Роль фитонцидных растений в улучшении экологической обстановки в городе

Роль фитонцидных растений в улучшении экологической обстановки в городе

Работа была представлена в виде доклада на открытом конкурсе экологических проектов учащихся (Московская городская станция юных натуралистов, 2000 г.).

Цель работы: установить роль фитонцидов в улучшении окружающей среды, противодействии болезнетворным микроорганизмам, а также во взаимоотношениях организмов в сообществах.

Задачи: научиться применять исследовательские методики на практике; доказать роль фитонцидов в уничтожении болезнетворных микроорганизмов; развить интерес школьников к экологическим проблемам.

Фитонциды — это вещества растительного происхождения, обладающие свойством убивать микроорганизмы, в т.ч. болезнетворные.

Летучие фитонциды — это эфирные масла, выделяемые растением и защищающие его от грибков, простейших, бактерий.

Таким образом, фитонциды создают невосприимчивость, или, как говорят, природный иммунитет растений к различным видам заболеваний.

Летучие фитонциды впервые обнаружены в природе в 1928-1930 гг. А.Г. Филатовой и А.Е. Тебякиной. Обширные исследования фитонцидов в растениях были проведены Б.П. Токиным.

Удивительные свойства фитонцидных растений

Листья березы, дуба, черной смородины, хвоя сосны, ели, можжевельника, кора черемухи, корневище хрена, чеснок — все они выделяют фитонциды. Ботаники Московской городской станции юных натуралистов рекомендуют шире использовать фитонцидные растения в озеленении города.

Для города тополь очень ценное растение, ибо это дерево — самое устойчивое к загрязнениям атмосферы. Тополь выдерживает большие концентрации выхлопных газов автомобилей, производственных выбросов.

Самая главная ценность тополя состоит в очищении воздуха от пыли и оксидов углерода: одно дерево тополя за 5 месяцев (май-сентябрь) поглощает 45 кг углекислого газа, а 300 молодых тополей за лето задерживают на листьях до 400 кг пыли.

Это растение двудомное: на одних растениях развиваются женские цветки, которые дают семена с пухом для расселения, на других развиваются мужские цветки. Некоторые горожане негодуютпо поводу тополиного пуха, но если сажать на улицах тополя с мужскими цветками, пуха в городе не будет. Тополь широко используется в озеленении и в лесных посадках. Он относится к быстрорастущим и морозоустойчивым породам деревьев.

Весной кустарники и деревья черемухи усыпаны, как снегом, кистями белых цветов. А осенью с ветвей свисают кисти черных блестящих ягод-костянок, сладких и вяжущих.

Из плодов черемухи (собранных не в черте города) варят кисели, их соком подкрашивают прохладительные напитки. Корою черемухи окрашивают ткани в зеленый или буро-красный цвет.

Черемуха имеет лекарственное значение. Горсть спелых ягод без косточек или стакан отвара сухих плодов помогают при расстройстве желудка. Настой цветков употребляют при глазных заболеваниях. Косточки плодов не следует есть, т.к. у некоторых видов черемухи они содержат ядовитую синильную кислоту.

Кроме всего перечисленного черемуха обладает исключительными свойствами. Сильный, несколько опьяняющий аромат цветков и листьев очищает воздух от микробов. Черемуха выделяет наиболее сильные фитонциды, содержащие синильную кислоту. Простейшие погибают под воздействием фитонцидов черемухи через 5 мин. Кашица из растертых листьев черемухи выделяет вещества, убивающие бактерии и споры плесневых грибов. В стеклянную банку с измельченными листьями черемухи помещали комаров и слепней — через несколько секунд они погибали, а четыре растертые почки черемухи убивали наиболее стойких клещей через 15 мин. Особенно много фитонцидов выделяют молодые листья весной и летом, осенью фитонцидов выделяется значительно меньше.

Методика определения фитонцидной активности экстрактов — по Б.П. Токину

(Целебные яды растений. — Л., 1946)

Лабораторией профессора Б.П. Токина было обнаружено более 500 видов растений, обладающих фитонцидными свойствами. На основании многочисленных исследований было установлено время гибели простейших после бесконтактного воздействия фитонцидных растений.

