Действие фитонцидов комнатных растений на простейшие организмы

Растения наши лекари, с помощью фитонцидов человек борется с различными болезнетворными микроорганизмами. Химическая природа фитонцидов сложна и мало изучена. Фитонциды - это летучие органические вещества различного химического состава, обладающие выраженным антимикробным действием. Школьная среда характерна наличием различных вирусов, грибков и простейших микроорганизмов, а фитонциды способствуют снижению их численности. Данная работа была направлена на выявления фитонцидных растений, среди растений обычного школьного кабинета. Экспериментальным путём мною был установлен целый ряд широко распространённых фитонцидных растений: хлорофитум, хризантема, цитрус (лимон), колеус, диффенбахия, фуксия, сциндапсус. Было установлено, что экстракт данных растений не только подавляет рост и развитие простейших, но и ведёт к полной гибели предмета исследования. Предметом исследования является представитель простейших организмов – инфузория туфелька, широко распространенная в любой влажной среде. Работая с вышеуказанными растениями, мною было выявлено, что скорость гибели простейших напрямую зависит от вида растения. Так установлено, что экстракты колеуса, диффенбахии и хризантемы, в несколько раз быстрее губят микроорганизмы, чем экстракты хлорофитума, цитруса, фуксии и сциндапсуса.

Полученные показатели фитонцидной активности комнатных растений, взятых в эксперимент, подтверждают данные, изложенные в литературных источниках, и позволяют рекомендовать их для более широкого использования при озеленении школьных помещений.

Красочен и разнообразен растительный мир. И практически все его представители обладают фитонцидными свойствами. Эти свойства растений человек может с успехом использовать как средство оздоровления воздуха среды обитания, улучшения её экологической обстановки.

По определению выдающегося учёного в области фитонцидов Б. П. Токина (1985), фитонциды (от греческого фитон» - растение и от латинского «цедо» - убиваю) - это продуцируемые растениями бактерицидные, фунгицидные и протистоцидные вещества, являющимся одним из факторов иммунитета растений, играющие определённую роль во взаимоотношениях организмов в биогеоценозах.

Ученые подсчитали: растения Земли ежегодно выделяют в атмосферу около 490 миллионов тонн фитонцидов, летучих веществ, убивающих или подавляющих рост и развитие микроорганизмов. Насколько они биологически активны, каждый из нас не раз убеждался, принося в дом букет сильно пахнущих цветов или комнатных растений. Аромат лилий, герани, лимонника или черемухи через несколько часов даже у самых здоровых голов, при активном вдыхании, способен вызвать весьма неприятные болезненные ощущения Животным от этих веществ, во всяком случае, в сильной концентрации, и того хуже.

Учение о фитонцидах представляет собой особую страницу в медицине, в истории аромотеропии. В медицине используется фитонциды чеснока, лука, эвкалипта, редьки, хрена, шалфея, черемухи и других растений. Фармакологические свойства фитонцидов следуют из их природного назначения. Например, употребление чеснока может прекратить рост и развитие туберкулезных палочек, разрушить их; при местном применении фитонциды стимулируют рост, регенерацию поврежденных тканей. В последнее время их стали с успехом применять для лечения легочных и кишечно-желудочных заболеваний.

Учеными был составлен ассортимент комнатных растений тропического происхождения, которые можно использовать для профилактических и лечебных целей дома и в местах массового скопления людей: в детских садах, школах, лечебно-профилактических и других учериждениях, которые можно объединить в 3 группы:

1-я группа – растения, летучие выделения которых обладают выраженной антибактериальной, антивирусной, антифунгальной активностью в отношении воздушной микрофлоры.

Сансевьера трехполосная, диффенбахия пятнистая, сциндапсус пестрый, цииссус антарктический, тетрастигма Вуанье, пеларгония (герань) душистейшая, колеус Блюма,

Кипарис вечнозеленый пирамидальный, олеандр обыкновенный, самшит вечнозеленый, фикус Бенджамина.

2-я группа – растения, летучие выделения которых улучшают сердечную деятельность, повышают иммунитет, обладают успокаивающим, противовоспалительным и другими лечебными действиями. Монстера привлекательная, пеларгония (герань) душистейшая, жасмин Самбак, мирт обыкновенный, лимон.

3-я группа растения-фитофильтры, поглощающие из воздуха вредные газы. Хлорофитум хохлатый, фикус Бенджамина, цииссус антарктический.

В нашей работе использованы преимущественно растения, относящиеся к первой группе.

1. История открытия фитонцидов. ( Роль Фитонцидов в жизни человека)

Проблема фитонцидов достаточно новая, родившаяся в нашей биологической науке. Идейным отцом всех исследований по фитонцидам низших растений и бактерий является знаменитый русский биолог И. И. Мечников – один из основателей современной медицины. Учение о фитонцидах представляет собой особую страницу в медицине, в истории аромотерапии.

