Ассистент кафедры ботаники и физиологии растений Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета Никита Степанов рассказал о том, какие взаимодействия происходят в вазе, почему некоторые цветы нельзя ставить вместе, а также об угрозе отравления детей и домашних питомцев.

По словам специалиста, аллелопатия – это природное явление, представляющее собой одну из форм экологического взаимодействия между организмами, будь то растения или микроорганизмы.

«Его суть заключается в выделении организмами в окружающую среду различных продуктов метаболизма, которые носят название "аллелохимикаты". Эти соединения способны оказывать как угнетающее, так и стимулирующее воздействие на развитие других организмов», – ввел в курс дела Никита Степанов.

Чтобы понять, как именно токсины попадают в воду, биолог объяснил процессы, происходящие на месте среза стебля. 

«Срез стебля нарушает целостность проводящей системы. С одной стороны, он обнажает сосуды ксилемы (мертвые одревесневшие элементы, которые проводят воду и растворенные в ней минеральные соли от корней к листьям). С другой стороны, открываются ситовидные трубки флоэмы – живые клетки, транспортирующие органические вещества из листьев к другим органам. Важно понимать, что обе ткани обладают различными функциями и составом внутреннего содержимого», – проинформировал ассистент.

Ксилема после среза продолжает пассивно втягивать влагу, создавая отрицательное давление, что способствует поступлению свежей воды из вазы в растение. Флоэма же ведет себя иначе.

«Она находится под положительным давлением, которое называется тургором. При повреждении ее содержимое (сахара, аминокислоты, вторичные метаболиты и прочие компоненты) вытекает в область среза и диффундирует в окружающую среду. Но и это еще не все. Помимо специализированных проводящих тканей, в зоне среза оказываются поврежденные паренхимные клетки коры, сердцевины и лучей. Их вакуолярный сок, содержащий разнообразные аллелохимикаты (фенолы, алкалоиды, гликозиды, оксалаты), также высвобождается непосредственно в воду. Таким образом, срез служит двунаправленным каналом. Он обеспечивает поступление воды в растение и одновременно выход аллелохимикатов в окружающую среду», – подчеркнул Н. Степанов.

В естественной природной среде аллелохимикаты не накапливаются до критических концентраций, так как взаимодействуют с почвенным комплексом. Там они подвергаются микробиологической деградации, адсорбции и трансформации. Но в условиях замкнутого пространства ситуация меняется. 

«В вазе с водой эти соединения накапливаются, очень быстро достигая активной концентрации. Погруженные в воду листья и части стебля начинают разлагаться, высвобождая дополнительные аллелохимикаты, такие как фенольные соединения. Проявляя трансформацию, они подвергаются воздействию физико-химических факторов. Фенольные кислоты, например феруловая, бензойная, салициловая и кумаровая, являются одними из самых распространенных аллелохимикатов, выделяемых в этом процессе», – отметил эксперт.

Источников поступления опасных соединений в воду несколько. Основной – срез стебля.

«В ответ на стресс, вызванный срезанием и погружением в воду, растение может даже усилить выработку защитных веществ – фенолов, алкалоидов, терпенов. Таким образом оно пытается "залечить" рану или снизить активность патогенов. Если листья оказываются полностью погруженными в воду, происходит процесс вымывания водорастворимых соединений с их поверхности и из поврежденных клеток. Даже при отсутствии видимых повреждений, через паренхимные клетки и межклетники в месте среза может происходить пассивная диффузия низкомолекулярных органических соединений», – прокомментировал биолог.

Аллелохимикаты представляют собой обширную группу метаболитов, варьирующих по химическому составу от простых углеводородов до сложных полициклических структур.

Фенольные соединения – один из наиболее распространенных и широко изученных классов.

«К ним относятся такие соединения, как феруловая кислота, ванилиновая кислота, п-гидроксибензойная кислота, сиреневая кислота и протокатеховая кислота. Механизм их фитотоксического действия многообразен. Они способны нарушать проницаемость клеточных мембран, подавлять активность поглощения питательных веществ, а также ингибировать ключевые физиологические процессы. Например, такое действие наблюдается у гвоздик, роз и пионов в составе букета», – проинформировал он.

Терпеноиды и эфирные масла – группа соединений, ответственных за ароматы.

«Терпеноиды включают огромное количество соединений – от простых моно- и сесквитерпенов (например, линалоол, придающий аромат многим цветам) до сложных дитерпенов, содержащихся в млечном соке растений семейства Молочайные, например пуансеттии. Механизм их действия часто связан с повреждением липидного слоя мембран и индукцией окислительного стресса в клетках растений-акцепторов. Летучие представители этого класса – эфирные масла, способны оказывать аллелопатическое воздействие на расстоянии, влияя на надземные части соседних растений. К этой категории относятся тюльпаны, сирень, хризантемы», – рассказал Никита Степанов.

Алкалоиды – группа азотсодержащих органических соединений, многие из которых обладают мощным физиологическим действием.

