечебные свойства «маральего корня» — левзеи тоже подсказали олени, поедавшие этот своеобразный допинг перед наступлением брачных боев.Так как народная медицина применяла лекарственные растения эмпирически, не имея представления об их химическом составе и механизме действия содержащихся в них веществ, было время, когда к этим знаниям снисходительно относились ученые-медики. Лишь в последние годы стали отдавать должное ее огромному, ценнейшему опыту.История научного изучения лекарственных растений в высшей степени интересна и поучительна. Первооткрыватели растительных ядов начинали с нуля, часто жертвуя здоровьем, материальным благополучием и славой ради науки.
Первым в их ряду стоит Карл Вильгельм Шееле (1742 — 1786) выделивший из растений органические вещества в чистом виде. Ему удалось открыть в растениях лимонную, яблочную, щавелевую, винную, галловую и другие кислоты. С полным правом К. В. Шееле можно считать основателем новой науки — фитохимии (биохимии растений). После его работ утвердилось мнение, что все растения содержат органические кислоты, и они являются главными веществами в растительных соках.В 1804 г. это мнение удалось опровергнуть бельгийскому ученому Фридриху Вильгельму Сертюрнеру, выделившему из опия морфий — вещество, по своим свойствам подобное щелочам. В 1819 г. немецкий ученый Мейснер назвал щелочи растительного происхождения алкалоидами (буквально — «щелочеподобными»), и вскоре морфий, названный так Сертюрнером в честь греческого бога сновидений Морфея, стали называть морфином по аналогии с другими растительными алкалоидами — бруцином, стрихнином, атропином и т. д. В конце прошлого века известный русский химик Е. А. Шацкий сказал об открытии Сертюрнера, что оно имеет для медицины такое же значение, как открытие железа для мировой культуры.
Лавина открытий
Среди врачей и фармацевтов открытие Ф. В. Сертюрнера произвело сенсацию. Была доказана возможность получения из растений их главного вещества, «активного принципа», «квинтэссенции», т. е. терапевтически действующего лекарства. Стали искать еще, и вскоре сообщения о новых открытиях посыпались как из рога изобилия.
В 1818 г. парижские фармацевты П. Ж. Пеллетье и Ж. Б. Кавенту из семян рвотного ореха — чилибухи выделили стрихнин и бруцин, а в 1820 г. эти же исследователи из коры хинного дерева получили хинин.В 1819 г. из коры кофейного дерева удалось выделить кофеин, позже из табака был выделен никотин, из самшита — буксин, из белладонны — атропин, из белены — гиосциамин, из листьев коки — кокаин, из семян клещевины — рицинин и т. д.Советская школа химиков, изучающих алкалоиды, была создана академиком А. П. Ореховым. Ученикам и сотрудникам А. П. Орехова удалось выделить около 40 алкалоидов.