- Что такое спора?
- Какую роль играют споры в жизни растений?
- Какие растения относят к низшим? Чем они отличаются от высших? У каких растений образуются семена?
Наличие семян создаёт этим растениям огромное преимущество перед споровыми. В отличие от спор, семена имеют запас питательных веществ, а зародыш будущего растения, находящийся внутри семени, хорошо защищен от неблагоприятных условий.
Рис. 75. Кипарис
Листья у большинства хвойных узкие, игольчатые - так называемая хвоя. У некоторых видов, например у кипариса, листья чешуйчатые.
Хвоя имеет плотную кожицу, покрытую восковидным веществом, поэтому растения испаряют мало воды и хорошо приспособлены к неблагоприятным условиям.
Хвойные растения широко распространены на территории нашей страны.
Сосна светолюбива (рис. 76). В сухих сосновых лесах (борах) всегда светло. Там стоят высокие, стройные, как колонны, деревья, ветви на которых остались только вблизи вершин, поэтому они пропускают много света. А на открытых местах сосны раскидистые.
Рис. 76. Сосны
Сосны неприхотливы. Их можно встретить на песках, на болотах, в меловых горах и даже на голых скалах, в трещинах которых они укореняются.
У сосен, растущих на плотных почвах, главный корень хорошо развит и уходит глубоко. У сосен, растущих на песчаных почвах, кроме главного корня близ поверхности почвы развиваются боковые корни. Они расходятся далеко в стороны от ствола дерева. На болотистых почвах у сосен главный корень развивается плохо.
Весной на молодых ветках можно видеть маленькие шишки двух типов. Одни из них, зеленовато-жёлтые, собраны тесными группами у оснований молодых побегов. Это так называемые мужские шишки.
Другие, красноватые, одиночные, - женские шишки. Они находятся на вершинах молодых веток. Женские шишки растут и древеснеют. Сначала они становятся зелёными, потом - коричневыми.
Через два года из шишек высыпаются семена. У большинства видов сосны они имеют плёнчатые крылышки, благодаря которым могут распространяться ветром.
Молодые ветви сосны несут мелкие чешуйчатые бурые листочки, в пазухах которых сидят очень короткие побеги. На каждом из этих побегов у сосны обыкновенной развиваются по два сизо-зелёных игловидных листа, то есть по две хвоинки. Хвоинки живут 2-3 года, а затем опадают вместе с коротким побегом. Поэтому опавшие хвоинки соединены по две.
При благоприятных условиях сосны достигают 30-40 м в высоту и живут до 350-400 лет.
Ель отличается от сосны не только внешним видом (рис. 77). Ель - теневыносливая порода, в густом лесу у неё сохраняются даже самые нижние ветки.
Рис. 77. Хвойные растения
Еловые леса в нашей стране занимают огромные пространства. В них царит полумрак, густые кроны деревьев здесь смыкаются. Под деревьями нет подлеска и очень мало трав. Лишь зелёные мхи или сплошная подстилка из опавшей хвои покрывают почву.
Ель хорошо растёт только на богатой питательными веществами, хорошо увлажнённой почве. Главный корень у ели развит слабо. Боковые корни располагаются в поверхностных слоях почвы, поэтому ветер иногда валит еловые деревья, вырывая их с корнями. Крона у ели пирамидальной формы. Короткие и остроконечные хвоинки ели сидят поодиночке, оставаясь на ветвях 5-7 лет.
У ели тоже образуются два типа шишек - мужские и женские. Фиолетово-красные или зеленоватые молодые женские шишки, появляющиеся на концах прошлогодних побегов, торчат вертикально. Зрелые шишки свисают вниз, созревают они поздно осенью в первый год жизни. После высеивания семян они опадают. Семя у ели крылатое. Мужские шишки, расположенные ниже женских, имеют желтовато-бурую окраску.
Живёт ель до 250 лет, достигая 40-метровой высоты.
Лиственница широко распространена в нашей стране, особенно в Сибири (рис. 77).
Это очень светолюбивая и холодостойкая порода. Она может расти на сухих песках, каменистых и заболоченных почвах. Хвоинки лиственницы светло-зелёные, мягкие, не имеющие плотной кожицы. Среди хвойных деревьев нашей страны только лиственница ежегодно сбрасывает хвою. Живёт она до 400-500 лет, достигая 30 м в высоту и 2 м в диаметре.
Можжевельник - небольшое деревце или кустарник (см. рис. 77). Растёт в еловых и сосновых лесах. Листья игольчатые. Чешуйки женских шишек мясистые, сочные, срастаются вместе, образуя шишкоягоду, созревающую два года. Можжевельник растёт медленно, но очень долговечен, живёт до 2 тыс. лет. В настоящее время он стал редкостью в наших лесах и нуждается в охране.