Летучие фитонциды высших растений впервые были обнаружены в 1928-1930 г. г. А. Г. Филатовой и А. Е. Тебякиной. Суть основного открытия, оказавшегося исходным в сознании биологического учения о фитонцидах, состояла в том, что высшие растения при их ранении продуцируют летучие антимикробные вещества. Вскоре было доказано, что и так называемые тканевые соки растений обладают фитонцидными свойствами. Эти явления свойственны всему растительному миру. Проблема фитонцидов стала достояние науки, и ею занимаются в разных городах нашей страны и за рубежом. Природа как бы сама поставила перед людьми вопросы, связанные с пониманием роли фитонцидов в самой природе. В данной работе, сделана лишь небольшая попытка, приподнять завесу тайны вокруг фитонцидов.

Сам термин ФИТОНЦИДЫ – был предложен русским учёным Б. Т. Токиным в 1934 году для обозначения летучих веществ, выделяемых растениями, обладающими антимикробными свойствами (рис. 1).

Он обратил внимание на то, что пищевые продукты, приготовленные на восточных базарах, в

4 антисанитарных условиях, не вызывают вспышек инфекционных заболеваний. Б. Токин предположил, что обилие восточных пряностей каким-то образом предохраняет пищу от порчи. Он исследовал вещества, содержащиеся в пряностях, и обнаружил, что антисептическое действие дают летучие компоненты. Эти «летучие яды растений» он предложил назвать фитонцидами.

В отношении высших растений получены многочисленные доказательства роли фитонцидов в их иммунитете в экспериментах школы Д. Д. Вердеревского. Любопытные наблюдения сделали М. Н. Ханин, А. Ф. Прокопчук, Л. А. Николаева, Л. В. Криволазова, Ю. И. Сметанин – работники Кубанского медицинского института. Однако одно поколение учёных не сможет изучить фитонцидные свойства всех растений, ныне живущих на земле (их более 1 млн. видов). Поэтому фитонциды - это лишь одна страничка в толстой книге природы, маленький штрих в сложных взаимоотношений растений, животных и микроорганизмов.

Новые открытия в области взаимоотношений животных и растений используются в интересах человека. Поэтому открытие фитонцидов зелёных растений не может оставаться в стороне от жизни, от практики. Все отрасли практической деятельности, где необходимо бороться с теми или иными микроорганизмами, так или иначе, могут заинтересоваться фитонцидами.

1. 2. Фитонцидные и эфироносные растения.

Хлорофитум (chlorofhytum) - является одним из наиболее распространённых комнатных растений. Быстро растёт имеет красивые изогнутые листья, зелёные или светло-зеленые. Растение теневыносливое.

Хризантема (chrysanthemum) – это декоративное горшочное растение высотой не менее 35 см. Обильно усыпанные соцветиями самой разнообразной окраски (кроме голубой). Размножаются черенкованием.

Цитрус (citrus) (лимон) – это декоративное комнатное растение. Способны приносить плоды. Это небольшие ветвистые деревья с блестящими листьями.

Колеус (coleus) – это невысокое (до 35 см) кустистое растение с сочными стеблями. Размножаются черенками и семенами, к свету не требователен.

Диффенбахия (diffenbachia) – это ядовитое комнатное растение, требующее тщательного ухода. Растение может достигать высоту 1,8 м и выше. Размножают верхушечной частью стебля. Выходец из тропиков, требует увлажнение воздуха.

Фуксия (fuchcia) – это горшочное растение высотой 30-100 см, лист длинной 3-5 см со слабо-пильчатыми краями. Цветок длиной 4-8 см, яркой окраски от белой до ярко красной. Форма колокольчика. Размножается стеблевыми черенками.

Пеларгония (Pelargonium) (герань) – кусты достигают высоту 30-60 см у некоторых сортов до 1,3 м. Имеет округлый лист 7-10 шириной. У большинства сортов на листе подковообразный рисунок более светлого цвета, Листья мясистые, толстые. Цветки могут быть немахровые и махровые. Окраска от белой до пурпурной.

Сциндапсус (scindapsus) – лиана с воздушными корнями идеальная опора для неё трубка. Размножается стеблевыми черешками. У некоторых разновидностей большая часть листа имеют белую или жёлтую окраску, но обычно листья окрашены в зелёный или зелёный с жёлтыми вкраплениями цвет.

Сансевиерия (sansevieria) – это «тёщин язык» с мясистыми мечевидными листьями. Перистые листья создают эффектный фон для мелких цветочков. При правильном уходе это растение зацветает.

