Осторожно, запах горького миндаля: почему многие пищевые растения содержат цианид?
В детективных романах цианидное отравление часто определяют по запаху горького миндаля от тела. Это не вымысел — смертельный яд цианид естественным образом присутствует в горьком миндале и многих других пищевых растениях: яблоках, персиках, абрикосах, лимской фасоли, ячмене, сорго, семенах льна и побегах бамбука.
Причина, по которой цианид есть во всех этих растениях, — эволюционная, считает Кеннет М. Олсен, PhD, доцент биологии. Растения, которые он изучает (белый клевер, маниок и др.), имеют хитроумную систему доставки яда, созданную эволюцией для защиты от травоядных.
Благодаря обработке и регулированию, такие растения мало угрожают продовольствию в США. Однако в Африке, где корень маниока стал основой рациона, многие бедные люди страдают от хронического отравления цианидом — болезни конзо.
Как растения производят цианид
Растение хранит цианид в неактивной форме — обычно как цианогенный гликозид (молекула сахара с присоединённой группой CN).
- Цианогенный гликозид хранится в одном отсеке клетки, а активирующий его фермент — в другом.
- Когда животное или насекомое раздавливает растение, отсеки смешиваются, фермент отщепляет цианид от сахара. Это похоже на "цианидную ловушку".
Цианид отравляет, блокируя использование кислорода клетками — он связывается с молекулярной "машиной", преобразующей пищу в энергию. Это вызывает молекулярную форму удушья. Поскольку этот путь древний и универсальный, цианид эффективен против большинства форм жизни — от насекомых до людей.
Почему так много пищевых растений содержат цианид
На это есть две причины:
- Примитивный пестицид: Цианид отпугивает насекомых. Ранние фермеры, выбирая растения для культивации, могли невольно отбирать более "чистые", не тронутые вредителями, — то есть цианогенные.
- Управляемый токсин: Как растительный яд, цианид
относительно легко контролировать.
- У яблок и персиков он содержится в семенах и косточках, которые обычно выбрасывают.
- Если яд есть в съедобной части, его легко удалить: раздавить растение и промыть мякоть водой, которая уносит растворимый цианид.
- Отключить гены, кодирующие производство цианида, также просто. Например, превращение токсичного горького миндаля в безвредный сладкий потребовало всего одной генетической мутации.
"Вы заметите, что дуб не был одомашнен", — говорит Олсен. Это может быть потому, что его яд (танины) — не одно соединение, а целый класс, чьё производство контролируется многими генами. Кроме того, танины есть во всём растении, а не в одной его части.
Проблема с маниоком
Растение, которое может давать опасное количество цианида, — это маниок (также называемый кассавой, тапиокой или юкой).
- Маниок родом из Южной Америки и был завезён в Африку 300–400 лет назад. Он стал важной культурой около 100 лет назад, когда почвы истощились для традиционных африканских культур.
- Существуют сладкие (низкоцианидные) и горькие (высокоцианидные) сорта. Фермеры часто предпочитают горькие, так как они отпугивают насекомых (и воров, избегающих корней, требующих трудоёмкой обработки).
Люди могут обезвреживать некоторое количество цианида, если потребляют его медленно, в течение долгого времени, и при достаточном количестве белка в рационе (особенно серосодержащих аминокислот).
Жертвы конзо часто питаются почти исключительно маниоком и могут неправильно обрабатывать корень, для детоксикации которого требуется обилие воды.
В кабинете Олсена висит типити — плетёная корзина из пальмовых волокон, похожая на гигантскую китайскую ловушку для пальцев. Это южноамериканское приспособление предназначено для выжимания цианида из тёртого маниока. Оно напоминает об изобретательности растений, которые являются не беззащитными жертвами, а мастерами химической войны.