Строение хвои и шишек хвойных
Хвойные растения выделяют особые летучие вещества - фитонциды (от греческих слов «фитон» - растение и «цидо» - убиваю), которые подавляют развитие многих вредных бактерий не только в лесу, но и в его окрестностях.
В тайге нашей страны наибольшую площадь занимают леса из лиственницы, затем сосны и ели.
Древесина лиственницы отличается особой прочностью и долговечностью, она устойчива к гниению.
Древесину сосны и ели используют как ценный строительный и поделочный материал. С помощью химической обработки из древесины сосны получают искусственные волокна, подобные шёлковым нитям. Из древесины ели изготовляют бумагу. Древесина голосеменных растений - ценное сырьё для многих отраслей промышленности.
Сосну сибирскую называют в Сибири кедром, хотя настоящие кедры растут только в горах Северной Африки, на востоке Средиземноморья и в Гималаях. Из семян сосны сибирской получают хорошее пищевое кедровое масло.
Новые понятия
Вопросы
- Почему голосеменные получили такое название?
- Каковы основные признаки голосеменных растений? Чем их строение отличается от строения папоротников?
- Какие голосеменные растения вы знаете?
- Сравните внешнее строение сосны и ели. В каких условиях растут сосны и ели?
- Почему в лесу нижние ветки у сосны отмирают, а у ели покрыты хвоей?
- Каково значение голосеменных растений?
Подумайте
Почему многие санатории и дома отдыха расположены в сосновых борах, а на территории лечебных заведений высаживают хвойные растения?
Задания для любознательных
- Установите, в какие месяцы года происходит созревание и рассеивание семян сосны и ели в вашей местности.
- В мае-июне понаблюдайте за развитием из почек молодых побегов сосны или ели.
Обратите внимание на расположение шишек на побегах.
Соберите семена сосны и ели. Посейте их на пришкольном участке.
Ухаживайте за всходами. Выращенные растения используйте для озеленения.
Знаете ли вы, что...
Рис. 78. Гинкго двулопастный
Это растение называют живым ископаемым, так как его ближайшие родичи вымерли десятки миллионов лет назад. Гинкго двулопастный - высокое (до 30 м) листопадное дерево, в настоящее время в дикорастущем состоянии встречается только в горах Западного Китая.
Гинкго используют для озеленения южных городов, в том числе и у нас в стране. Жители стран Востока издавна употребляют жареные семена гинкго в пищу. В народной медицине отвар из листьев гинкго широко использовался при заболеваниях сосудов мозга. В настоящее время лекарственные свойства гинкго признаны официальной медициной, препараты из него можно купить в аптеках.
Задания
На необходимость выяснения химической природы фитонцидов неоднократно указывал Б. П. Токин (1964, 1975), подчеркивая, что недостаточность наших сведений о химии фитонцидов - одна из причин медленного их внедрения в медицину.
Знание химической структуры фитонцидов, как отмечал В. Г. Дроботько (1964), позволит легче понять их фармакологическое действие на микроорганизмы и наиболее целесообразно использовать в практике. Однако до настоящего времени химический состав летучих фитонцидов различных древесных пород и растительных сообществ, в том числе и леса, несмотря на важность для медицины, сельского и лесного хозяйства, изучен слабо. Это в какой-то степени объясняется трудностями методического плана.
Приведем известные нам сведения о химической природе летучих и транспирационных выделений поврежденных и неповрежденных тканей древесно-кустарниковых растений.
Лиственные
1. Айлант высочайший - эфирное масло, сложные эфиры.
2. Береза бородавчатая - ацетилен и бутилен, альдегиды (уксусный, пропионовый), формальдегид, спирты (метанол, этанол, попанол), оксикумарины, амины, аминокислоты.
3. Боярышник перистонадрезанный - амины.
4. Бузина красная - амины, спирты.
5. Волчеягодник - циклический сложный эфир.
6. Дуб черашчатый - бутилен, альдегиды (уксусный, пропионовый), спирты (метанол, этанол, пропанол), эфирное масло, органические кислоты.
7. Жимолость татарская - амины (высокое содержание).
8. Ива белая - этилен, альдегид уксусный, этанол, соединения типа бензола.
9. Ива трехтычинковая - кумарин.
10. Ива бредина - аминокислоты.
11. Каштан конский - циклический сложный эфир.
12. Клен яеенелистньгй-бутилен, альдегиды (уксусный, пропионовый), спирты (метанол, этанол, пропанол), кумарины.
