Экология СПРАВОЧНИК

Только сейчас, в конце XX в., человек пришел к выводу, что любой его попытке заглянуть в будущее должно предшествовать изменение его представлений о природе. В 1970 г. Кусто напомнил нам, что жизнь без воды невозможна, и объяснил, что загрязнение воды, где бы оно ни происходило, есть процесс отравления мирового океана — отравления, равносильного смерти. Проблема загрязнения окружающей среды вынудила людей всей планеты найти общий язык: для всех них абсолютно необходимо сохранить в целости биосферу. Итак, мы вынуждены пересмотреть свои отношения с природой; мы больше не вправе игнорировать окружающую нас среду.

Далее

В корнях овса накапливается кумарин скополетин (4) — тоже сильный ингибитор [25, 26]. У подсолнечника Helianthus annuus обнаружены различные вещества, ингибирующие рост растений — хлорогеновая кислота, скополетин и другие [27]. Многие вересковые вырабатывают вещества, препятствующие развитию корневых волосков, и тем самым мешают укоренению сосны и ели в лесопосадках [28].

Далее

Химическое оружие действует как средство нападения в тех случаях, когда животное имеет усовершенствованный эволюцией орган для нанесения, разбрызгивания или впрыскивания яда. Агрессивное поведение — явление редкое в природе (исключение представляет человек), и у большинства животных нападение — это лишь защитная реакция. Имеющееся оружие используется также для добывания пищи. Если же токсичные вещества находятся в самом организме-продуценте или если эти вещества, вырабатываемые специализированным органом, не выводятся из организма, то оборонительный характер такого оружия проявляется только в случае нападения на организм-продуцент. Отравление агрессора выглядит тогда, как несчастный случай, вызванный столкновением двух несовместимых типов метаболизма. Утверждать, что эволюция последовательно совершенствовала такие средства химической защиты для сохранения видов, было бы очевидным проявлением витализма. В лучшем случае можно предположить, что из всего множества возможных способов адаптации до наших дней сохранились лишь те, которые обеспечивали их владельцам наилучшие шансы на выживание. Горькие или ядовитые растения служат прибежищем для тех насекомых, которые способны использовать их как пищу. Другим приемом оборонительной тактики, о времени появления которого в ходе эволюции судить очень трудно, является сочетание предупреждающей окраски со средствами химической защиты. То, что мы наблюдаем сегодня,— это, по-видимому, следствие огромного числа конфликтов и нескольких абсолютных необходимостей.

Далее

Термин «микотоксины» относится, как правило, к ядам грибов, токсичным для человека и животных: для ядовитых веществ, вырабатываемых фитопатогенйыми грибами или бактериями, принято название «фитотоксины».

Далее

В отличие от растений животные не могут себе позволить пожертвовать частью своего организма, чтобы отравить напавшего противника. Их защитная реакция должна обеспечить сохранение целостности организма. Оружие, если даже оно и не убивает противника, должно быть по крайней мере достаточно «убедительным» средством сдерживания. Среди эффективных видов химического оружия животных насчитывается множество разнообразных токсичных продуктов; во многих случаях пока еще не ясно, на чем основана эффективность этого оружия. Флоркин [8] предложил общее название «ко-актон» для всех веществ, участвующих в межвидовых или внутривидовых взаимодействиях живых существ. Согласно классификации [6, 7], защитные вещества, обеспечивающие производящим их организмам определенное преимущество в приспособляемости к среде, должны быть отнесены к алломонам. Строение большинства известных токсинов животного происхождения было установлено лишь сравнительно недавно. Иногда их структура бывает удивительно своеобразна. Однако число изученных веществ еще очень мало по сравнению с длинным списком морских животных, имеющих репутацию активно или пассивно ядовитых.

Далее

Эволюционное развитие членистоногих привело к появлению у них широкого арсенала средств химической защиты (а нередко и нападения), в котором имеется большое число ядов и множество приспособлений для введения их в организм противника. Хотя ядовитые вещества убивают противника не всегда, их действия достаточно, чтобы отпугнуть и отогнать нежеланного пришельца. Многие позвоночные — и в их числе человек — весьма чувствительны к яду членистоногих. Знакомство с жалом пчелы или скорпиона никогда не приносит удовольствия. Согласно экологической классификации (см. табл. 1), защитные вещества членистоногих, обладающие аллелохи-мическим (межвидовым) действием, должны быть отнесены к алломонам, т. е. к веществам, способствующим лучшей адаптации производящего их организма к окружающей среде.

