"Год в «Звездолете»" - читать интересную книгу автора (Божко Андрей Николаевич, Городинская...)

Обитатели оранжереи

Человеку, растениям, микроорганизмам подолгу придется жить в одном герметичном помещении. Как складываются взаимоотношения в такой искусственно созданной обитаемой среде? Проявится ли так называемая «биологическая совместимость» растений между собой и с другими организмами, в первую очередь с человеком? Эти вопросы мы и призваны решить в нашем эксперименте.

Вокруг каждого растения, точно так же, как и вокруг человека, создается своеобразный микромир. В космических оранжереях нельзя допустить, чтобы представители флоры оказывали неблагоприятное действие на человека или друг на друга. Известно, что все растения в процессе жизнедеятельности неизбежно выделяют через корни и листья различные вещества – продукты обмена, – которые смогут оказывать то или иное воздействие на своих соседей. Это свойственно не только растениям, но и всему живому. Любой организм, осуществляя обмен веществ с окружающей средой, получает необходимые ему вещества и выделяет ненужные метаболиты, изменяя окружающую среду и оказывая воздействие на другие организмы. Оно может быть положительным, приводящим к улучшению их роста и развития или, по крайней мере, не оказывающим неблагоприятного влияния. В этих случаях принято говорить о биологической совместимости. В случаях угнетающего воздействия одних организмов на другие говорят о биологической несовместимости.

В практике земледелия и лесоводства приходится считаться с этими понятиями. Например, известно, что вика с овсом в совместных посевах дают больший урожай, горох с викой плохо уживаются, а посевы гороха с кукурузой оказывают друг на друга неблагоприятное воздействие. Из ели и лиственницы, дуба и липы можно создать хорошие лесные насаждения, а дуб и ясень, дуб и белая акация, сосна и бузина взаимно угнетаются.

Контакты растений могут осуществляться через окружающую среду, а также непосредственно. Борьба их за основные факторы внешней среды, например, за свет, элементы корневого питания, влагу, углекислоту, может быть значительно ослаблена путем создания для них наилучших условий. Поэтому на первый план выступает взаимное влияние растений, осуществляемое ими через метаболиты, выделяемые всей поверхностью растений. Среди выделений обнаруживаются минеральные соли, аминокислоты, органические кислоты и другие высокомолекулярные соединения.

Венский физиолог Г. Молиш провел следующий опыт. Он поместил вместе ветки яблони и желтой акации, и через несколько дней листья акации опали. Горох, помещенный в «яблочный воздух», сначала перестал расти, а затем пожелтел и погиб. Позже ученые исследовали этот «яблочный воздух», и оказалось, что он содержит ненасыщенный углеводород – этилен, действующий на некоторые растения угнетающе. Впрочем, тот же этилен ускоряет созревание яблок, томатов и цитрусовых.

Хорошо знакомые всем запахи цветов, хвойного леса, цитрусовых растений, картофеля или томатов есть не что иное, как летучие выделения растений. Они делятся на колины и фитонциды. Колины оказывают положительное или отрицательное воздействие на растения. А фитонциды угнетают или усиливают рост микроорганизмов.

Между колинами и фитонцидами нельзя провести резкой границы, так как многие колины действуют губительно и на микроорганизмы, и на высшие растения, часто доводя их до гибели. Сирень и ландыш в одной вазе увянут гораздо быстрее, чем стоящие отдельно друг от друга.

Лук и чеснок обладают уникальными бактерицидными свойствами. Практически нет одноклеточных организмов, на которые они не действовали бы губительно. Через 24 часа зеленоватая плесень гриба аспергиллюса гибнет под воздействием фитонцидов, выделяемых чесноком.

Химический состав растительных выделений широко исследуется в наши дни. Ученые открывают все новые классы соединений. Однако до сих пор имеются неизвестные еще вещества, входящие в эти выделения.

