Самозащита растений
Растения страдают от различных инфекций – вирусных, бактериальных и грибковых, от почвенных насекомых, от личинок бабочек и от растительноядных животных, как мелких, так и крупных. И в ходе эволюции они приспособились защищать всеми доступными способами прежде всего те свои органы, которые важны для репродукции. Так, клубни растений прячутся под землей, наземные семядоли покрываются плотной скорлупой или спрятаны в шишках, стебли покрываются колючками, листья превращаются в иглы. Но наиболее распространенным способом защиты является накопление в семенах кислых, горьких, вяжущих, наркотических или просто ядовитых соединений, от цианистого калия до сотен сложных токсичных алкалоидов. Особой защиты требуют луковицы – образования, в которых создаются резервы и питательных веществ, и воды, что позволяет многолетним травам пережить сухое лето в степи и пустыне или суровую зиму в горах. Растения защищают луковицы не только прочной многослойной водонепроницаемой чешуей, но и разнообразными антибиотиками – органическими соединениями, которые безвредны для клеток самого растения, но губительны для микробов, личинок насекомых, нематод, аскарид, артроподов и других паразитических почвенных червей. Не едят луковицы и наземные животные, их отпугивают острые испарения, которые выделяются после повреждения луковой чешуи и раздражают слизистые оболочки глаз. Такую же стратегию выживания выработали в процессе эволюции грибы и грибки, растения-сапрофиты. Самые знаменитые антибиотики, пенициллин и стрептомицин, образуются плесневыми грибками и почвенными актиномицетами для защиты от бактерий своего мицелия.
Чеснок в ботанической классификации входит в род луков (Allium). В этом роду насчитывается 320 видов. Многие из этих видов имеют съедобные луковицы и некоторые вошли в культуру: лук репчатый, лук-резанец, черемша и др. Каждый из этих видов выработал свой способ защиты, в зависимости от условий обитания. Лук репчатый формирует свою луковицу над поверхностью земли и должен защищать ее от птиц, грызунов и травоядных животных. Для этого оказалось достаточным образовывать и выделять не токсичные летучие вещества, а вещества, вызывающие слезоточивость и раздражение слизистой оболочки носоглотки. Плотная кожура защищает лук от насекомых и их личинок. Чеснок образует свою луковицу под землей, она разделена на дольки-зубчики, которые обеспечивают чесноку дополнительную возможность вегетативного размножения. Эти органы размножения необходимо защищать от почвенных паразитов, питающихся корнями растений. Защитные покровы (кутикула) луковиц и чеснока очень прочны. Они пропитаны растительным воском и минеральными солями и непроницаемы для воды и газов. Кутикула хорошо защищает луковицы от бактериальных и грибковых заболеваний. Но она не способна противостоять атакам почвенных гельминтов и артроподов, червеобразных паразитов, покрытых острыми иглами. Некоторые паразиты проникают в луковицу через корневую систему. Для защиты от них и возник в процессе эволюции особый набор сильных серосодержащих антибиотиков с резким запахом, которые образуются почти мгновенно из инертных предшественников именно в местах повреждения тканей.
Антибиотики чеснока
Дольки, или зубчики чеснока, если осторожно очистить их от защитных пленок, не обладают сильным запахом. Но если повредить живую ткань проколом или надрезом, то немедленно выделяются раздражающие летучие вещества с резким запахом и слезоточивыми свойствами. Повреждение клеточных структур разрушает оболочки вакуолей растительных клеток, обеспечивающих их тургор, и смешивает содержимое вакуолей с клеточной цитоплазмой. Кислород воздуха мгновенно активирует фермент алииназу, находящуюся в жидкости вакуолей, с цитоплазматическими сульфопептидами, превращая их в тиосульфонаты. Из них, в свою очередь, образуется множество разнообразных сильно пахнущих дисульфидов, трисульфидов и других серосодержащих органических летучих соединений. Среди этих соединений диаллилдисульфид (Diallyl disulfide) является главным компонентом, создающим специфический чесночный запах, а аллицин вызывает раздражение слизистых оболочек глаз и ротовой полости. Наиболее сильное действие этих веществ характерно для свежего чеснока. Кулинарная обработка инактивирует многие компоненты и удаляет летучие соединения, прежде всего аллицин. Серосодержащие антибиотики чеснока токсичны для многих микробов, гельминтов и почвенных насекомых, но не токсичны для млекопитающих. Однако их слезоточивое действие делает чеснок малопривлекательным для грызунов. Крупные травоядные животные также избегают поедания луковиц всего рода Allium, потому что некоторые виды лука содержат токсичные алкалоиды. Антисептическое и антибиотическое действие чесночных сульфидов обеспечивается серным компонентом их молекул. Даже чистая сера обладает антисептическими свойствами и издавна применяется в медицине в форме серной мази против кожных паразитов, например клещей. Синтетические серосодержащие органические соединения широко используются в медицине для борьбы с инфекциями и воспалениями (стрептоцид, сульфадимезин, сульфапиридазин и др.). Органические сульфидные вещества содержатся и в других видах луковых, но в меньших концентрациях. Красный лук содержит также и фенолсодержащие антибиотики. Спиртовые и эфирные настойки и экстракты из разных видов лука и из чеснока давно использовались как в народной, так и в профессиональной медицине [3].