Далее

Как отметил Бюхерль [221 ], многочисленные ядовитые позвоночные, у которых есть специализированные железы с сильнодействующим ядом и приспособления для введения его в тело другой особи, ведут себя как типичные «экстро-верты», тогда как те ядовитые животные, у которых такого приспособления нет, ведут пассивный и скрытый образ жизни. В последнее время число работ, посвященных изучению ядов, достигло примерно 10 ООО публикаций в год, что одновременно указывает и на интерес исследователей к этой проблеме, и на особый подход к ней [222]. В дальнейшем изложении мы ограничимся лишь примерами, показывающими химическое разнообразие ядов позвоночных.

Далее

Было бы упрощением сводить все разнообразие поведения животных только к борьбе, бегству, сосуществованию и укрытию. Однако ясно, что растительноядное несекомое зеленого цвета имеет хорошие шансы спастись от своих врагов, поскольку его окраска сливается с наиболее обычным для него «( юном». У прямокрылых (ОгШор1егае) эта зеленая окраска обусловлена наличием хромопротеинов, в состав которых входит пигмент биливердин 1Ха (115) [243, 244]. Чувствительность этого пигмента к свету делает возможным переход к различным оттенкам, соответствующим различным степеням его окисления.

Далее

Установлено [258], что строение люциферина этого рачка выражается формулой 119 (рис. 15). Принятый механизм люминесценции основан на легком превращении соединения 119 в гидроперекись, образование которой облегчается подвижностью атома водорода, находящегося в «-положении к карбонильной группе [259, 260].

Далее

Потребность в стеринах — одна из наиболее общих черт для всего животного мира. Особенно необходим холестерин, являющийся одновременно строительным материалом для клеточных структур и ключевым продуктом в биосинтезе ряда метаболитов. Клетки, способные развиваться в отсутствие стеринов, например клетки бактерий, относятся к числу примитивных организмов. Обнаружение холестерина у растений и стероидных гормонов у беспозвоночных — это очень важные открытия. Многие беспозвоночные, в частности насекомые, не могут самостоятельно биосинтези-ровать холестерин, который им, однако, необходим. Эти животные вынуждены выискивать пищу, содержащую холестерин, или получают его косвенным путем (через пищевые цепи). Экологическое значение холестерина в природе исключительно велико. Разумеется, можно назвать и другие вещества, насущно необходимые для живых существ и потому активно ими разыскиваемые.

Далее

Ювенильный гормон секретируется находящимися рядом с мозгом железами Corpora allata. Впервые он был выделен Уильямсом и Лоу [276] из бабочки Platysamia cecropia.Поскольку биогенетическим предшественником экди-зонов является холестерин, одна из насущных потребностей членистоногих — потребность в холестерине. Это приводит нас к рассмотрению экологической роли холестерина в живой природе.

Далее

Холестерин содержится во многих растениях, иногда в следовых, а иногда небольших количествах [302—304]. Изменения структуры холестерина при гидроксилировании, восстановлении и других реакциях приводят к потере активности (см. обзор [305]). Как показали Кларк и Блок, жук-кожеед Dermestes vulpinas может нормально развиваться и при очень низком содержании холестерина в его пище, если в ней содержатся другие стерины (так называемый «эффект экономии»). Этот эффект позднее наблюдался и другими исследователями [306, 307].

Далее

Вполне возможно, что в ближайшие годы из беспозвоночных будут выделены и другие стероиды. Однако пока нет никаких оснований утверждать, что стероиды играют у беспозвоночных примерно ту же роль, что и у позвоночных. Похоже, что эволюция нашла наилучшие способы использования молекул, поступающих в организм с пищей или образующихся при деградации под действием малоспецифичных ферментов.

Далее

Другой возможный путь начинается с раскрытия цикло-пропанового кольца между положениями 9 и 19; в этом случае дальнейшие превращения сводятся к хорошо изученному деметилированию ланостерина (см. рис. 20).

Далее

Первыми серьезными сведениями о существовании феромонов у насекомых мы, безусловно, обязаны замечательным трудам А. Фабра . Он заметил, что самка бабочки Saturnia pyri (ночной павлиний глаз) способна привлекать самца на очень большом расстоянии, и доказал, что эта способность обусловлена «запахом», который можно передать какому-нибудь постороннему предмету, например клочку ваты или кусочку пробки; тогда этот предмет начинает привлекать самца точь-в-точь как живая самка. Фабр также доказал, что самец воспринимает «запах» усиками-антеннами: если эти антенны обрезать, то самец не сможет найти самку. Привлечение самца с большого расстояния (до нескольких километров) — не единственный эффект, вызываемый «запахом», который одновременно приводит самца в состояние полной готовности к спариванию, т. е. обладает афродиазическим действием. Сегодня половые феромоны обнаружены уже у многих видов насекомых, а список выделенных в чистом виде и химически полностью охарактеризованных феромонов выглядит внушительно.

