Токсичность растений в зависимости от таксономической группы

Между низшими и высшими растениями существуют заметные различия в характере токсической защиты, совершенствующейся по мере эволюционного усложнения растительных организмов.

В настоящее время представляется не только хемотаксономическая специфика растительного мира (по систематическим группам разного ранга), но и доказана токсикоспецифичность растений, позволяющая использовать определенные фитотоксины в качестве руководящих признаков для диагностики ботанических таксонов (видов, родов, семейств, классов, типов и т.д).

Наиболее совершенными и сложными среди всех растительных токсинов являются алкалоиды цветковых растений, многие из которых имеют ярко выраженную видовую специфичность по вырабатывающим их растениям , что и отражено в названии большинства алкалоидов. Как правило, определенные алкалоиды характерны для определенных ботанических семейств.

Представители одного систематического порядка растений также вырабатывают алкалоиды сходной химической структуры. Например, представители семейства маковых вырабатывают серию алкалоидов группы морфина (морфин, тебаин, кодеин и др.), отсутствующих в растениях других семейств. Сходные алкалоидные группы бульбокапнина встречаются в двух близких семействах маковых и дымянковых из одного порядка макоцветных.

Некоторые простые алкалоиды могут быть обнаружены и в отдаленных растительных семействах, однако для сложных высокоспецифичных алкалоидов подобное является лишь исключением. Все это свидетельствует о значительной видовой специфичности вторичного метаболизма, в то время как первичный обмен у растений во многом универсален.

Алкалоиды вырабатываются у высших, преимущественно цветковых растений. У низших растений, у моховидных и папоротниковидных алкалоиды в основном отсутствуют. У мхов токсические вещества вообще достоверно не известны. Среди хвощей и плаунов найдены алкалоидосодержащие растения, однако токсины плавнов точнее следует считать псевдоалкалоидами. У голосеменных алкалоиды известны только для тиса, эфедровых.

Существует гипотеза, что массовое внезапное вымирание динозавров связано с расцветом покрытосеменных , активно вытесняющих все другие растительные формы и содержавших ядовитые алкалоиды, к которым совершенно не были приспособлены гигантские травоядные рептилии.
Алкалоиды обнаружены и у некоторых животных, использующих готовые растительные алкалоиды, которые они трансформируют в собственные соединения. Так, например, бобры накапливают алкалоид касторамин, очень близкий к нуфаридину из корневищ кубышки, некоторые бабочки аккумулируют в своем теле сердечные гликозиды, становясь при этом несъедобными для птиц.

Следует отметить, что ядовитые соединения неалкалоидной прироы – гликозиды, сапонины, терпеноиды и другие – для растительного мира являются более универсальными, и наличие похожих веществ может быть отмечено у представителей весьма далеких классов (терпеноиды – туйон и пинен в хвойных, сложноцветных и губоцветных).

Это объясняется построением таких сравнительно простых по структуре веществ из широко распространенных для всех растительных организмов углеводов, органических кислот и др.