Антибиотики чеснока при повреждении луковиц выделяются в форме очень сложной смеси. Некоторые из них еще недостаточно изучены. Наиболее сильный антибиотик чеснока дипропинилтиосульфат, известный также как аллицин, убивает стрептококки даже при разведении 1:125 000 [4]. Механизм действия аллицина и его производных состоит в его способности блокировать сульфогидрильные группы молекул некоторых ферментов микроорганизмов. Аллицин подвергается дальнейшему распаду на летучие компоненты в пищеварительном тракте и в крови. Из крови они выделяются через легкие при дыхании, распространяя чесночный запах. При большом количестве съеденного чеснока процесс его выделения через легкие продолжается много часов. Часть этих соединений испаряется и через поры в кожных покровах, что обеспечивает влияние чеснока на кожных паразитов. Экстракты из чеснока применяют не только в медицине, но и в ветеринарии. Входящее в моду производство органических сельхозпродуктов, без применения пестицидов, практикует опрыскивание чесночными экстрактами помидоров, огурцов, бобовых и других растений для защиты их от повреждений насекомыми и грибками.
Почему Китай и Корея лидируют по производству и потреблению чеснока?
Китайская кулинария, которая граничит с искусством и медициной, тысячелетиями развивалась «сверху» – от императорского двора к феодалам-мандаринам и высшим чиновникам. При некоторых правителях около половины всего обслуживающего персонала императорского двора было так или иначе вовлечено в создание и приготовление различных блюд. Уверенность в том, что именно качество питания определяет здоровье и долголетие, появилась впервые именно в Китае задолго до нашей эры, вместе с развитием китайской медицины. В разных провинциях возникали собственные традиции и особые кулинарные правила. В то же время пища китайских крестьян была сравнительно простой и не слишком обильной. Чеснок и разные виды лука в наибольшей степени входили в кулинарные рецепты населения, проживавшего к северу от Желтой реки. На морском побережье в диетах преобладали морепродукты. Многие исследователи истории китайской кулинарии отмечают, что потребление чеснока и лука считалось одним из важных условий хорошего здоровья и меньшей распространенности различных местных эпидемий, которые возникали достаточно часто. Но благодаря острому вкусу чеснок оказался и очень вкусной приправой к различным блюдам, например к знаменитой «пекинской утке». В Китае и Корее производство чеснока и лука было почти всегда примерно одинаковым. В то же время в соседних странах, Индии, Таиланде или в Японии, производство и потребление лука и в прошлом, и сейчас почти в десять раз превышает потребление чеснока (У буддистов существует запрет на потребление не только мяса, но и лука и чеснока.) Объяснение этому следует, по-видимому, искать в эпидемиологии, а не в кулинарии. Поскольку домашнего скота в хозяйствах китайцев и корейцев всегда было очень мало, то землю удобряли не только экскрементами животных, но и отходами человеческого бытия, что неизбежно ведет к аккумуляции разнообразных паразитов в замкнутом круговороте веществ между почвой, растениями, животными и человеком. В Китае и Корее основные домашние животные – это свиньи, в Индии – коровы, буйволы и волы. Во всех густонаселенных странах Азии преобладают мелкие фермерские хозяйства – меньше 1 га на семью. Рис – культура очень трудоемкая, и до недавнего времени большинство работ по его возделыванию выполнялось вручную. На поля его высаживают рассадой в залитую водой землю. Крестьяне, и мужчины, и женщины, а нередко и дети, работают, стоя по колено в теплой и грязной воде. Такие условия создают благоприятный фон для всех видов инфекционных и паразитарных заболеваний: желудочно-кишечных, кожных, легочных, печеночных и др. Традиция есть в сыром виде рыбу, крабов, моллюсков и печень животных в ряде восточноазиатских стран также повышала вероятность паразитических инфекций. В Китае и Индии до сих пор отмечается самый высокий в мире уровень разнообразных инфекционных заболеваний, часть которых передается человеку от животных. Поэтому потребление больших количеств чеснока всегда рассматривалось и как профилактика, и как лечение болезней.
Первые европейские земледельцы, в том числе и славяне, удобряли землю золой, сжигая леса. Существовала и система залежных земель для восстановления плодородия почвы. Развитие любой цивилизации ведет к переходу от полностью натурального сельского хозяйства к товарному, создающему излишки продовольствия для городов. Такой переход невозможен без улучшения плодородия почв. В Древнем Египте удобрением служил ил, который оставался на полях после разлива Нила. В других странах стали использовать в качестве удобрения навоз домашних животных. Но и навоза часто не хватало. Двести лет назад Великобритания отправляла корабли за гуано – накопившимися в течение тысячелетий минерализованными экскрементами птиц и летучих мышей на островах у берегов Южной Америки и Западной Африки. Племена инков в Перу, Чили и Боливии столетиями использовали гуано в качестве удобрения. Оно особенно богато фосфором и азотом. В большом количестве его привозили из Южной Америки и в США. В конце XIX столетия открытие залежей минеральных удобрений снизило значение гуано для европейского и американского земледелия. В Японии столетиями удобряли почву рыбой, в прошлом ее запасов и улова хватало и для этих целей. В Китае, особенно в его глубинных провинциях, таких возможностей не было, и в круговорот земледелия включались почти все органические отходы, даже из городов. Чеснок не был единственным растительным лекарственным средством. Китайская медицина с древних времен в максимальной степени использовала лечебную силу растений. Касторовое масло, камфара, эфедрин, кардамон и десятки других средств растительного происхождения пришли в современную медицину из Китая. Многие сор