13. Клен татарский - альдегиды (уксусный, пропаноловый), спирты, (этанол, пропанол), легкие углеводороды (следы).
14. Лещина обыкновенная - спирты.
15. Липа - ацетилен и этилен, альдегиды (уксусный, пропионовый), парафиноидные соединения.
16. Лиственница сибирская - спирты, альдегиды.
17. Ломонос - протоанемонин.
18. Орех грецкий - производные нафтохинона.
19. Ольха серая - аминокислоты.
20. Рябина обыкновенная - спирты, парасорбиновая кислота.
21. Рябинник рябинолистный - аминокислоты.
22. Сирень венгерская - салициловый и другие альдегиды.
23. Сирень обыкновенная - спирты.
24. Скумпия - бутилен, альдегиды (уксусный, пропионовый), спирты (метанол, этанол, пропанол).
25. Смородина черная - спирты.
26. Спирея иволистная - кумарины, аммиачные соединения.
27. Тополь Советский - изопрен, предельные углеводороды (метан, этан, пропан, бутан).
28. Тополь китайский - предельные углеводороды (метан, этан, пропан, бутан), спирты.
29. Тополь бальзамический - бутилен, спирты, салициловый и другие альдегиды, умбеллиферон.
30. Тополь Соеновского - спирты.
31. Тополь черный - этилен, этанол, уксусный и другие альдегиды.
32. Тополь - альдегиды, органические кислоты.
33. Черемуха обыкновенная - амигдалин, отщепляющий синильную кислоту; бензойный альдегид.
34. Черемуха виргинская - амигдалин, отщепляющий синильную кислоту; бензойный альдегид; спирты.
35. Черемуха маголебская - кумарины, умбеллиферон.
36. Черемуха Маака - амигдалин, отщепляющий синильную кислоту; альдегид бензойный.
37. Черемуха (вид неизвестен) - спирты, органические кислоты, альделиды.
38. Чубушник корончатый - кумарины.
39. Эвкалипт - эфирное масло.
40. Эвкалипт - цинеол, α-фелландрен, α-пинен, β-пинен.
41. Ясень зеленый - ацетилен, этилен, альдегиды (уксусный, пропионавый).
42. Ясень пушистый - бутилен, альдегиды (уксусный, пронионовый), спирты (метанол, этанол, пропанол).
Хвойные
1. Ель голубая - спирты.
2. Ель венгерская - альдегиды (следы).
3. Ель обыкновенная - терпеновые соединения (до 40 видов): α- и β-пинены, бизаболен, камфен, Δ 3 -карен, кариофиллен, с-антен, туйен, α- и β-фелландрены, фенхен, изофенхен, камфора, γ-пинен и терпинолен, борнилацетат, лонгифолен, β-гумулен; терпеновые спирты; органические кислоты; аминокислоты.
4. Ель сибирская - терпеновые соединения (до 42 видов); камфен, камфора, борнилацетат, трициклен, сантен, α- и β-пинены, мирцен, лимонен, α-мурален, кадинены и др.; терпеновые спирты (гераниол, цитронеллол, нерол и др.).
5. Лиственница - ацетилен, этилен; ацетон, скипидар; альдегиды (уксусный, пропионовый); спирты (метанол, этанол).
6. Можжевельник казацкий - сложные эфиры, органические кислоты, спирты, эфирное масло.
7. Можжевельник виргинский - см. Можжевельник казацкий.
8. Можжевельник обыкновенный - аминокислоты.
9. Пихта сибирская - терпеновые соединения (до 47 видов): α- и β-пинены, камфен, Δ 3 -карен, лимонен, кариофиллен, осмуролен, бизаболен, кадинены, камфора и др.; терпеновые спирты (борнеол и др.); борнилацетат.
10. Сосна обыкновенная - терпеновые соединения (до 38 видов): α- и β-пинены, камфен, Δ 3 -карен, мирцен, терпинолен, кариофиллен, муролены, кадинены, камфора и др.; терпеновые спирты (борнеол, гераниол, цитронеллол, линалоол, нерол); борнилацетат; органические кислоты, сложные эфиры, альдегиды (цитраль, ацетальдегид); аминокислоты.
11. Сосна сибирская - терпеновые соединения (до 42 видов): α- и β-пинены, сантен, камфен, лимонен, кариофиллен, муролен, бизаболен, кадинены и др.; борнилацетат, терпеновые спирты (гераниол, линалоол, цитронеллол, нерол).
12. Туя западная - спирты.
