Страница 27 из 43
И не мудрено. Достаточно присмотреться глазами ученого к существующим растениям, чтобы убедиться в широкой распространенности естественных полиплоидов, в преимуществах, которыми многие из них обладают.
Всюду побывали ученые — счетчики хромосом. В лесах Швеции и Поволжья они порой встречали удивительные осины, которые росли вдвое быстрее обычных и достигали таких размеров, что заслужили имя исполинских.
Исследование нарциссов показало, что до 1885 года в Голландии были особенно распространены сорта этих цветов с 24 хромосомами в ядре, затем их сменили более крупные, 36-хромосомные, а те, в свою очередь, в самом конце века были побеждены 48-хромосомными. И все это случилось до того, как явление полиплоидии было вообще открыто и объяснено!
Осины, цветочки… Поль де Крюи в великолепной книге «Борцы с голодом» описал завоевание мягкой пшеницей полей Канады и США. Сейчас 20 процентов всех посевов пшеницы занимают мягкие сорта. В их клетках 42 хромосомы вместо 14 — у предка пшеницы и 28 — у твердых сортов.
Человек просто пользовался следствиями неизвестного ему явления как подарком природы. Даритель предпочитал оставаться неизвестным.
Чем больше изучали естественную полиплоидию, тем более любопытные вещи открывались перед учеными.
Оказалось, что розы, растущие на севере, часто имеют большее число хромосом, чем другие их виды на юге.
В субтропической Сицилии полиплоиды составляли меньше трети всех растений. Зато на холодном Шпицбергене уже четыре пятых растений были полиплоидами, а на острове Колгуеве — даже больше 90 процентов. Оказалось, что многие растения, попав в условия севера или высоких гор, начинают давать полиплоидное потомство.
Одну из причин этого понять легко — недаром в опытах Герасимова как раз низкие температуры вызывали полиплоидию.
В значительной части случаев полиплоидное потомство оказывалось после нескольких лет естественного отбора лучше приспособленным к новым условиям, чем их родственники с меньшим набором хромосом.
Конечно, так случалось не всегда. Творческий путь художника — природы — отмечен миллионами неудачных произведений. Бывает, что полиплоиды оказываются менее жизнеспособны, чем исходная форма, но таких случаев наблюдалось гораздо меньше, чем обратных. Полиплоиды расширяли пределы своего обиталища, устремлялись в Арктику, на Памир — туда, где плохо приживались их соперники. Но если одни облюбовали себе север, то некоторые виды полиплоидов, наоборот, повели наступление на Сахару и сумели приспособиться к ее зною и безводью.
Полиплоиды происходят от организмов с меньшим количеством хромосом, существуют рядом с ними, но явно (в исторических масштабах, охватывающих миллионы лет) наступают на своих родителей и старших братьев, угрожая им вытеснением. Примерно так же млекопитающие когда-то одержали решающую победу над ящер ж и. Только в этом природном процессе темпы, видимо, ускорятся. В него, кроме неторопливых законов эволюции, вмешивается человек — вечный революционер. Ему как можно скорее нужны самые урожайные, самые плодовитые, самые мощные и красивые виды растений. Если это полиплоиды — значит подавай ему полиплоиды, говоря точнее — он сам будет их создавать и распространять, как уже рассадил по земному шару такие естественные полиплоиды, как пшеница, картофель, банан, люцерна, хлопчатник, овес, сахарный тростник.
У нее были голова льва, туловище козы и хвост в виде змеи. Так говорит о чудовище Химере один из древнегреческих мифов. Это грозное имя оставило свой след в скульптуре средневековья (вспомните химер Собора Парижской богоматери), а в наше время прочно заняло свое место в литературе как обозначение несбыточной мечты и… в биологии. Так, в частности, называют растения, состоящие из генетически неоднородных тканей. Вот такой химерный куст. В нем нет ничего страшного, но особенное есть. Листья сморщены и покрыты неровными пятнами. Клетки этих пятен по строению резко отличаются от остальных, в ядрах не два, а четыре или шесть наборов хромосом. Все это вызвано действием колхицина на проросток растения.