Черемша обыкновенная — 4-5 мин.

Дуб черешчатый — 5 мин.

Лимонное дерево — 5 мин.

Кедр атласский — 3 мин.

Кипарис пирамидальный — 6 мин.

Тис ягодный — 6 мин.

Можжевельник казачий — 7 мин.

Сосна обыкновенная — 10 мин.

Береза бородавчая — 20 мин.

Тополь серебристый — 9 мин.

Тысячелистник — 50 мин.

опыт № 1 (по Б.П. Токину)

1. В керамической ступке растереть листья или хвою исследуемого растения, действие фитонцидов которого необходимо проверить.
2. Отжать через марлю несколько капель сока исследуемого растения.
3. В небольшой стакан (50-100 мл) поместить комочек лесной почвы, добавить немного воды, перемешать, дать осесть твердым почвенным частицам. Взять пипеткой каплю воды из стакана, нанести ее на предметное стекло и накрыть покровным стеклом.
Просмотреть препарат сначала под малым, а затем под большим увеличением. Можно увидеть разнообразные виды почвенных простейших организмов и их активное движение в капле воды.
4. Зарисовать различные виды почвенных простейших, обнаруженных в препарате.
5. Добавить под покровное стекло каплю приготовленного сока из листьев растений.
6. Наблюдать за движением простейших в течение нескольких минут. Записать результаты наблюдений.

Постановка эксперимента юными ботаниками

1. Получили сок из листьев березы, тополя, дуба, разместили в разные ступки. Из коры черемухи, хвои сосны получили экстракт. Объемы исследуемых соков и экстрактов одинаковы — 0,5 мл.
2. Установили активность простейших до соприкосновения с фитонцидами (под микроскопом).
3. Внесли каплю сока березы в вытяжку почвы на предметном стекле.
4. Зафиксировали время, в течение которого происходит гибель простейших после воздействия на них растительного экстракта. Данные эксперимента внесли в таблицу.

Вывод: экстракты растений, обладающих фитонцидными свойствами, в несколько раз быстрее губят микроорганизмы по сравнению с экстрактами нефитонцидных растений.

Опыт показал, что наиболее губительным для простейших является экстракт сока черемухи. В озеленении мегаполиса необходимо использовать фитонцидные растения: черемуху, березу, дуб, сосну, тополь.

Опыт № 2 (по Б.П. Токину)

Методика бесконтактного определения фитонцидной активности.

Типы простейших под микроскопом
1. Листья березы, тополя, дуба, хвою сосны измельчить.
2. На предметное стекло поместить каплю воды с простейшими и на расстоянии нескольких миллиметров от нее — кашицу из исследуемого растения.
3. Через 5, 10, 20 мин погибнут все простейшие, видимые под микроскопом. Опыты показывают, что при использовании одинаковых объемов кашицы время, за которое гибнут простейшие, зависит от вида взятого растения.

Постановка эксперимента юными ботаниками

Капля жидкости с бактериями находилась на расстоянии 2 мм от экстракта фитонцидных растений. Даже без соприкосновения с соком исследуемых растений микроорганизмы через некоторое время погибли. Время воздействия на простейших увеличилось в 2 раза.

Вывод: по сравнению с опытом №1 время ответной реакции на воздействие фитонцидов увеличилось приблизительно в 2 раза для каждого исследованного вида.

Практические рекомендации

Юные ботаники Московской городской станции юных натуралистов рекомендуют широко использовать фитонцидные растения для озеленения города. На улицах города произрастают фитонцидные растения: береза, дуб, тополь, черемуха. Они выделяют в воздух летучие вещества, убивающие микробов. Представьте, как велика поверхность десятков тысяч листьев, например, многолетнего дуба или сотни тысяч игл сосны.

Специальными исследованиями доказано, что единичный экземпляр древовидного можжевельника может выделять за один день до 30 г летучих веществ, т.е. 1 га можжевелового леса может выделить в атмосферу 30 кг летучих веществ!

В заключение хочется сказать, что в условиях большого количества автотранспорта в Москве и его отрицательного влияния на состояние окружающей среды фитонцидные растения необходимы. Следует высаживать как можно больше устойчивых к загрязнениям воздуха фитонцидных растений: березу, дуб, тополь, черемуху.

Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах. — Л.: изд.-во университета, 1980.

Иммунитет растений к паразитарным болезням. — М.: Сельхозиздат, 1959. Летучие биологически активные соединения биогенного происхождения. Отв. редакторы М.М. Телитченко и А.Х. Тамбиев. — М.: Изд.-во МГУ, 1971.

Фитонциды в медицине. — Киев: Наукова думка, 1990.

Д. Концевая, ученица 6-го «В» кл. шк. N 531
Руководитель: педагог дополнительного
образования МГСЮН Т.В. Волкова

Что такое фитонциды и кто их так назвал?

Из энциклопедии можно узнать, что фитонциды — это биологически активные вещества, образуемые растениями, подавляющие рост и развитие микроорганизмов, играющие важную роль в иммунитете растений. С древних времён люди знали, что есть растения, защищающие от болезней, но только в двадцатом веке создали теорию их антимикробных свойств, что позволило понять роль летучих веществ — фитонцидов.

Сегодня фитонциды являются одним из мощных средств медицины. Их успешно используют при заболеваниях ангиной, дизентерией, при ранениях, ожогах, простудах. Название это придумал ленинградский профессор . Он соединил два слова: фитон (по-гречески растение — phyton) и цидо (caedo — убиваю, лат.). Биолог рассматривал развитие дрожжевых клеток и заметил, что на их количество влияет кашица из свежего лука: если её было много, то они погибали.

Так было впервые установлено, что растения выделяют летучие вещества с антибиотическим действием. Позже он выяснил, что есть немало других растений с такими же свойствами. Эти летучие вещества биолог назвал фитонцидами. В докладе на Всесоюзном совещании по фитонцидам Токин назвал их воинами растений: растение само себя стерилизует собственными антибиотиками.

То, что есть несовместимые растения, известно многим. В таких случаях про них говорят, как про людей: «Они не терпят друг друга». И действительно, если поместить их рядом, то одно из них (то, что слабее) погибает. Замечено также, что свойства фитонцидов изменяются в зависимости от окружающей среды, времени года и даже часа дня. Сила фитонцидов тоже разная и зависит от многих факторов, в том числе и от вида растений.

У некоторых растений она увеличивается в распаренном виде, и об этом свойстве было известно жителям Древней Руси. Больных помещали в небольшое наглухо закрытое помещение с распаренными растениями, обильно выделяющими фитонциды. Многим нравится запах яблок сорта «антоновка», однако немногие знают, что их фитонциды в течение нескольких минут уничтожают некоторые виды болезнетворных бактерий. Не спешите прятать эти яблоки в холодильник, дайте их фитонцидам поработать на ваше благо.

Ярко выраженными фитонцидными свойствами обладают некоторые комнатные цветы. Присутствие в жилище герани, бегонии, циперуса значительно снижает содержание микрофлоры. Силён фитонцидами вечнозелёный можжевельник, выделяющий около 30 килограммов на один гектар, что больше в шесть раз, чем у хвои сосны. У шалфея и лаванды тоже ярко выражены фитонциды, и в некоторых странах их парами лечат ангину. Удивительно, что фитонцидные свойства сохраняются при консервировании, в настоях, в экстрактах.

С глубокой древности известны человечеству два растения с очень сильными фитонцидными свойствами — это лук и чеснок. В русских травниках говорится о действии лука на «прилипчивые болезни» и предлагается при простуде есть варёный лук, против цинги и от гриппа — сырой.

Те, кто страдает кишечными расстройствами, атеросклерозом, тромбозом, после луковой диеты чувствовали себя намного лучше. При авитаминозе успешно используют луковую шелуху (чешую), получая из неё кверцитин. Для этого две горсти шелухи промывают холодной водой, затем заливают двумя стаканами кипятка и парят около двадцати минут на небольшом огне, после чего настаивают несколько часов и процеживают. Пьют процеженный настой три раза в день до или после еды.

Сильный характерный запах чеснока обусловлен эфирным маслом, состоящим из сернистых соединений. В древности во время эпидемий на груди носили головки чеснока, поливали жилища чесночным раствором, отпугивая заодно и комаров. Ингалятор с экстрактом чеснока применяют для лечения астмы, ангины, коклюша и воспаления дыхательных путей.

