Как растения защищаются от болезней - Лев Владимирович Метлицкий

Но даже системный фунгицид, каким бы избирательным действием он пи обладал, если он убивает или подавляет паразита, то может оказаться токсичным и для других организмов и, следовательно, потенциальным нарушителем экологического равновесия со всеми вытекающими отсюда отрицательными последствиями. Наряду с дальнейшим совершенствованием системных фунгицидов перед учеными встала новая задача — найти соединения, которые не были бы ни фунгитоксичными, ни фитотоксичными, а усиливали бы естественные механизмы устойчивости растений к болезням.

Сравнительно недавно удалось синтезировать соединения, которые, будучи слабо токсичными или вовсе нетоксичными для паразитов, тем не менее защищали от них растения. Механизм их действия пока не изучен, но поскольку они не токсичны для паразитов, то можно предположить, что они каким-то образом действуют на механизмы, контролирующие фитоиммунитет, хотя это и необязательно.

Некоторые фитопатологи предлагают па. звать соединения, действующие по принципу повышения устойчивости растений к болезням, системными терапевтантами. Но дело не в терминологии. Главное — найти вещества, которые действительно повышали бы устойчивость растений к болезням, не оказывая при этом отрицательного влияния на биосферу. Их поиск начат, и постепенно выявляются трудности, которые придется преодолеть.

ИММУНИЗАЦИЯ

Триумфом медицинской иммунологии является избавление человечества от многих весьма опасных в прошлом болезней. Достигнуто это путем искусственно привитого иммунитета. Достаточно упомянуть о ликвидации таким путем оспы, уносившей в прошлом сотни тысяч человеческих жизней. Вакцины созданы и против других тяжелых болезней. Иммунологи рассчитывают на новые вакцины, включая вакцины против рака. Ничего этого пока нет в активе фитоиммунологии. Нет «пока», но мы убеждены, что будет, причем будет в самом ближайшем будущем. Для подобного оптимизма сейчас уже имеются достаточные основания.

Перенесемся мысленно в не столь далекое прошлое, когда повсюду свирепствовала оспа. Из каждой сотни людей шестьдесят заболевали оспой, двадцать из них умирали, а оставшиеся сорок оставались на всю жизнь обезображенными. Древние китайцы и арабы давно знали, что люди, перенесшие оспу, редко заболевают ею вновь. Предполагается, что именно на Востоке впервые начали вырабатывать у людей искусственный иммунитет, заражая их веществом из гнойников больных и вызывая при этом несильный приступ болезни.

Однако прививание здоровому человеку вещества из оспенных язв больного было крайне опасной процедурой: само оспопрививание вызывало немалую смертность, а прививки могли стать причиной эпидемии.

Существовала и еще одна форма оспы — коровья. Люди ею почти не болели или болели в легкой форме. При этом бытовало поверье, что человек, переболевший коровьей оспой, никогда не заболевает настоящей. Этим заинтересовался английский врач из Глочертершира Эдвард Дженнер, который несколько лет своей жизни посвятил изучению этого явления. В 1798 г. он привил мальчику коровью оспу, а затем заразил его настоящей. Мальчик не заболел. Отсюда и возник термин вакцинация, поскольку инфекционный материал брался от коровы, а корова по-латыни — vacca.

И хотя Дженнер подарил человечеству способ предупреждать оспу, тем не менее его опыты не создали общего принципа защиты от болезней. Прошло еще 85 лет, прежде чем Луи Пастер открыл закон стимуляции иммунитета с помощью вакцин. Пастер разработал универсальный принцип: искусственный иммунитет можно создать, если в организм предварительно ввести ослабленный возбудитель той болезни, к которой нужно выработать невосприимчивость.

В последующие годы ученые добивались успеха, иммунизируя животный организм возбудителями той же болезни, ослабленными с помощью обработки теплом, светом, недостатком кислорода, культурами убитых микроорганизмов, токсинами микроорганизмов и, наконец, анатоксинами (обезвреженными токсинами, сохранившими свои антигенные группировки). Использовалась и пассивная иммунизация, в том случае когда в организм вводили готовые антитела, полученные от других животных.

С помощью этого арсенала средств удалось создать действенные вакцины против оспы, бешенства, сибирской язвы, дифтерии, полиомиелита и других опасных болезней. Практическая иммунология торжествовала.

Естественно, что фитоиммунология, которая к тому времени только зарождалась как наука, не могла оставаться в стороне от успехов медицины. И столь же естественно, что она пошла по пути, проложенному медиками. Исследователи вводили в растения, поливали их ослабленными культурами микроорганизмов, их авирулентными штаммами, либо экстрактами. Мнения ведущих фитоиммунологов того времени относительно возможности приобретенного иммунитета у растений расходились. Так, Овенс в своем обстоятельном трактате «Принципы растительной патологии» в 1928 г. писал: «Заметного прогресса в этом направлении пет, и сомнительно даже, будет ли он когда-нибудь в отношении растений, как это имеет место применительно к животному царству. Структура растений так отлична от животных, особенно в отношении сообщающейся системы, что кажется мало вероятным, чтобы когда-либо были достигнуты успехи в этом направлении»[20].

Однако отдельные успехи все же были. Уже в начале века были проведены опыты, подтверждающие возможность иммунизации растений. Так, Г. Ноэль и Н. Бернар показали, что орхидеи после заражения их паразитарными грибами из рода Rhizoctonia приобретали иммунитет к повторным заражениям. Т. Боверн и О. Рай еще в 1901 г. применили вакцинацию бегонии, овса, фасоли и люпина как ослабленными культурами грибов и бактерий, так и экстрактами из этих культур и получили положительные результаты. Итальянские исследователи Д. Карбоне и С. Арнауди провели многочисленные опыты по иммунизации растений путем воздействия на них ослабленными культурами или экстрактами из микроорганизмов. На основании их исследований установлен факт усиления или образования заново иммунитета у растений.

В общем имелись отдельные примеры успешной иммунизации растений путем вакцинации как ослабленными культурами паразитарных грибов и бактерий, так и экстрактами. К сожалению, срок действия такой иммунизации, как правило, был очень невелик.

Но наряду с этим существовали противоположные результаты, свидетельствующие о неудачах иммунизации, и таких было большинство.

Положение было крайне неопределенным. Многие авторитеты резко возражали против попыток иммунизации растений. Но не Н. И. Вавилов, который писал, что возможность приобретенного иммунитета у растений в результате вакцинации и влияния паразитов может считаться доказанной. Неясна только природа такого иммунитета. Последнее, вероятно, и служило возможной причиной неудач. Ведь опыты по иммунизации растений проводились вслепую, методом проб и ошибок. Никакой теории иммунитета не существовало. Было совершенно неясно, что именно в растениях следует иммунизировать и чем следует проводить иммунизацию. Простая аналогия с принципами иммунизации животных к успеху не приводила. Нужна была теория, вскрывающая отличия и единство животных и растений, чтобы с ее помощью вооружить исследователей методом иммунизации.

Каково же положение с иммунизацией растений к настоящему времени? Если в теоретических аспектах иммунизации наметился определенный прогресс, то в вопросах ее практической реализации исследователи недалеко ушли по сравнению с состоянием дел в начале нашего века. Пожалуй, единственным исключением из этого правила является метод вакцинации, предохраняющий от вирусных болезней.

Вакцинация, защищающая растения от вирусов, предполагает индуцирование в них вирусоустойчивости в ответ на обработку ослабленными