Химический состав летучих выделений изучен у представителей 12 хвойных и 42 лиственных пород. Указанный перечень химических веществ для каждой породы не является исчерпывающим и дает лишь частичное представление о сложном комплексе химических соединений, выделяемых древесными растениями в окружающую среду.
В составе летучих веществ и в конденсате транспирационной воды как хвойных, так и лиственных пород обнаружены эфирные масла, спирты, органические кислоты, альдегиды, сложные эфиры, а также непредельные углеводороды (ацетилен, этилен и др.). В выделениях хвойных дополнительно присутствуют различные монотерненовые и сеоквитерпеновые углеводороды, но не найдены предельные углеводороды (метан, этан, пропан и бутан), отмеченные в летучих выделениях некоторых лиственных пород.
Названные химические вещества встречаются в клеточном соке растений в свободном состоянии или же входят в состав гликозидов, эфирных масел и других соединений. Гликозиды клеточного сока представляют собой растворы некоторых сахаров, чаще всего глюкозы, со спиртами, альдегидами, фенолами и другими органическими веществами. В состав эфирных масел входят терпены, а также продукты их окисления - спирты, альдегиды и др. Окисление гликозидов и эфирных масел с участием энзимов может происходить в клетках при дыхании, когда активно поглощается кислород. Продукты их окисления (спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) попадают в межклеточное свободное пространство, откуда могут переходить в окружающую среду в виде летучих выделений вместе с транспирационной водой или же вымываться атмосферными осадками.
Как показали исследования Г. А. Санадзе (1961), летучие органические вещества выделяются преимущественно через устьица, в меньшем количестве - через кутикулу листьев. В весенний период у молодых листьев покровные ткани тонки и нежны, поэтому количество летучих веществ, выделяющихся через кутикулу, заметно возрастает. Однако у большинства древесных растений фитонцидность достигает максимума примерно к началу июня.
При анаэробном дыхании, что в природе происходит очень часто, как отмечает М. В. Колесниченко (1976), при подтоплении пойм образуются летучие недоокисленные соединения (непредельные углеводороды, спирты, альдегиды и т. д.), которые выделяются наружу через чечевички побегов и корней. Т. В. Чиркова и Т. С. Гутман (1972) обнаружили выделение через чечевички ветвей ивы белой и тополя черного этилена, этанола и ацетальдегида.
Среди летучих органических веществ, выделяемых акацией белой и тополем Советским, Г. А. Санадзе идентифицированы предельные углеводороды (метан, этан, пропан и бутан). Их образование он объясняет реакцией восстановления карбоксилированной углекислоты атомарным водородом, который, в свою очередь, образуется на свету в результате фотохимической диссоциации молекул воды. Интенсивное выделение водорода обеспечивает восстановление углерода до очень высокого уровня.
Особую группу органических веществ составляют аминокислоты, витамины и сложные эфиры. Первые обнаружены в траспирационной воде некоторых хвойных и лиственных пород. По предложению М. В. Колесниченко (1976), это могут быть низкомолекулярные белки типа ферментов. Витамины, как известно, проявляют большую биологическую активность как внутри собственного растительного организма, так и вне его, во внешней среде. М. Н. Мейцель и Г. А. Медведевой (1948) выявлена значительная летучесть витамина В 1 никотиновой и пара-аминобензойной кислот. Они делают вывод о том, что и микроорганизмы, и высшие растения в процессе своей жизнедеятельности выделяют в окружающую среду значительные количества летучих витаминов, в частности витамина В 1 , В. Т. Кахидзе и Г. А. Медведева (1956) установили выделение летучих витаминов цветками табака.
Сложные эфиры, представленные кумарином, оксикумарином и умбеллифероном, в растениях связаны в гликозиды и в заметных количествах освобождаются при их повреждении.
Все отмеченные органические вещества присущи выделениям как неповрежденных (с нормальным метаболизмом), так и поврежденных (с нарушенным метаболизмом) клеток и тканей растений. Однако в последнем случае активность продуцирования летучих веществ резко возрастает, так как свободный доступ кислорода к поврежденным растительным тканям приводит к значительному усилению окислительных и гидролитических процессов, что способствует изменению исходных метаболитов. Сложные органические соединения (гликозиды, эфирные масла и др.) интенсивно распадаются на более простые; в составе летучих выделений увеличивается содержание спиртов, альдегидов, органических кислот, обладающих повышенной летучестью.
