ПЕРВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ

(Диссертация Пьера Лави. — Химический скальпель Мишеля Барбье. — Гипотеза М. Кюстенмахера. — Как увидеть пчелу-невидимку?)

Американский бактериолог К. Уайт еще в 1906 году пытался исследовать микробную флору улья, но столкнулся с неожиданным затруднением. Посевы, которые он делал, водя стерильной платиновой проволокой по самым различным частям гнезда, погружая ее время от времени в пробирки с питательной средой, ни дали почти никаких результатов. Создавалось впечатление, что в улье вообще нет микроорганизмов. В это было трудно поверить, но повторные опыты доказали неслучайность первых и подтвердили явную обедненность микрофлоры улья.

Уайт не смог тогда объяснить природу действующей в улье системы антибиотической защиты, поскольку сами антибиотики были открыты много позже, но его опыты впервые указали на существование такой системы в гнездах медоносных пчел.

Спустя 50 лет знаменитый французский энтомолог Реми Шовен, возглавлявший в то время научно-исследовательскую станцию по пчеловодству вблизи Парижа, вспомнил об экспериментах Уайта. Ученый вместе со своим коллегой (впоследствии директором этой станции) Пьером Лави решил исследовать антибиотические факторы улья.

Довольно быстро выяснилось, что экстракты практически всего содержимого улья — меда, воска, прополиса, перги, личиночного корма и самих пчел — обладают выраженной способностью сдерживать рост микроорганизмов. Причем один продукт среди них явно превосходил другие. Это и был прополис (пчелиный клей).

Шовен и Лави провели очень тщательные биологические исследования всех полученных экстрактов, меняли тестируемый микроорганизм, режим экстракции, растворитель, используемый для нее, изучали влияние температуры на активность извлеченных соединений и пришли к определенным выводам. На их основе Лави была написана диссертация, а химики получили достаточное обоснование, чтобы приступить к работе и полностью раскрыть химическую природу безусловно присутствующих в улье и в первую очередь в прополисе действующих антимикробных факторов.

Заслуга Лави в том, что он отвел прополису главную роль в системе антимикробной защиты пчел. Это вещество обладает самым широким спектром антибиотического действия, находится буквально во всех частях внутриульевого пространства и похоже, что именно им пчелы стерилизуют стенки ячеек, бывших в употреблении, особенно после выведения в них личинок.

Лави удалось привлечь к исследованиям группу сотрудников Института химии природных веществ во главе с известным химиком Мишелем Барбье.

Мишель Барбье и его коллеги приступили к работе, придерживаясь классического метода поиска антибиотиков. Первоначально они выбрали наиболее чувствительный и удобный в работе тест-организм — широко распространенную бактерию Bacillus subtilis, или сенную палочку, и стали дробить активный экстракт прополиса на отдельные фракции.

Схема 5. Структурные формулы биологически активных веществ, идентифицированных в прополисе французского типа М. Барбье, П. Лави и др. (1964, 1970)

Путем дистилляции в вакууме образец прополиса разделили на фракции, различающиеся точкой кипения, и каждую из них подвергли биоиспытаниям на выбранный микроорганизм. Лишь две фракции оказались заметно активными: обе они проявляли активность в концентрации от 0,03 до 0,16 миллиграмма в 1 миллилитре. Это не была высокая активность, но химики продолжили исследование. В результате дополнительной очистки фракций из них были выделены два соединения, которые действительно обладали способностью сдерживать рост сенной палочки и некоторых других микроорганизмов.

Полученные соединения, формулы которых приведены ниже, оказались принадлежащими к классу флавоноидов — широко распространенных в растительном мире веществ.

Этот факт существенно подкрепил позиции тех, кто считал, что прополис происходит из продуктов жизнедеятельности каких-то растений. Ученые сделали первые шаги к химической расшифровке вещества, которое среди других продуктов, содержащихся в улье, особенно долго хранило свои тайны, в том числе главную тайну своего происхождения. А между тем она интересовала людей с давних пор.

Древние ученые и натуралисты, чьи труды дошли до нашего времени, высказывали свои предположения о происхождении загадочного продукта, созданного семьей пчел. Аристотель, очень серьезно интересовавшийся жизнью маленьких тружеников, полагал, что пчелы приносят его извне, как и нектар растений.

Вообще эта точка зрения преобладала среди пчеловодов и исследователей биологии пчелиной семьи. Ее придерживался, в частности, и знаменитый французский естествоиспытатель Ф. Губер (1814), практически не ошибавшийся в своих научных прогнозах.

Тем не менее природа прополиса оставалась невыясненной. В естественном виде он нигде не встречался в природе, кроме как в ульях. Утверждение о том, что пчелы собирают его в виде смол растений, например с почек, не объясняло, откуда вещество берется в ульях, отвезенных в степь, или летом, когда все почки превратились в пушистые зеленые листки.

