Николай Вавилов - Владимир Георгиевич Шайкин
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
И несколько слов в постскриптуме: «Попробую завтра послать Вам немного муки».
К ТАЙНАМ ИММУНИТЕТА
Вернувшись накануне государственного переворота из зарубежной командировки и став преподавателем Московского сельскохозяйственного института, Николай Иванович сдал магистерские экзамены и представил к защите магистерскую диссертацию «История цветка в растительном царстве». Защитил ее успешно и продолжал исследования на селекционной станции МСХИ по иммунитету растений на эту тему. Начал писать и большую монографическую работу, обобщая свои наблюдения и анализы, сделанные и до отъезда в командировку, и в Англии, и в Германии, дополнив их свежими данными. Регель, характеризуя Вавилова как исследователя, писал в своей рекомендации: «Вся научная деятельность Вавилова с самого начала и до настоящего времени сосредоточивалась вокруг научного вопроса об иммунитете растений… Можно смело утверждать, что еще никто не подходил к решению этих сложных вопросов с той широтой взглядов при всестороннем освещении вопроса, с какой подходит к нему Вавилов. Постепенно подготавливаемый им к печати обширный труд по иммунитету явится, несомненно, выдающимся трудом, делающим честь русской науке среди ученых всего мира».
Еще во время работы на селекционной станции МСХИ у Рудзинского Вавилов начал изучение особенностей иммунитета хлебных злаков. Доклад профессора А. А. Ячевского на I Всероссийском съезде селекционеров в 1911 году, считавшего единственным рациональным способом борьбы с грибными заболеваниями растений селекцию, убедил молодого исследователя в необходимости заниматься ею со всей серьезностью.
Прежде, чем сделать собственные выводы, Вавилов изучил все работы И. И. Мечникова, разработавшего фагоцитарную теорию, основанную на том, что особые клетки — фагоциты способны захватывать и уничтожать попавшие в организм микробы. Позже было установлено, что подобную защиту у животных и человека выполняют не только фагоциты, но и особые белки — интерфероны, а также так называемые антитела. Мечников писал, что «болезни растений и их протекание подробно изучены, но в ботанике, несмотря на это, вопрос о невосприимчивости оставался на заднем плане, так что мы не имеем о нем никаких специальных работ».
Не обладая защитными клетками типа фагоцитов, не имея и лимфоидной системы иммунитета, растения в противостоянии болезням зависят исключительно от своих врожденных свойств. Среди растений любого вида есть разновидности, сорта, популяции, сравнительно стойкие к основным заболеваниям, и среди множества пораженных той или иной болезнью можно найти несколько здоровых. Крестьяне и селекционеры, работая чисто эмпирическими методами, веками отбирали такие формы и понемногу повышали болезнеустойчивость культурных сортов. Но очень медленно!
Научный подход к этому, сама наука о невосприимчивости, или об иммунитете растений, возникли только на рубеже XIX и XX столетий.
Проведя в 1911–1912 годах на селекционной станции МСХИ наблюдения за большой коллекцией дикорастущих форм и культурных сортов овса и пшеницы, Николай Иванович написал статью «Материалы к вопросу об устойчивости хлебных злаков против грибов». Впоследствии ее положения были подтверждены опытами и наблюдениями над десятками тысяч образцов, собранных в разных районах и посеянных под Саратовом.
Наблюдая в Англии за обширной коллекцией пшеницы, ячменя и овса, выращиваемых на полях около Кембриджского университета и в Мертоне, а также участвуя в наблюдениях за мировой коллекцией пшениц профессора Д. Персиваля, состоявшей из 2,5 тысячи сортов и сосредоточенной на ферме Редингтонского университета, Вавилов результаты своих наблюдений записывал в виде таблиц, проставляя в баллах степень пораженности того или иного образца любой болезнью. «Изучая сорта хлебных злаков, — делал вывод ученый, — нам пришлось установить, что… характер реакции отдельных сортов к разным паразитическим заболеваниям определяется рядом закономерностей, свойственных, по-видимому, всем группам высших растений».
Поражаемость пшениц одной из самых опасных болезней — бурой ржавчиной — представляла картину удивительную и непонятную: от нее страдали, и весьма сильно, почти все формы мягкой пшеницы, а все разновидности твердой — наоборот, дружно противостояли ей. Стойкими против нее оказались и польская пшеница, и пшеница-однозернянка. Этот вид ученый потом назвал своего рода «аккумулятором комплексного иммунитета».
Растительный материал, собранный в экспедициях по Ирану и на Памире, при выращивании под Саратовом тоже подтвердил все предыдущие выводы ученого: тетраплоидные пшеницы бурой и желтой ржавчиной поражались весьма слабо, а вот у мягких пшениц листья и стебли были почти сплошь покрыты грибными пустулами.
В чем же причина? Большинство видов грибов-паразитов распадается на множество физиологических рас. Ведь грибы паразитического характера, вызывающие те или иные заболевания растений, «привязаны» к вполне определенным видам (реже — родам) растений-хозяев. От специализации конкретного гриба-паразита — то есть он поражает только определенный вид растений — и зависит существование иммунных форм хлебных или других злаков.
Если гриб всеяден, «не разбирает родовых и видовых рангов ни у овса, ни у пшеницы, ни у ржи», значит, в пределах вида трудно найти устойчивые к нему растения. Именно поэтому не оказалось сортов овса и ячменя, устойчивых к поражению линейной ржавчиной.
Напротив, разборчивость паразитических грибов позволяет легко обнаружить в пределах вида весьма устойчивые к ним растения. Так открылась одна из тайн иммунитета растений: важная закономерность, определяющая устойчивость видов и сортов, а также их гибридов и популяций к той или иной болезни.
И первым ключом к нахождению иммунных форм стало изучение биологических особенностей паразита, прежде всего его так называемой специализации: чем уже и специфичней эта специализация по видам и родам растений, тем больше шансов обнаружить иммунные формы в рамках данного вида.
Вавилов в условиях саратовской засушливой степи, резко отличающихся от условий Подмосковья, проверил сорта пшеницы, изученные им раньше на селекционной станции в МСХИ. И что же?
Закономерность, обнаруженная ранее в Москве, подтвердилась и тут: иммунные сорта, несмотря на сырое лето, оказались болезнеустойчивыми. Следовательно, распространенное мнение, что иммунитет для растений имеет лишь местное значение, неверно? Наследственные различия сортов постоянны и мало подвергаются изменениям под влиянием температуры, влажности, освещенности, особенностей почвы и т. д. Поэтому Вавилов стал различать две формы иммунитета: к первой отнес стойкость к заболеваниям, связанную с особенностями анатомического строения самого растения. Он знал об исследованиях австрийского ученого Н. Кобба, который установил: сорта пшеницы, устойчивые к бурой ржавчине, имеют на листьях более толстый эпидермис и меньшее число устьиц на аналогичной площади листа, способны быстрее зарубцовывать раны и трещины в покровных тканях.
Однако, по мнению Вавилова, «отличительная черта этого