По исследованиям С. С. Скворцова (1954, 1961), в условиях нарушенного метаболизма у измельченных листьев резко возрастает выделение альдегидов (в составе летучих выделений неповрежденных листьев им были обнаружены лишь следы этих веществ). Альдегиды могут окисляться до кислот, фенолы - до хинонов, при этом появляются флобафены. В листьях черемухи циангликозид амигдалин под влиянием фермента расщепляется на бензальдегид и синильную кислоту, которая оказывает сильное токсическое действие на живые организмы. При разрушении целостности растительных клеток увеличивается количество веществ, являющихся продуктами автолитического распада белков - пептидов, аминокислот, амидов кислот, амино — и аминопроизводных, индолопроизводных и аммиака. В тканях растений, инфицированных патогеном, также заметно увеличивается число фенольных соединений, в процессе ферментативного окисления которых в большом количестве образуются хиноны. Различия в интенсивности и составе летучих выделений целостных и поврежденных растений послужили основанием для подразделения летучих веществ на фитогенные, продуцируемые неповрежденными органами я тканями растений, и фитонциды, продуцируемые поврежденными органами и тканями растений.
Исходя из желания взять за основу единый термин «фитонциды» для обозначения биологически активных веществ, выделяемых растениями, мы будем пользоваться следующими терминами:
первичные фитонциды - летучие органические вещества, выделяемые неповрежденными растениями;
вторичные фитонциды - летучие органические вещества, выделяемые поврежденными растениями.
Первичные фитонциды можно подразделить на две группы: метаболические, не оказывающие влияния на физиологические процессы собственного растения (эфирные масла, спирты, альдегиды и др.), и биотические, влияющие на физиологические процессы собственного растения (некоторые витамины, аминокислоты, сложные эфиры, действующие как антиауксины: кумарин, умбеллиферон, эскулетин и др.).
По Б. А. Рубину (1961), роль антиауксинов внутри растительного организма сводится к торможению прорастания содержащихся в плодах семян, что достигается подавлением деятельности протеолитических ферментов. Вне растительного организма в повышенных концентрациях антиауксины (например, кумарины) подавляют развитие семян и пыльцы растений, стафилококков и животных клеток, а в малых дозах оказывают стимулирующий эффект. Имеются сведения о том, что кумарины обладают противоопухолевой активностью и влияют на состав крови.
Акад. Н. Г. Холодный (1949) на основании исследований пришел к выводу, что некоторые растения способны поглощать из воздуха и использовать летучие органические вещества типа сложных эфиров. Кумариновые соединения, относящиеся к сложным эфирам, были обнаружены в воздухе различных лесорастительных сообществ. В целом биотические фитонциды можно рассматривать в качестве компонентов тех летучих соединений, которые Н. Г. Холодный (1944) предложил называть атмовитаминами .
Вторичные фитонциды подразделяются на раневые , образующиеся в результате механических повреждений растительной ткани, и индуцированные (фитоалексины), появляющиеся в ответ на внедрение в растительную ткань патогенного организма. Раневые фитонциды характеризуются увеличением в летучих выделениях количества эфирных масел, моно — и сесквитерпенов, спиртов, альдегидов, органических кислот, а также продуктов ферментативного распада белков. В тканях, инфицированных патогеном, заметно увеличивается число фенольных соединений, в процессе окисления которых образуются хиноны. У некоторых растений в ответ на внедрение патогена повышается содержание терленоидных веществ и т. д. Вышеизложенное говорит о большой общности химизма раневых и индуцированных фитонцидов. Вместе с тем следует отметить и специфику образования индуцированных фитонцидов, которые возникают не столько под влиянием механических повреждений растительных тканей, нанесенных патогеном, сколько в результате серьезных нарушений метаболизма, вызванных токсинами патогенного организма. Свидетельством этого является образование галлов у многих древесных растений, пораженных насекомыми. Подобного не происходит под влиянием только механических повреждений. Это дает основание рассматривать индуцированные фитонциды (фитоалексины) как самостоятельную группу вторичных фитонцидов.
По биологическому назначению все фитонциды (первичные и вторичные) можно объединить в три большие группы:
1. Фитонциды сенсорного действия: аттрактанты - летучие вещества, привлекающие животных (эфирные масла, терпены - линея, лимонен и др.), и реппеленты - летучие вещества, отпугивающие животных.
2. Фитонциды, влияющие на рост и развитие организмов (непредельные углеводороды, органические кислоты, альдегиды и др.).
3. Фитонциды, участвующие в пищевых целях - атмовитамины, по Н. Г. Холодному (витамины, аминокислоты, сложные эфиры, спирты и др.).
Деление фитонцидов по биологическому назначению условное, поскольку, например, эфирные масла привлекают насекомых к цветкам (аттрактант), защищают растения от микробов и поедания животными (токсин), используются некоторыми микроорганизмами в качестве пищи (атмовитамины).
