Страница 3 из 48
Четвертая причина состоит в том, что с расширением сельскохозяйственного производства происходит продвижение новых видов и сортов растении в новые районы, расположенные далеко от центров, где формировались их дикие предки. Попадая в новые районы, эти сорта чаще всего уступают по своей устойчивости своим предкам. С продвижением растений в новые районы в них проникают и новые для этих мест вредители и болезни (например, появление в СССР колорадского жука, американской белой бабочки и др.). В результате возникают опустошительные эпифитотии (эпидемии в растениеводстве).
Пожалуй, наиболее впечатляющим примером опустошительности эпифитотий был фитофтороз картофеля, заболевание которым повлияло на судьбу целой нации. Недаром тот, кто впервые описал это заболевание, — немецкий ботаник А. де Бари — назвал ее фитофторой, что означает «пожиратель растений». До 1840 г. фитофтора отсутствовала в Европе. Ее родина Мексика, откуда она в начале 1840-х годов и была завезена в Европу. Вначале это были только отдельные вспышки болезни в разных частях Франции, Бельгии и Англии, поскольку засушливое лето 1844 г. не благоприятствовало распространению болезни. Зато следующие 1845–1846 гг. стали трагическими для судеб народов Северной Европы, и особенно Ирландии, где картофель составлял основной продукт питания. а 2 млн. ирландцев питались исключительно картофелем. Размеры бедствия стали ясны к августу 1846 г., когда все растения на многих картофельных полях были уничтожены. Начался массовый голод, от которого погибли более миллиона человек, тогда как два других миллиона эмигрировали за океан.
Пятая причина связана с непрерывным повышением пищевой полноценности культурных растений, что достигается с помощью селекции, интродукции, агротехники. Но все, что полезно для человека и животных, в такой же мере полезно и для возбудителей болезней и вредителей растений. Благодаря повышению питательности растений паразитирующие организмы могут удовлетворять свои потребности в пище при меньших затратах энергии и использовать высвобождающиеся резервы для еще более быстрого размножения и повышения своей жизнедеятельности.
Показательны в этом отношении результаты селекции некоторых злаковых растений на повышение в них содержания так называемых незаменимых аминокислот, т. е. тех, которые человек и животные самостоятельно синтезировать не могут и должны получать в готовом виде вместе с пищей. А многие растения, весьма богатые по общему содержанию белков, содержат мало незаменимых аминокислот. В результате отсутствия хотя бы одной из них в организме может прекратиться синтез ряда белков, играющих первостепенную роль в нормальной жизнедеятельности. Не зря белки называют протеинами (от греческого протос — первостепенный). По этой же причине многие селекционеры сосредоточили свои усилия на повышении содержания в злаках незаменимых аминокислот, и в первую очередь наиболее дефицитной — лизина. Но стоило только добиться первых положительных результатов, как вскоре обнаружилось, что сорта, более богатые лизином, стали и более уязвимыми для паразитов. Дошло до того, что недавно был даже предложен метод определения незаменимых аминокислот в зерне по анализу личиночных шкурок мучного хрущака, питающегося этим зерном.
Селекция на качество заставляет также «убирать» из состава растений так называемые вторичные метаболиты (алкалоиды, гликозиды, фенолы), которые хотя и ухудшают питательные и вкусовые свойства урожая, но вместе с тем являются факторами его устойчивости к болезням.
Можно указать и на другие причины высоких потерь урожая, и совсем не обязательно в названной последовательности. Но даже из того, что сказано, вытекают важные практические выводы. И важнейшими из них являются два, неразрывно между собой связанные.
Во-первых, вместе с концентрацией и интенсификацией сельского хозяйства возникают одновременно и более благоприятные условия для развития болезней, вредителей и сорняков. В этих условиях многие прежние методы защиты урожая, вполне отвечавшие требованиям небольшого хозяйства, оказываются малоэффективными и даже вовсе неосуществимыми. Нужны новые подходы и методы защиты растений с максимальным, конечно, использованием многовекового опыта земледелия.
