ЕКОЛОГІЧНА БІОХІМІЯ - Навчальний посібник - В. М. Ісаєнко 2005

Розділ 4. ЕКОЛОГО-БІОХІМІЧНІ ВЗАЄМОДІЇ РОСЛИН І ТВАРИН

4.4. Хемостерилянти

Деякі речовини рослин різко знижують плодючість тварин. Вони належать до так званих хемостерилянти. Роль статевих гормонів ссавців, які продукуються рослинами, у цьому процесі розглянуто в попередньому розділі. Серед інших до хемостерилянтів хребетних тварин відносять канабіноїди, стерилянти, мутагенні, канцерогенні, антимутагенні та антиканцерогенні речовини тощо.

Канабіноїди. Ці речовини продукуються коноплями та наявні в маріхуані й гашиші (суміші водонерозчинних смолистих компонентів конопель). До їхнього складу входять: ∆9-тетрагідроканабінол, канабінол і канабідіол (рис. 4.13). Перша з них ∆9-тетрагідроканабінол — найбільш психомиметично активний компонент препаратів з рослин коноплі, а суміш цих речовин, як показано в дослідах на мишах, зменшує плодючість ссавців і збільшує у них частоту хромосомних аберацій.

Рис. 4.13. Структура канабіноідів із конопель:

І — ∆9-тетрагідрокаиабінол; 2 — канабінол; 3 — канабідіол

Канабіноїди на клітинному рівні змінюють проникність біологічних мембран, пригнічуючи синтез цАМФ та простагландинів у яєчниках тощо.

Стериляити. Поліфенол госипол (див. рис. 4.2) з насіння бавовнику викликає контрацептивні властивості при введенні в організм самців ссавців — порушує сперматогенез, викликає зміну ультраструктури та морфології сперматозоїдів. Порушення сперматогенезу зумовлюють також речовини з кореня цикорію Cichorium intylus.

Індолізидинові алкалоїди, зокрема свайнсорин і слафрамін з Astragalus і Oxytropis spp., спричиняють не тільки розлади нервової системи в овець, а й аборти та дефекти в нащадків.

Деякі речовини рослин здатні, навпаки, стимулювати плодючість ссавців. До них належать, наприклад, фітогормон гіберелова кислота і 6-метоксибензоксазолін.

Прикладом хемостерилянтів комах можуть бути алкалоїди з листя Cotharanthus roseus, які стерилізують клопа Dystercus cingulatus. Випаровування олії аїру Acorns caiomus, які містять β-азарон (рис. 4.14), викликають стерильність у самців домашньої мухи Musca domestica, самок довгоносика Callosobruchus chienensis, жуків Trogo- derma granarium, клопа Dystercus roenigii. Самки домашньої мухи стають стерильними в разі вживання в їжу олії Sterculia foetida, до складу якої входить стеркулова кислота (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Структура хемостерилянтів рослин:

1 — β-азарон; 2 — стеркулова кислота; 3—аристолохова кислота

Існують рослинні речовини, які інгібують відкладання яєць комахами — антивіопозанти. Серед них вирізняють речовини контактного впливу та леткі дистальні, які діють на відстані у вигляді випаровувань. До речовин другого типу, використання яких перспективне в рослинництві, належать карвакрол, цитраль, цитронелол, фарнезол, пераніл, евкаліптова олія тощо.

Мутагени, канцерогени та речовини з протилежними властивостями. Серед речовин, які продукуються рослинами, є такі, що мають мутагенні властивості. Найпоширеніші серед них — флавоноїди, якими є кварцетин, кемпферол, ізорамнетин та ін. Ряд речовин є канцерогенними (табл. 4.6, рис. 4.15).

Таблиця 4.6

ДЕЯКІ РЕЧОВИНИ РОСЛИН З КАНЦЕРОГЕННИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ

(за Телитченко, Остроумовим, 1990, зі змін.)

Речовина

Рослина-продуцент

Піролізидинові алкалоїди: ретронецин, геліотрин, лазиокарпин, симфітин, монокроталін, ретрорсин та ін.

Boraginaceae, Compositae, Leguminosae

Циказин

Похідні алкенілбензолів: сафрол, β-азарол

Cycas revolute, Sassafras albidum, Acorns calamus

Естрагол

Artemisia draculuncus

Нітрозаміни: диметилнітрозамін, N'-нітрозонорникотин,

N-нітрозодіетаноламін

Solanum incanum, Nicotiana tabacum

Кумарин

8-Метоксипсорален

Dipteryx odorata, Rutaceae, Umbelliferae, Leguminosae

Парасорбова кислота

Saorbus aucuparai

Ротенон

Derris, Tephrosia

Сангвінарин

Papaveraceae

Існує ще багато інших речовин рослинного походження, які мають канцерогенні властивості: так, папороть Pteridium aguilinum продукує аквілід А (рис. 4.15), який надає цій рослині майже 50 % мутагенної активності.

Рис. 4.15. Структура:

1 — мутагену та канцерогену аквіліда А з Pteridium agnilinum2 — антимутагену та антиканцерогену цінамальдегіду з Cinnamomum cassiaГлю — глюкоза

Деякі рослинні речовини мають, навпаки, антиканцерогенні (протипухлинні) властивості. Серед рослинних алкалоїдів такої дії можна назвати колхамін з Colchicum speciosum і Colchicum autumnale, вінбластин і вінкристин з Vinca sp., цінамальдегід з Cinnamomum cassia (рис. 4.15) та ще багато інших.

Серед антиканцерогенних речовин рослинного походження є феноли, індоли, ароматичні ізотіоціанати, метильовані флавони, кумарини, стероли, аскорбінова кислота, токофероли, каратиноїди тощо. Серед них вирізняють ті, які попереджують утворення канцерогенів (а-токоферол, аскорбінова, ферулова, галова, хлоргенова кислоти та ін.), такі що попереджують взаємодію канцерогенних сполук з молекулами-«мішенями» (блокуючі агенти), прикладом яких є антиоксиданти, а також супресивні речовини, які пригнічують розвиток пухлин у тканинах (бензилізотіоцианат, інгібітори протеаз та ін.).

Варто зауважити, що в реальних екосистемах у рослинах існує одночасно багатокомпонентний комплекс біохімічного захисту від тварин — отруєння токсинами, відлякування харчовими детерентами, підвищення смертності, порушення онтогенезу та пригнічення плодючості. Тим часом деякі тварини пристосувалися використовувати певні речовини рослин як сигнали (харчові атрактанти та стимулятори розмноження тощо), або як джерело сполук, які екологічно корисні (нагромадження речовин, що є отрутою для інших тварин). Ще один вид корисної взаємодії між рослинами та тваринами — залучення тварин (особливо комах) для запилення квіткових рослин.