В лесу в период вегетации трудно найти дерево или кустарник с полностью неповрежденными листовым аппаратом, побегами или другими органами. Повреждения наносятся млекопитающими, птицами, насекомыми, грибами, микроорганизмами, а также при ветровале и буреломе, при рубках ухода и главного пользования, подсочке леса и т. д. В связи с этим в лесном воздухе наряду с первичными фитонцидами присутствуют и вторичные фитонциды. Другими словами, фитонциды леса представляют собой сложную смесь органических веществ как первичного, так и вторичного происхождения.
Кроме того, среди летучих веществ большую группу составляют неорганические соединения, выделяемые растениями вместе с парами транспирационной воды: ионы железа, кальция, магния, хлора, серы, меди, натрия, фосфора и калия, нитратного и аммиачного азота. Боярышник, спирея и бузина издают запахи аммиачных соединений. Указанные соединения играют важную роль в пищевых связях растений с растениями, растений с микроорганизмами и др.
К летучим выделениям растений примешиваются выделения животных и в первую очередь видов, связанных пищевыми цепями с определенными видами древесно-кустарниковой растительности (летучие выделения некоторых насекомых, обитающих на древесных породах, улавливаются даже на расстоянии десятков метров от заселенных ими деревьев).
Таким образом, изучая санитарно-гигиенические и терапевтические свойства растительных сообществ, следует иметь в виду, что помимо фитонцидов - биологически активных веществ фитогенного происхождения - в сложных взаимоотношениях организмов большая роль принадлежит и неорганическим соединениям, находящимся в составе летучих выделений растений, и телергонам животных, обитающих в изучаемом фитоценозе.
Тысячи людей выезжают летом на выходные дни в лес, собирают грибы, ягоды, цветы, просто отдохнуть и подышать воздухом. Зимой устраивают лыжные прогулки. Пользу такого отдыха для здоровых трудно переоценить.
В хвойных лесах средней полосы, севера и юга обычно располагаются санатории, в которых долечиваются и восстанавливают свое здоровье те, кто уже не нуждается в постельном режиме. Пребывание больных в хвойном лесу, как правило, дает хороший эффект, способствует более быстрому восстановлению сил, здоровья и работоспособности.
Однако практический опыт показывает, что хвойны лес может принести вред здоровью.
Кому вредна хвоя?
Некоторые люди, страдающие кардиосклерозом, стенокардией, гипертонической болезнью, пороком сердца, бронхиальной астмой, в теплое время года чувствуют себя в хвойном лесу (особенно в молодом сосняке) хуже. У них появляются одышка, учащенное сердцебиение, тяжесть и боль в области сердца и за грудиной. Нередко возникает головная боль, головокружение, ухудшается сон, человек становится раздражительным. Причем, как показали наблюдения, чем тяжелее сердечный недуг, тем более выражена кислородная недостаточность и тем хуже чувствует себя больной в лесу.
У некоторых ухудшение самочувствия отмечается уже с первых минут пребывания в хвойном лесу, у других – через 10 -15 дней. Чем же это вызвано?
Известно, что хвойные деревья постоянно выделяют скипидар и другие ароматические вещества. Выделяет хвоя также фитонциды (особые летучие вещества, убивающие микробов) и большое количество озона. Проведенные исследования показали, что именно в жаркие и безветренные дни содержание в воздухе ароматических веществ (особенно скипидара) и озона намного увеличивается. В то же время в воздухе полей, соседствующих с лесом, где те же больные чувствуют себя хорошо, как правило, не удавалось обнаружить наличие скипидара. В этом и кроется «подвох” прогулок по хвойному лесу.
В холодное время года (с сентября по апрель) выделение ароматических веществ хвойными деревьями значительно снижается. Поэтому тем, кому вредна хвоя, лучше отдыхать в нем осенью, зимой или ранней весной.
Чистота лесного воздуха, насыщенность кислородом, тишина леса позволяют рекомендовать оздоровительные прогулки, особенно зимой, практически всем.
Природа – это удивительный и интересный мир, окружающий нас. Это часть нашей жизни, в котором абсолютно всё взаимосвязано. Опавшие листья, травы, старые ветки отжившие свой век, со временем исчезают и становятся частью почвы. В этом им помогают почвенные животные, каждому из которых отведена своя роль. Если бы они не содействовали ускорению этого процесса, то весь мир был бы заполонен мусором. Повсюду вокруг нас обитают миллионы микроорганизмов, не заметные глазу. Их невозможно считать. Одни из них являются помощниками, а другие – приносят вред и могут быть источниками заболеваний. Однако и это так устроено природой, что все животные имеют тонкую и сложную систему защиты от бактерий. Есть ли такая защита у растений? Ведь растения также могут подвергаться заражению вирусами и болезнями. Но в отличие от животных, они не могут поменять свое местонахождение, и лишены способности передвижения. Если какие то растения не болеют, значит, они могут огородить себя от вредоносных бактерий.