Учение о растительных выделениях, их роли как физиологически активных веществ, их влиянии на окружающую среду и все сообщество растений оформилось в самостоятельное направление научных исследований, которое получило название «аллелопатия».

При изучении аллелопатического воздействия растений на среду в герметичных помещениях космических объектов необходимо учитывать их возможное воздействие на человека, на его работоспособность. В обычных земных условиях мы часто не замечаем, не чувствуем разнообразных растительных выделений. Непрерывная циркуляция атмосферы быстро их уносит. Однако особое значение они приобретают для человека, помещенного в герметичное помещение космического корабля или межпланетной станции.

А микроорганизмы? Ведь они тоже воздействуют на растения! Известно, что в присутствии некоторых из них семена прорастают быстрее, растения развиваются лучше, нежели в стерильных условиях. Значит, в этом случае микроорганизмы приносят пользу растениям. Они выделяют в почву витамины, ростовые и другие биологически активные вещества, и поэтому их роль нельзя сводить лишь к минерализации органических остатков.

В герметических оранжереях роль микроорганизмов, сопутствующих растениям, нисколько не меньше, чем в обычных, естественных условиях. Но она почти не изучена. Известно, что и сам человек имеет собственные микроорганизмы. Они постоянно находятся на кожных покровах, на слизистых оболочках и непрерывно выделяются в окружающую его среду. Их тоже нельзя упускать из вида. Тем более что некоторые постоянные обитатели кишечника человека, например кишечная палочка и энтерококк, могут жить и на растениях, находя на их поверхности все необходимое для питания и размножения. Эти микроорганизмы и некоторые другие, обитающие обычно на растениях и неопасные для человека, могут при известных обстоятельствах стать патогенными, то есть болезнетворными, и явиться причиной серьезных заболеваний. В таких случаях бактерии из группы кишечной палочки, вызывая гнилостный распад белков, могут отравлять организм вредными продуктами, а одна из форм кишечного энтерококка способна быстро разрушать зубы. Встречаются также на растениях и такие микроорганизмы, которые обладают близким генетическим родством с болезнетворными микробами.

Известно, что при продолжительном пребывании людей в герметичных помещениях наблюдается увеличение небезопасных для человека микроорганизмов при уменьшении числа их видов. Здесь нарушается бактериальное равновесие, которое защищает человека от инфекций. При наличии же в гермообъектах оранжерей микрофлора, сопутствующая растениям, по-видимому, будет способствовать поддержанию этого равновесия. В длительных полетах это поможет избавить человека от приема специальных, пока не разработанных микробных пилюль, которые должны уберечь экипаж от так называемого микробного шока, возникающего при контакте человека с обычной микрофлорой после окончания продолжительной космической экспедиции.

Итак, при разведении растений нельзя не учитывать сопутствующего им микробного населения. Вот почему оранжерея сейчас для меня, биолога, не только огород, но и лаборатория – место наблюдений и научных исследований.

Герман и Борис охотно помогают мне, когда наступает время сбора зелени. Это довольно кропотливый труд: мало просто выдернуть растеньица, срезать корни и освободить их от субстрата, необходимо строго учесть и взвесить отдельно съедобную часть, корни и отходы. Нужно также отобрать пробы для изучения витаминного состава растений, для определения сухого веса и для других анализов и исследований.

Вооруженные ножницами, мы опять стоим перед очередной «грядкой» и отделяем корни растений от съедобной части. Работа утомляет однообразием. Приходится многократно повторять одно и то же движение. А зелень надо убирать сразу с четырех кювет с интервалом в сутки.

Взаимопомощь в нашей жизни совершенно необходима. Товарищи помогают мне по оранжерее; мы с Борисом помогаем Герману в медицинских исследованиях. И если кто-нибудь из нас заболеет, его работу должны будут выполнять остальные. Пока, к счастью, все здоровы. Строгий режим труда, отдыха и питания, физические упражнения, нормальный сон и, в известной мере, оранжерея помогают нам сохранить здоровье, бодрость, душевное равновесие.