Прикладная органическая химия: ВЕЩЕСТВА, ОБЛАДАЮЩИЕ АЛЛЕЛОХИМИЧЕСКИМ ДЕЙСТВИЕМ. ФЕРОМОНЫ

Уже более пятидесяти лет известно, что некоторые растения выделяют вещества, ингибирующие развитие других, растущих неподалеку, ении. Это явление называется аллелопатией. Вещества, обладающие

аллелохимическим действием, могут выделяться корнями, листьями или гниющими плодами. Многие такие вещества летучи или раствори мы в воде. Явление аллелопатии создает значительные проблемы для фермеров, так как оказывается очень трудным или вовсе невозможным выращивать одни растения рядом с другими. Например, малина и помидоры не растут рядом с деревом грецкого ореха (Juglones nigra). Это происходит потому, что грецкий орех выделяет вещество, которое называется юглон.

Интерес к явлению аллелопатии вызван возможностью использования веществ, обладающих аллелохимическим действием, для борьбы с сорняками. Растения, вырабатывающие вещества, которые препятствуют росту сорняков, помогут уменьшить потребность в ядовитых пестицидах. Например, сорго после своей гибели выделяет дуррин, который тормозит развитие многих сорных растений. При этом некоторые полезные растения, например бобы, развиваются нормально.

Некоторые довольно простые органические вещества, такие, как уксусная кислота, образуются при гниении остатков растений и препятствуют прорастанию семян некоторых сорняков.

Все эти вопросы требуют еще самых серьезных исследований. Вещества, обладающие аллелохимическим действием, необходимо выделять из растений, устанавливать их химическую структуру и изучать их биологическое действие. Можно надеяться, что эти исследования окажут серьезную помощь в решении проблем сельского хозяйства и экологии.

Другая группа природных соединений, которую мы обсудим, это феромоны. Феромоны — вещества, выделяемые некоторыми видами насекомых для того, чтобы сообщить определенную информацию другим особям данного вида. Один из видов феромонов — половые феромоны. Эти вещества выделяются самками для привлечения самцов своего вида (у некоторых видов наоборот) в период спаривания. Если вещество, являющееся половым феромоном, поместить в ловушку, то туда соберется множество самцов (самок) данного вида. После этого насекомые могут

быть уничтожены без нанесения ущерба окружающей среде. Немногие уцелевший особи одного из полов не смогут обеспечить размножение вида и популяция насекомых резко уменьшится. Поскольку при таком способе борьбы с вредными насекомыми не используются какие-либо ядовитые вещества, этот путь предпочтительнее, чем применение инсектицидов. Кроме того, в отличие от инсектицидов, феромоны действуют весьма селективно. В этой области также предстоят еще значительные исследования по поиску феромонов всех тех видов насекомых, численность которых желательно контролировать.

Например, в Скандинавии для борьбы с жуком-короедом используют следовые количества трех соединений, формулы которых показаны ниже:

Смесь, в которой обязательно должны присутствовать все три соединения, привлекает жуков в специальные ловушки. Обратите внимание, что все три вещества, как и многие феромоны, являются непредельными спиртами довольно сложной структуры. Все эти вещества приходится синтезировать, так как в природе они встречаются лишь в ничтожных количествах. Однако их использование позволяет избежать громадных убытков в лесной промышленности. Очень важно, что при этом не используются токсичные вещества, не наносится ущерба природе и сохраняются все другие виды насекомых.

Половым аттрактантом для долгоносика является смесь следующих веществ:

Половым феромоном для североамериканского таракана является такое соединение:

Упомянутые выше вещества являются естественными, природными феромонами. В некоторых случаях не удается обнаружить природных феромонов какого-либо вида насекомых. Тогда испытывают различные соединения, изучая их способность привлекать насекомых. Ниже изображена формула одного из таких соединений, которое является искусственным феромоном средиземноморской плодовой мушки:

Кроме половых феромонов, существует множество других: феромоны тревоги, феромоны следа (иминасекомые метят дороги), феромоны для метки территории, агрегационные феромоны (они побуждают насекомых собираться в стаи) и др.

Термин феромоны относится только к веществам, служащим для внутривидового общения. Существуют вещества, которые применяются насекомыми для межвидовой передачи информации, например отпугивающие вещества (репелленты). Такие соединения не называют феромонами, хотя и в этом случае принцип переноса информации точно такой же.

Приведем формулы некоторых репеллентов, найденных у муравьев. Эти вещества могут использоваться в сельском хозяйстве, а также туристами дня отпугивания нежелательных насекомых.