В 1907 году немецкий естествоиспытатель М. Кюстенмахер выдвинул иную гипотезу о происхождении прополиса. Чтобы объяснить появление пчелиного клея в летнее время года, он предположил, что пчелы это вещество получают как дополнительный материал при переработке пыльцы в корм личинок. Для доказательства ученый сослался, во-первых, на особенности строения среднего (или хилусного) желудка пчелы, а во-вторых, на обнаруженный ботаниками тех лет в пыльцевых зернах так называемый жирный пыльцевой бальзам.

По мнению М. Кюстенмахера, пыльцевой бальзам освобождается в преджелудке пчелы, имеющем специальный перетирающий аппарат из твердых хитиновых пластинок, и отрыгивается наружу, а другую часть компонентов пыльцы пчела использует в качестве пищи.

Гипотеза Кюстенмахера подкупала объяснением появления прополиса в ульях пчел, когда вокруг не было явных источников смолистых веществ, то есть в начале и середине лета. В некоторой степени она поднимала и ценность прополиса как уникального, вырабатываемого только пчелой продукта.

Тем не менее гипотеза Кюстенмахера не была безоговорочно принята пчеловодами. Вокруг нее разгорелись весьма ожесточенные споры, утихшие практически лишь в самые последние годы. Прежде всего знатоки анатомии пчелы доказали, что в ее преджелудке не могут произойти те превращения, о которых говорил Кюстенмахер. Не согласны с автором гипотезы были и многие пчеловоды и исследователи, достоверно наблюдавшие работу пчел по сбору смолистых веществ с растений, например с почек тополя, и дальнейшую судьбу смолистых нош в улье.

Среди таких исследователей особенно следует отметить зарубежных ученых Г. Рёша (1927) и В. Мейера (1956).

Первый выделил среди особей, работающих с прополисом, пчел-сборщиц и «цементирующих» пчел, которые принимали принесенный материал и использовали его внутри улья для разных нужд семьи.

Пчел, занятых сбором прополиса, очень немного.

Я провел несложный арифметический подсчет, который, как мне казалось, кое-что прояснил. Отдельная ноша смолистого материала, вносимого пчелой, весит в среднем 10 миллиграммов. Именно с такими ношами и удавалось отлавливать на летках пчел в ясные и теплые дни лета. В улье за сезон редко накапливается более 50 граммов прополиса, причем примерно третью часть составляет уже добавляемый в улье воск.

Если принять, что пчела занимается сбором прополиса 100 дней, совершая каждый день по 5 рейсов, то можно определить число сборщиц смолистого вещества — их в улье вряд ли будет более одного-двух десятков.

Площадь, активно посещаемая пчелами-фуражирами, равна в среднем 1200—1300 гектарам. На такой территории пчеловоды обычно держат 50—100 семей. Следовательно, в этом случае сбором прополиса будут ежедневно заняты одна-две тысячи пчел, или примерно одна пчела на гектар. Не удивительно, что обнаружить их непросто. Кюстенмахер, например, писал: «Несмотря на внимательное наблюдение, я не видел ни одной пчелы, которая собирала бы смолу с почек, и поэтому для меня этот вопрос является фантастическим». Так весьма решительно высказался о возможности сбора пчелами смол вне улья автор взволновавшей пчеловодный мир гипотезы.

Действительно, прямые визуальные наблюдения мало что дают. Можно увидеть пчелу, собирающую смолу на каком-то растении, а потом транспортирующую собранную ношу домой, описать и остальные процессы использования принесенного вещества в улье, но эти данные не помогут ответить на главный вопрос: что же представляет собой основная масса прополиса?

Это вещество оказалось «крепким орешком» и для химиков. Первые попытки исследовать прополис были сделаны еще в начале XX века. Тот же М. Кюстенмахер сообщил об идентификации в прополисе коричной кислоты и соответствующего ей коричного спирта. Это было в 1911 году. Тогда же другой немецкий исследователь К. Дитрих идентифицировал в прополисе 4-окси-3-метоксибензальдегид, или ванилин.

Спустя 16 лет французский исследователь Г. Жобер поместил в Докладах национальной Академии паук статью об идентификации в прополисе вещества, придающего, по его мнению, желтый цвет воску, в который оно попадает с прополисом (в виде примеси). Это вещество (5,7-диоксифлавон, или хризин), так же, как и позже выделенные Мишелем Барбье соединения, оказалось принадлежащим к классу флавоноидов. Хризин — действительно желтый пигмент, и его идентификация в прополисе могла повести исследователей по верному пути.

Этот путь мог быть начат и от первых результатов химических анализов Кюстенмахера и Дитриха: все они свидетельствовали о растительной природе прополиса. Но химики были еще беспомощны, и вопрос о более точном происхождении прополиса оставался открытым.

В тактике первых исследований прополиса был еще один очень уязвимый момент. Химический состав этого вещества, встречаемого в каждой семье пчел, неодинаков на разных пасеках, а порой и в соседних ульях. Исследователь, задумавший изучать прополис, попадает в очень сложное положение, так как не уверен в воспроизводимости результатов. Если состав прополиса столь изменчив, где гарантия того, что хризин, обнаруженный Жобером в исследованном им французском образце прополиса, непременно окажется и в образце, взятом, например, в Советском Союзе?

1с ка