«Примерами могут служить нарциклазин и ликорин, содержащиеся в нарциссах. Их аллелопатическое воздействие реализуется через влияние на процессы деления клеток и синтез белка. В животном организме наблюдается расстройство пищеварения, что характерно для многих луковичных. Зачастую флористы отмечают, что при составлении букетов из разных срезанных цветов в композиции с нарциссами происходит активное пожелтение листьев и быстрое увядание бутонов соседей по вазе, например тюльпанов. Помимо нарциссов, алкалоиды содержат гиацинты, морозники, подснежники, белоцветники», – предупредил ассистент.

Сердечные гликозиды – группа соединений, известных своим токсическим действием на сердечную мышцу позвоночных.

«Классическими примерами являются олеандр, наперстянка, ландыш майский, морозник. Молекулярный механизм действия сердечных гликозидов заключается в специфическом ингибировании мембранного фермента Na⁺/K⁺-АТФазы в клетках миокарда, что приводит к нарушению сердечного ритма и может вызывать тяжелые отравления», – объяснил специалист.

Сапонины, содержащиеся во многих растениях, действуют иначе.

«Их основное действие связано со способностью нарушать целостность клеточных мембран, что приводит к гибели клеток. Кроме того, многие сапонины обладают сильной фунгицидной активностью, подавляя рост патогенных грибов», – подчеркнул биолог.

По словам Н. Степанова, вода, в которой стояли цветы, представляет собой реальную токсикологическую угрозу для человека и животных.

«Ландыш майский, морозник, олеандр, используемые во флористике, содержат кардиотонические гликозиды. При попадании внутрь эти гликозиды могут ингибировать фермент Na⁺/K⁺-АТФазу в миокарде, что приводит к брадикардии, аритмии и даже летальному исходу. Лилии чрезвычайно токсичны для кошек. Даже небольшое количество воды, в которой они стояли, или пыльцы, случайно попавшей в воду, может вызвать у животного острую почечную недостаточность», – акцентировал внимание эксперт.

Важно помнить, что пути воздействия токсинов на организм человека могут быть разными.

«Для большинства алкалоидов и гликозидов неповрежденная кожа является хорошим барьером. Однако при попадании на слизистые оболочки – глаза, рот или на поврежденную кожу – возможно развитие местной воспалительной реакции или аллергии. Кристаллы оксалата кальция, характерные для ароидных, и терпены, содержащиеся в млечном соке молочайных, вызывают немедленное раздражение, жжение и отек», – отметил ассистент.

Не стоит забывать и о летучих веществах. Аромат, который мы часто считаем приятным, может стать причиной плохого самочувствия.

«Многие цветы выделяют в воздух летучие органические соединения, которые могут вызывать головную боль, головокружение и аллергические реакции. Аромат цветов, таких как лилии, гиацинты, жасмин, черемуха, определяется сложной смесью терпеноидов и бензеноидов. Эти соединения, попадая через обонятельные рецепторы в лимбическую систему мозга и воздействуя на вегетативную нервную систему, могут вызывать расширение или сужение сосудов головного мозга. Это приводит к приступам мигрени у предрасположенных людей, раздражению слизистых оболочек дыхательных путей, провоцируя приступы астмы или аллергический ринит. Также возможно общее токсическое действие, иссушение кожных и слизистых покровов при длительном контакте, например, с эвкалиптом и другими растениями, содержащими большое количество активных компонентов в составе эфирных масел», – предупредил он.

Никита Степанов поделился рекомендациями, которые помогут снизить риски при взаимодействии с потенциально опасными цветами.

«Изучите потенциально опасные виды: олеандр, ландыши, лилии, диффенбахия, молочаи. Не ставьте сильно пахнущие и потенциально токсичные растения в спальнях, детских комнатах и местах, доступных для домашних животных. При уходе и составлении букетов обязательно используйте перчатки. Это предотвратит контакт кожи с соком, содержащим алкалоиды, терпены и кристаллы оксалата кальция. Регулярно меняйте воду, чтобы снизить концентрацию накапливающихся аллелохимикатов и продуктов разложения. Обязательно удаляйте из воды нижние листья, которые начинают гнить первыми. Воду из-под токсичных растений выливайте непосредственно в канализацию, сразу же смывая и исключая доступ к ней детей и животных. Ни в коем случае не используйте ее для полива комнатных растений. Регулярно открывайте окна для снижения концентрации летучих органических соединений в воздухе», – прокомментировал биолог.

Если произошло случайное проглатывание воды или частей растения, особенно если пострадал ребенок или животное, необходимо немедленно обратиться за медицинской или ветеринарной помощью.

«Постарайтесь идентифицировать растение, это поможет врачам быстрее подобрать противоядие. При попадании сока на кожу или в глаза тщательно промойте пораженное место большим количеством проточной воды. При появлении любых признаков отравления – тошноты, рвоты, головокружения, нарушения сердечного ритма требуется срочная госпитализация», – заключил Н. Степанов.

При частичной или полной перепечатке материала, а также цитировании необходимо ссылаться на пресс-службу КФУ.

Присоединяйтесь к каналу КФУ в MAX.