Каланхоэ (kalanchoe) – это весеннецветущий вид растения, на солнечном свету соцветия зацветают и держатся несколько недель. Листья мясистые сочные, обладающие лекарственными свойствами, цветы колокольчатые крупные.

2. Методика определения фитонцидной активности экстрактов растений.

Данное исследование проводилось ученицей 8 класса в школьной лаборатории. В эксперименте были использованы культуры простейших (инфузория туфелька), которые были получены в лабораторных условиях, по методикам, описанным Токиным Б. П. ,1980, Фёдоровой А. И. , Никольской 2000. Опытным путём мною проводилась оценка сока фитонцидных и эфироносных комнатных растений. Использовался экстракт, полученный из кашицы листьев. Кашица готовилась путём предварительного измельчения и растирания листьев в ступке пестиком непосредственно перед работой.

При изучении действия фитонцидов сока, поступала следующим образом. На предметное стекло наносила две капли: одна с простейшими, другая с соком одного из растений. Затем в капле с культурой простейших в течение нескольких минут наблюдала за их активностью через микроскоп. Позже две капли соединялись мостиком. Опыты проводились в двух повторностях для каждого растения. С помощью секундомера отмечалось время по следующим показателям реакции на фитонциды растений:

1. В момент соединения капель.

2. В момент замедления движения простейших.

3. В момент гибели всех простейших

Наблюдения за простейшими и фитонциднами свойствами комнатных растений проводился при помощи школьного микроскопа увеличением в 120 раз. Методика работы с микроскопом стандартная.

Результаты наблюдений заносились в следующую таблицу:

Вид растений: Активность простейших до Замедление движения, мин: Гибель простейших, мин:

соприкосновения с фитонцидами:

Фитонцидная активность рассчитывалась по формуле А=100:Т и результаты заносились в таблицу:

Виды растений: Время гибели, мин. : Фитонцидная актиность:

3. Анализ фитонцидных свойств растений.

При проведении опытов выяснилось, что все исследуемые комнатные растения, чаще всего применяющиеся для озеленения помещений, неприхотливые в уходе и обладают фитонцидной активностью: содержат их в соке. Однако сила действия фитонцидов сока на простейших у всех растений различна.

Исходя из представленных данных наиболее сильным фитонцидным свойством обладают следующие виды растений: каланхоэ, сансевиерия и цитрус. Остальные растения можно расположить в следующем порядке по убыванию силы воздействия: хризантема, диффенбахия, фуксия, хлорофитум, пеларгония, сциндапсус.

3. 1. Расчёт фитонцидной активности растений.

Зная время гибели простейших, для каждого растения был рассчитан показатель фитонцидной активности. Расчёт проводился по формуле А= 100:Т, где А – фитонцидная активность, Т – время гибели простейших

Анализ данных из таблицы 2, диаграммы 3 показал, что фитонцидная активность комнатных растений, взятых для эксперимента, подтверждают данные, изложенные во многих литературных источниках. Наибольшей фитонцидной активностью обладает каланхоэ – 33,3, затем сансевиерия – 25 и колеус – 22,5. Меньшей активностью обладают хризантема, диффенбахия и цитрус – 20. Низкой фитонцидной активностью обладают фуксия – 16,6, хлорофитум – 14,2 и пеларгония – 12,5. Очень низкой активностью обладает сциндапсус – 9,1.

4. Выводы и перспективы работы:

1. Все исследованные комнатные зелёные растения обладают фитонцидной активностью.

2. Сила действия фитонцидов и фитонцидная активность различна у растений, используемых для эксперимента: высокая фитонцидная активность у каланхоэ, сансевиерии, колеуса, хризантемы, диффенбахии и цитруса; ниже проявляют активность: фуксия, хлорофитум и пеларгония; низкая у сциндапсуса.

3. Наиболее эффективными для озеленения школьных классов, следует рекомендовать каланхлэ, сансевиерию, колеус, хризантему, диффенбахию, цитрус и фуксию, для улучшения экологической обстановки, с целью обеззараживания воздуха и эстетической целью.

Помимо функциональных особенностей, очень важны эстетические свойства этих растений. Красота этих комнатных растений оказывает очень сильное эмоциональное значение на человека, в данном случае школьника, поднимает жизненный тонус, снимает стрессовые ситуации, возникающие во время учебного процесса. Учителям нашей школы, рекомендовано использовать для озеленения кабинетов растений с высокой фитонцидной активностью: каланхоэ, сансевиерию, колеуса, хризантемы, диффенбахии и цитруса.

В дальнейшем работа будет направлена на изучение воздействие на простейших летучих веществ. При оценки силы протистоцидности, сок растений и капля с культурой простейших соединятся мостиком не будет.