Далее

Строение феромонов, как правило, довольно просто. Однако из-за того, что они доступны лишь в очень малых количествах,первоначально требовались долгие годы работы. Так, выделение бомбикола и выяснение его структуры заняли 20 лет. Не удивительно поэтому, что, когда Бутенандт читал лекцию о половом феромоне бабочки тутового шелкопряда, одна из слушательниц не удержалась от реплики: «О, доктор Бутенандт, зачем вы тратите столько времени на возню с бабочками?» [196].

Далее

Мандибулярные железы пчелиной матки выделяют биологически активные вещества, изучением которых занимались Кэллоу и Батлер в Англии и Барбье и Пэн во Франции. Этот секрет обладает многосторонним действием. Во-первых, он привлекает рабочих пчел к матке. Во-вторых, привлеченные им рабочие пчелы облизывают тело матки и при этом поглощают активные вещества, в том числе и «царское вещество», представляющее собой 9-кето-2-транс-деценовую кислоту (158); в результате у них подавляется развитие яичников, так что во всем улье только матка способна откладывать, яйца. В-третьих, «царское вещество» подавляет у обитателей улья рефлекс, побуждающий их строить «царские ячейки» для выкармливания будущей матки. Похоже, будто наличие большого количества этого вещества играет роль сигнала, указывающего каждой пчеле, что в строительстве таких ячеек пока нет необходимости. Наконец, царское вещество в сочетании с продуктом его восстановления, 9-окси-2-транс-деценовой кислотой (157), привлекает самцов к матке во время ее редких брачных полетов. Таким образом, царское вещество является одновременно и общественным, и половым феромоном, а также обладает антигормональным характером [363, 397— 401 ]. По-видимому, явление синергизма играет очень важную роль в случае царского вещества, потому что при всех биологических испытаниях индивидуальное вещество никогда не проявляет такой высокой активности, как в сочетании с другими компонентами секрета мандибулярных желез. Так, привлечение рабочих пчел к матке происходит под действием смеси нескольких кислот, в число которых входит и царское вещество. Если эту смесь подвергнуть хроматографическому разделению, то каждый компонент порознь оказывается неактивным; если же их снова смешать, активность восстанавливается [399, 402]. Привлечение рабочих пчел к матке чрезвычайно важно для нормальной работы улья, потому что, слизывая с ее тела феромон, они затем буквально из уст в уста разносят его по всей колонии. Передача этого химического сигнала происходит при типичном для пчел обмене пищей. Такое явление называется тро-фалаксией.

Далее

Как видно из данных табл. 7, в их роли могут выступать разнообразные соединения [416—419].Когда пчела жалит противника, то одновременно с ядом она впрыскивает ему смесь изоамилацетата, изоамилпро-пионата и изоамилбутирата; запах этой смеси побуждает соплеменниц пчелы лететь на помощь и жалить отмеченную пахучим веществом цель [420, 421 ]. Это явление, описанное Юбером еще в 1814 г., хорошо известно пчеловодам, которые подметили, что от укушенного пчелой места исходит запах, похожий на запах банана [422]. Находящийся в мандибулярных железах рабочих пчел гептанон-2 тоже является феромоном тревоги, но его действие проявляется по-другому [423].

Далее

Феромоны следа муравьев могут быть восприняты хищными насекомыми, которые по оставленной муравьями пахучей дорожке направляются за добычей прямо в их гнездо. Так поступают, например, жуки-муравьеды из семейств Hysteridae, StaphШnidae и Limulodidae [442].

Далее

У жуков из семейства Scolytidae агрегация имеет прежде всего общественный характер. Сначала самцы и самки собираются в две отдельные группы, и только потом взаимное притяжение самцов и самок приводит к спариванию. Весь этот процесс протекает во взаимодействии с растением-хо-зяином. Лишь после того как насекомые отыщут удовлетворяющий потребностям их вида источник питания, в действие вступает механизм, обеспечивающий воспроизводство вида; при этом в испражнениях жука оказывается целый комплекс биологически активных соединений.

Далее