Учёные установили, что яблоки содержат не только витамины, но и антибиотики с выраженными бактерицидными свойствами. И, возможно, сказка о молодильных яблоках не выдумка, а быль, которую люди ещё не разгадали.

Что такое фитонциды и для чего они нужны?

Вам когда-нибудь советовали разрезать луковицу и положить в комнате, когда вы подхватите ОРВИ? Согласна, запах не очень приятный, но таким способом вы избавляетесь от микробов в комнате. Этот способ применяют испокон веков, но объяснить его действие смогли только в ХХ веке, когда открыли такие вещества как фитонциды. В настоящее время открытие фитонцидов выросло в самостоятельное биологическое учение, разрабатываемое ботаниками, химиками, микробиологами и медиками.

Все растения, кроме грибов, обладают антимикробным действием. Таким образом, они сами себя защищают, это их иммунитет. И это все благодаря фитонцидам — летучим веществам. Обнаружение фитонцидов в 20-х годах считается одним из крупнейших достижений ХХ века. Кроме того, фитонциды стимулируют организм человека к повышению иммунитета. Это весьма важно при лечении инфекционных заболеваний, которые потому и возникают, что иммунитет организма снижается.

Фитонциды различных растений способствуют очищению воздуха. Например, фитонциды бегонии снижают количество микробов в комнате на 43%, а фитонциды хризантемы — на 66%. В помещении, где находятся, например, цитрусовые, розмарин, мирт, в воздухе намного меньше микробов. А частицы солей тяжелых металлов, которые попадают к нам домой с улицы, переполненной машинами, поглощает аспарагус. Если у вас есть в доме герань, то вам повезло. Фитонциды, которые выделяет герань, дезинфицируют и дезодорируют воздух. Это препятствует возникновению легочных заболеваний и улучшает обмен веществ. А хлорофитум за сутки способен очистить воздух в 10−12 метровой комнате на 80%.

Если мы правильно подберем комнатные растения, которые выделяют фитонциды, мы сможем оздоровить атмосферу в комнате. Например, от фитонцидов, выделяемых хвойными растениями, фикусами, пеларгонией, монстерой, аспарагусом, розмарином, гибнут большинство болезнетворных микробов, находящихся в комнатах.

Итак, фитонциды — это летучие вещества, обладающие антимикробным действием, повышающие иммунитет организма. Например, фитонциды чеснока убивают возбудителей брюшного тифа, дизентерии, холеры. А фитонцидами лука дезинфицировали помещение, где находился больной.
Фитонциды вишни, крыжовника, брусники, земляники, клюквы и черники обезвреживают кишечную палочку. А соки брусники, калины, красной и черной смородины обезвреживают трихомонады. А самое главное, что активность фитонцидов сока клюквы, брусники, смородины и калины сохраняется и при высокой, и при низкой температуре.

Также антимикробным действием обладают перец душистый, корица, гвоздика, поскольку в них большое количество фитонцидов. Поэтому, когда вы добавляете эти пряности в блюдо, вы не только улучшаете вкус блюда, но и тем самым обеззараживаете его. Как вы думаете, почему в мясной фарш кладут лук, чеснок и перец. Не только потому, что это вкусно, а также из-за фитонцидов, которые находятся в луке, чесноке и перце. Микробов, которые могут находиться в мясе, убивают фитонциды. Фото: Depositphotos

Давайте заглянем в прошлое. Скажите, как наши предки относились, например, к луку и чесноку? Наши предки считали, что лук и чеснок убивают всякую нечисть вроде вампиров. Связку лука или чеснока вешали над дверью как оберег, чтобы зло не могло попасть в дом. Наши далекие предки также считали, что герань изгоняет из дому злых духов и прочую нечисть. Как видим, они очень высоко оценивали фитонцидные свойства растений.

Теперь, зная о фитонцидных свойствах наших комнатных растений и продуктов, мы можем это применить с пользой для здоровья, как это делали наши предки.
Так что, будьте здоровы и не болейте!