Но мы можем отделить от него побег, из которого возникнет тетраплоидное растение, своего рода дитя химеры. Оно-то и даст нам полиплоидные семена.
Полиплоидию можно вызвать и прямым действием растворов колхицина на семена или корни растений. Все эти способы сейчас широко применяются в лабораториях Советского Союза и всего мира.
Мечта сделать больше и плодовитее все живое, что служит человеку, с давних пор владела умами людей. Романы Уэллса «Пища богов» и Лагина «Патент АВ» — примеры художественного выражения этой мечты.
Шаг за шагом, медленно, но верно осуществлял человек эту давно поставленную цель. Зерно пшеницы сейчас вдвое тяжелее, чем пять тысяч лет назад. Это результат отбора, который проводили многие десятки поколений земледельцев. Отбор и селекция принесли нам все богатство современных культурных видов. Но нельзя ли ускорить осуществление мечты?
Перед нами демонстрировавшаяся последние годы на Выставке достижений народного хозяйства тетраплоидная гречиха, выведенная кандидатом биологических наук В. В. Сахаровым в сотрудничестве с В. В. Мансуровой и С. А. Фроловой. Она в полтора-два раза крупнее обычной, это относится и к стеблю и к цветкам. Гораздо крупнее семена. Более темные, чем у «родительницы», листья свидетельствуют о большей способности усваивать солнечный свет. Может быть, поэтому, как показали исследования, в крупе из новой гречихи выше содержание белков.
Гигантская гречиха побивает обычную не только по росту. Согласно рекомендации, которую дала ей Выставка достижений народного хозяйства Союза ССР, она более устойчива против полегания, лучше переносит холод.
Обычную гречиху приходится убирать с поля раньше, чем она полностью созреет, — слишком легко она осыпается. Тетраплоиды не столь капризны. На территории десяти областей испытывался новый сорт в 1960 году, и с хорошими результатами.
Другой вид гречихи вывел академик Белорусской академии наук профессор А. Р. Жебрак. Его гречиху с успехом сеют в ряде белорусских колхозов.
Но главное направление работ Жебрака в полиплоидии — получение новых видов пшеницы. Он вывел более ста новых ее полиплоидных форм.
Конечно, далеко не все они оказались годными к непосредственному использованию в сельском хозяйстве. Но материалом для дальнейшей гибридизации и селекции, для глубоких теоретических исследований могли быть почти все.
Мы уже говорили, что самая обычная пшеница — уже полиплоид с 28 или 42 хромосомами. Жебрак вывел еще 56- и 70-хромосомные формы.
В ГДР вывели замечательную тетраплоидную «петкусокую» рожь, дающую на 30 процентов больше зерна и зеленой массы, чем обычные сорта.
Для лакомок в Англии создали замечательно крупные груши, в Швеции получены полиплоидные яблоки до 2 кг веса — хоть стальную каску надевай во время сбора. И это лишь небольшая часть успехов полиплоидии.
Впрочем, здесь самое время немного отвлечься от рассказа и сделать необходимое примечание, которое можно условно назвать
Может показаться, что достаточно положить какие-то семена на сутки в раствор колхицина, потом вынуть, посадить в землю — и собирай через несколько месяцев урожай и славу.
На самом деле все это далеко не так просто. Только во взаимодействии со старыми испытанными способами селекции обретает свое истинное значение полиплоидия.
В опытах только что возникшие полиплоиды в большинстве оказываются слабыми и отнюдь не плодовитыми. Один из видов тетраплоидной ржи принес урожай всемеро меньший, чем диплоид. Грустно вздыхали поначалу селекционеры, глядя на ростки тетраплоидной гречихи. Однако эти полиплоиды представляют собой великолепный материал для отбора. Год за годом выращивают биологи все новые и новые поколения растений, пока к ним не приходит желанная победа. Тут вряд ли что-нибудь выйдет, если с самого начала ставить опыт только над десятками или сотнями семян и ростков. Здесь, как в военном деле, победа на стороне «больших батальонов». Тысячи и десятки тысяч растений, разнообразие опытов и условий, в которых они проводятся, — вот непременное условие успеха.