Некоторые растения обладают особыми антимикробными свойствами. Испокон веков было замечено, что такие растения как хмель, полынь, душица обыкновенная не дают развиваться микрофлоре. Охотники знают, что если обложить пойманную дичь травами, то сохранят её на долгое время. Такие травы имеют «консервирующий эффект», что связано с особыми свойствами их составляющих. Профессор Токин Б.П. посветил долгое время этому удивительному наблюдению и нашел научное объяснение таким действиям растений. Он обратил внимание, что кашицы из лука и чеснока создают неблагоприятную среду для обитания бактерий. Инфузории, находившиеся в этих чашках, погибают и не могут развиваться. Соответственно, лук и чеснок обладают определенными летучими веществами растительного происхождения, которые убийственно влияют на всевозможные живые одноклеточные образования. Эти вещества советский ученый Токин Б.П. назвал фитонцидами.
Именно эти вещества являются защитой для растительного мира от микроскопических живых существ. Каждое растение выделяет фитонциды в атмосферу, в почву либо в воду, в зависимости от среды его обитания. Больше всего летучих веществ – в период цветения. На их количество влияют такие факторы, как сезонность, физиология растения и почва. Было предположение, что фитонцидами обладают лишь те растения, которые содержат в особых клетках эфирные масла. Однако дальнейшие исследования показали, что такое явление свойственно всему растительному миру. Различие лишь в проявлении. Различают нелетучие фитонциды, образующиеся в тканевых соках в момент повреждения и действующие на расстоянии. Есть растения, фитонциды которых могут выделяться и без повреждений, но только у некоторых видов. Такими свойствами обладают листья дуба или березы. Инфузории, попавшие на листья этих деревьев, погибнут через определенное время. Также будет с микробами золотистого стафилококка, попавших на лист липы или черемухи. Если бы растительный мир не производил свое губительное для микроорганизмов действие, то они бы заполонили весь земной шар, учитывая тот фактор, как быстро они могут размножаться.
Фитонциды могут оказывать разностороннее действие и на организм человека. Вдыхая их, усваиваем организмом и дезинфицируем легкие. Наши комнатные цветы, такие как герань и бегония убивают 43% микробов в окружающем воздухе, а эвкалипт и мирт избавят вас от мух и комаров. Однако есть и вторая сторона, неблагоприятная. Многим известно как может повлиять аромат букета черемухи или белых лилий. Не советуют их оставлять в спальне на ночь, так как после сна вас будет мучать головная боль. Виной тому будут фитонциды. Если, для примера, положить под стакан нарезанные листья черемухи и поместить туда насекомое или мышь, то они не смогут выжить. Воздействие этих листьев настолько сильное, что могут убить даже крыс. Не стоит спать под деревом грецкого ореха. Его фитонциды повлияют на вас как черемухи и белых лилий.
Что касается нелетучих фитонцидов, содержащихся в клеточном соке, они также выступают в качестве защиты растений. Сок хвои сосны, ели, можжевельника и многих других растений обладают антимикробными свойствами. Разные микроорганизмы есть повсюду — и в дубовой роще, и в сосновом бору, и в различных лесах, однако везде их разное количество. Гектар хвойного леса выделяет до 5 килограммов фитонцидов. Поэтому чаще всего санатории строят в сосновых борах. Воздух в такой местности намного чище, что благотворно влияет на здоровье человека. Однако лидирующие позиции по этому фактору занимает можжевельник, являющийся могучим губителем вредоносных микроскопических существ. Поэтому эти кустарники и деревья нуждаются в особом уходе и охраны, учитывая то, что они растут очень медленно.
Не оставим без внимания и вековые деревья, такие как дуб и клен. Они обладают высокой фитонцидной активностью и очищают воздух от микробного населения. Чаще бывая в степи, цветущих лугах, человек вдыхает с воздухом те самые вещества, которые являются ценным антибиотиком.
Фитонциды являются мощным оружием растений против микрофлоры, а также защитой людей от вредоносных микроскопических существ. Люди, живущие в лесных районах, гораздо реже сталкиваются с заболеваниями дыхательных путей по сравнению с горожанами. Человек проводит большую часть времени у мониторов в закрытых помещениях. Недостаток фитонцидов может отрицательно сказаться на иммунитете. Необходимо заботиться об озеленение города и экологии в целом. Высаживая деревья и кустарники, мы не только благоустраиваем территорию, но также защищаем себя от размножений возбудителей опасных болезней.