ДОМАШНЯЯ АПТЕЧКА

Лечит природа

Лечат фитонциды

Когда в доме кто-то заболел гриппом, лучший способ предотвратить повальную болезнь всей семьи − всем нюхать разрезанные дольки чеснока или нарезанный лук. Чеснок и лук − удивительные растения, они активно выделяют в воздух фитонциды, летучие вещества, убивающие болезнетворные микроорганизмы.

Об удивительных свойствах лука и чеснока известно давно. Люди еще с доисторических времен считали, что лук и чеснок обладают мистическими качествами и способны защитить человека и его дом от бед, разрушить злые чары и спасти от ядов. Пучки лука были найдены даже в саркофагах рядом с мумиями египетских фараонов.

Древнеримский врач Диоскорид Педаний в I веке нашей эры назначал своим пациентам лук при отсутствии аппетита, истощении, кашле и болях в животе.

Авиценна (Ибн-Сина) советовал применять лук и чеснок «от всяких болезней». В средние века лекарственные свойства лука ценили очень высоко (в отличие от человеческой жизни) и арабские кочевники сарацины, отличавшиеся дикостью и свирепым нравом: они требовали в качестве выкупа за каждого пленного франка-крестоносца всего восемь луковиц!

По одной легенде, чеснок спас от смерти, казалось бы неминуемой, четырех марсельских преступников во время чумы 1721 года. Вместо смертной казни их заставили подбирать трупы и хоронить мертвецов. Невольные могильщики, постоянно подкрепляясь вином, настоянном на измельченном чесноке, ко всеобщему изумлению, выжили. Такую настойку прозвали «уксусом четырех разбойников». В чумные годы в России этим «уксусом» мыли подмышки и в паху: считалось, что это спасает от болезни.

Почему же чеснок не пахнет, пока его не начнут резать или толочь? Оказывается, запах появляется в результате распада содержащегося в чесноке вещества — аллиина − под действием фермента аллиинлиазы. В целой дольке чеснока они находятся в разных местах растительной клетки: аллиин − в цитоплазме (части протоплазмы, не входящей в ядро клетки), а фермент − в полостях клетки (вакуолях). Когда чеснок режут или толкут, эти два вещества вступают в соприкосновение, начинается химическая реакция и выделяется неустойчивая аминокислота аллицин. Она тут же распадается, выделяя диаллилсульфида, который и придает чесноку характерный запах.

Диаллилсульфид из чесночной кашицы может непрерывно поступать в окружающую среду в течение 200 часов, и все это время он будет очищать воздух от бактерий.

Аналогичные процессы идут и при разрезании лука.

Пожуйте некоторое время дольку чеснока, и вы избавитесь от всех бактерий, поселившихся во рту и носоглотке. А запах изо рта легко устранить, если пожевать черный хлеб с растительным маслом или подержать в рту, а потом проглотить четверть чайной ложки растительного масла.

Целебные свойства лука и чеснока использовали и в годы Великой Отечественной войны в госпиталях: чесночную или луковую кашицу в марлевой салфетке прикладывали к поверхности долго не заживающих ран. Такой компресс всего за десять минут обеспечивал проникновение фитонцидов в пораженные ткани и способствовал заживлению. Истощенных голодом солдат-дистрофиков, вырвавшихся из плена или окружения, удавалось спасти, если их сутки держали на луковой диете − перетертой кашице из зеленого лука, чуть сдобренной сметаной; только после этого можно было без опасности для жизни переводить их на нормальную пищу.

Фитонциды содержатся не только в луке и чесноке, но и в хвое сосны и ели, можжевельника и пихты, корнеплодах хрена и редьки, цветках пиретрума, листьях черемухи, тополя, дуба, березы, их выделяют многие комнатные растения.

Сильный, несколько опьяняющий аромат цветков и листьев черемухи очищает воздух от бактерий, отпугивает мух, комаров и слепней.

Растертые почки черемухи настолько богаты фитонцидами, что убивают мышей и крыс. Они смертельны и для клещей, наиболее стойких к химикатам.

Однако сильный запах черемухи, ландыша, сирени и других растений может вызвать и неприятные ощущения: головную боль и удушье. Поэтому на ночь рекомендуют букеты этих цветов выносить из спальни в другое место.