Во-вторых, применение новых подходов неизбежно связано с вмешательством в природу. Но при этом надо учитывать не только видимый эффект, но и максимально предвидеть все возможные отрицательные последствия в будущем.
Современная экология — наука о взаимоотношениях организмов и окружающей среды в одинаковой мере отвергает две крайние точки зрения, все еще встречающиеся по данному вопросу. С одной стороны, голый прагматизм, оправдывающий все средства для спасения от голода (нельзя умирать от голода сидя на мешке с золотом во имя будущих поколений). С другой стороны, экологический утопизм, отвергающий химические средства защиты растений и призывающий вернуться назад к природе.
Все очевиднее становится, что за вмешательство в природу надо платить и с ней нельзя вступать в конфликт. Еще до внедрения своего открытия в сельскохозяйственное производство ученому следует знать о том, каким образом оно может повлиять на биосферу в будущем. В этом состоит великая ответственность ученых перед природой и обществом.
ОСНОВОПОЛОЖНИК УЧЕНИЯ
О ФИТОИММУНИТЕТЕ
Если ты выстрелишь в прошлое из пистолета,
будущее выстрелит в тебя из пушки. Р. Гамзатов[7]
Общеизвестно, что успехи науки XX в. определяются не столько открытиями отдельных талантливых ученых, сколько объединенными усилиями коллективов, способных превратить эти открытия в мощные направления науки и обеспечить их практическое применение. В связи с этим все более важную роль начинают играть ученые, сочетающие в себе талант исследователя и организатора. Таких ученых сравнительно немного, и их имена становятся быстро известными во всем мире. Но даже среди них уникальная роль принадлежит выдающемуся советскому биологу Николаю Ивановичу Вавилову. Именно поэтому ЮНЕСКО приняло решение отметить в 1987 г. во всем мире столетие со дня его рождения.
О Н. И. Вавилове, с именем которого связано становление и развитие многих направлений в биологии, в том числе и фитоиммунологии, написано очень много — писали его соратники, ученики, историки науки, писатели. И тем не менее в книге о фитоиммунологии мы не можем не рассказать о ее основоположнике.
1920 год. Гражданская война. Страна разорена. Не жалея сил, отказывая себе в самом необходимом, народ трудился над восстановлением разрушенного хозяйства. Огромным было стремление народа к науке и культуре, к строительству новой жизни. В такой обстановке собрался III Всероссийский съезд селекционеров. На трибуне 33-летний, но уже хорошо известный профессор. Зал с затаенным дыханием слушает об открытии им параллельной изменчивости у близких видов и родов растений. Свое открытие Николай Иванович назвал законом гомологических рядов в наследственной изменчивости (от греческого «гомос» — соответственный, подобный). Суть закона коротко сводится к тому, что все виды растений, отличаясь друг от друга характерными свойствами, вместе с тем имеют много сходного. Поэтому, обнаружив изменчивость признаков у одного рода или вида, можно ожидать подобную же изменчивость и у других близких нм видов и родов.
Делегаты съезда аплодируют молодому ученому. Его исследования открывают новые, ранее неизвестные пути планомерного поиска иммунных форм среди огромного числа растений, нужных человеку. Вновь открытый закон сравним с периодической системой Д. И. Менделеева, позволяющей предсказывать существование новых химических элементов с определенными свойствами.
Впервые было дано научное обоснование распределению различных форм культурных растений по земному шару. Результаты этих поистине грандиозных по замыслу и масштабам исследований легли в основу фундаментального труда «Учение о происхождении культурных растений после Дарвина». В поисках необходимых для сельского хозяйства растений Николай Иванович исколесил чуть ли не всю планету. Это не был поиск вслепую, а целенаправленные экспедиции по научно обоснованным маршрутам. Он сумел проникнуть в труднодоступные районы Азии, Африки, Южной Америки, не посетив, вероятно, Австралию потому, что она не представляла интереса для поиска нужных для сельского хозяйства растительных форм (так оно и оказалось впоследствии).