Мы выращиваем деревья и кустарники в основном ради красоты и вкусных плодов. Однако эти представители флоры могут улучшать наше здоровье, выделяя полезные фитонциды.
Что такое фитонциды?
Это комплекс антимикробных веществ, содержащихся в растениях. В него входят терпеноиды, спирты, альдегиды, эфиры и другие соединения, способные убивать или подавлять рост и развитие других организмов (главным образом бактерий и грибов). Явление фитонцидности растений было открыто советским ученым Борисом Токиным в 30-е годы XX века. Дословно оно переводится как "растения-убийцы" (от греческого "фитон" - растение и латинского "цидо" - убиваю). Существует устойчивое заблуждение, что фитонциды свойственны какой-то определенной группе растений. Их приписывают хвойным деревьям и кустарникам (прежде всего можжевельнику обыкновенному), а также мирту обыкновенному, эвкалиптам, розмарину лекарственному и ряду других лиственных видов . На самом деле фитонциды выделяют все растения, поскольку они являются одним из факторов их естественного иммунитета. В настоящее время большинство ученых называют фитонциды термином "летучие фитоорганические выделения растений" (ЛФОВ).
Основной механизм действия фитонцидов связан с образованием озонидов (заряженный озон), которые могут разрушать структуры ДНК микроорганизмов, в результате бактерицидная активность воздуха повышается минимум в 2-3 раза. Различают бактерицидное и фунгицидное воздействие (на бактерии и грибы), а также бактериостатический и фунгистатический эффект (когда замедляется рост и развитие микроорганизмов).
Не всякий свежий воздух одинаково полезен. Летучие органические вещества (ЛФОВ) растений могут оказывать положительное и отрицательное влияние на здоровье человека. Так, летом в хвойном лесу, когда наблюдается период максимальной фитонцидной активности деревьев, высокие концентрации летучих фитонцидов хвои могут вызвать аллергию . Малые же концентрации летучих фитонцидов, наблюдаемые в воздухе леса зимой, оказывают серьезное лечебное действие на больных сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Пребывание в летние месяцы в дубовом лесу снижает артериальное давление у больных гипертонией (на 6-12 мм рт. ст.). В сосновом бору в это же время у тех же больных артериальное давление повышается (на 15-20 мм рт. ст.) Повышается давление и при вдыхании фитонцидов цветков сирени , молодых листьев тополя .
Фитонциды березы бородавчатой обладают спазмолитическим и бронхолитическим действием. У больных нормализуется сон, уменьшается раздражительность, прекращаются или уменьшаются одышка и кашель, улучшается настроение. Но надо помнить, что летучие фитонциды тополя пирамидального (в мае), цветков липы и сирени, сосны (летом) плохо переносятся больными с астматическим бронхитом и пневмосклерозом.
В целом в течение вегетационного периода в атмосферу выделяется с 1 гектара сосновых насаждений 370-420 кг ЛФОВ, еловых - 320-405 кг, березовых - 190-220 кг, осиновых - 170-190 кг. Наибольшее содержание фитонцидов наблюдается в сосновом лесу, затем в насаждениях из ели и лиственницы , дальше в смешанных хвойно-лиственных посадках, в березняках и дубняках, осинниках, кленовниках.
Динамика содержания фитонцидов
Количество выделяемых фитонцидов изменяется в зависимости от вида растения, его возраста, размера, состояния, почвенно-климатических условий региона, экологических факторов.
Суточная активность
У древесных и кустарниковых пород наблюдается максимум активности ближе к полудню. Утром их содержание в воздухе ниже, например, в сосняке и березняке в это время количество фитонцидов в 3-4 раза ниже, чем в дневные часы, но еще меньшая концентрация их наблюдается вечером - в 7 раз ниже, чем днем.
Сезонность
у большинства древесно-кустарниковых растений фитонцидность постепенно увеличивается с весны, достигая наивысших значений летом (июнь-август), потом уменьшается. Всем известный можжевельник казацкий весной и летом, во время активного роста, выделяет 1,18-1,49 мг%/ч, а зимой только 0,53 мг%/ч.
Возраст
Молодые листья березы, других лиственных деревьев и хвоя сосны продуцируют больше летучих веществ, чем сформированные листья более позднего возраста. На выделение фитонцидов также влияют погода и некоторые экологические факторы. Так, повышение температуры окружающего воздуха до +20...+25 °С увеличивает концентрацию фитонцидов почти в два раза.
