Факультет

Студентам

Посетителям

Мастера самбо из зеленого царства

Помните остроумный пушкинский «рапорт о командировке» в Бессарабию:

«Саранча летела, летела
И села;
Сидела, сидела, все съела
И вновь улетела».

В этих, казалось бы шутливых, строчках немало горечи очевидца гибельного нападения летающих насекомых. И уж, конечно, тем, на чьи поля и сады опустилась живая туча, было не до шуток. Ибо вслед за саранчой неминуемо надвигался жестокий голод. Потому-то летописцы нашествие саранчи ставили вровень с войнами, эпидемиями, иными страшными бедствиями. Но и в наши дни саранча продолжает свирепствовать на огромных территориях, а земледельцы многих стран мира нередко оказываются бессильными перед крылатым «десантом». Во всяком случае, когда в октябре 1980 года она атаковала свыше 400 тысяч квадратных километров в Чаде, Камеруне, Нигерии, ряде других государств центра и запада Африки, эффективных средств борьбы не нашлось.

Да если б одна саранча! У растений тьмы и тьмы беспощадных врагов. Справочники ООН сообщают: насекомые и грызуны ежегодно истребляют только зерна без малого 33 миллиона тонн, сажая на скудный паек почти 150 миллионов человек. А ведь на борьбу с паразитами растений тратятся очень большие средства.

Складывается парадоксальная ситуация. Уровень технической оснащенности труда современного земледельца намного выше, чем прежде. Всего три десятка лет назад труженики села не знали таких прекрасных сортов, таких мощных тракторов и машин, таких действенных удобрений и разнообразных химикатов, которые ныне стали повседневными. А вместе с тем и сейчас крестьяне уступают грызущим, пилящим, сосущим членистоногим, паразитирующим грибам, вирусам, бактериям каждый пятый центнер, выращенный в поле, на огороде, в саду.

Уместен вопрос: можно ли вообще выиграть сражение у микросуществ? Можно и должно — со всей определенностью отвечает современная наука. И главное оружие здесь, как показали исследования последних десятилетии, — вовсе не ядохимикаты, светоловушки, ультразвук, другие химические и физические методы истребления насекомых, грибов, вирусов. Это — меры, годные на крайний случай. Стратегия «пожарных» команд (следи — мчись — гаси, то есть опрыскивай или опыливай) очень часто себя не оправдывает. Ведь как ни увеличиваются затраты на борьбу с врагами урожая, как ни совершенствуются средства защиты растений, вредители всех мастей не унимаются, К тому же любая химическая обработка требует осторожности, осмотрительности, чтобы не навредить природе и человеку.

Очевидно, нужен иной, комплексный подход к решению проблемы. При этом земледельцам не следует руководствоваться соображениями сиюминутной выгоды, они должны видеть и дальние последствия своей деятельности. Иначе в конечном счете можно сыграть на руку врагу, как это, например, случилось однажды с эстонскими картофелеводами.

В 1962 году в республике районировали выведенный местными селекционерами картофель сорта Сулев. Он был высокоурожаен и неприхотлив, удовлетворительно переносил комбайновую уборку и хранение в буртах. В короткое время Сулев вытеснил с полей популярный Лорх и еще 14 сортов и вскоре «захватил» 78 процентов картофельных плантаций Эстонии, оставив лишь незначительные участки для позднеспелого сорта Олаф. И что же?

Погектарные сборы клубней постепенно стали падать. Причем «потащил» их вниз не кто иной, как гриб фитофтора — давний враг местных картофелеводов. Но раньше здесь сажали разные сорта, каждый из которых страдал от какой-то одной расы фитофторы, и болезнь в целом не только не передавалась дальше, она даже угасала, ибо различные расы возбудителя конкурировали между собой. Теперь же, когда осталось два сорта, грибу расы 1 открылся невиданный простор. Он и развернулся на полную мощь, «съедая» по 35—40 центнеров клубней на гектаре. Вот какие потери наносит моносорт! Вот что получается, если, руководствуясь даже самыми благими намерениями, Действовать поспешно, неосмотрительно. Гигантские территории, занятые одним сортом или одной культурой,— прекрасная «кормовая база» для непрошеных гостей. Попав в эти условия, они получают как бы кислородное дутье и процветают (разумеется, за наш счет).

«Человек, — справедливо отмечает писатель-аграрник Ю. Д. Черниченко, — принял ответственность за здоровье культурных растений на свои плечи. Ноша оказалась непосильной. Значит? Вернуть растущему естественную способность самому отстаивать себя. Обнаруживать «ахиллесову пяту» данного вредителя и в сорте закладывать препятствия его существованию. Специалисты разных профилей сходятся в одной стратегической посылке: земледельцу нужны не «пожарные команды», а «негорючие строения». Лишь такие растения в силах освободить крестьян от дани, испокон веков выплачиваемой ими вредителям и болезням посевов и посадок».

Растения предупреждают

С ранней весны до поздней осени сад — многогектарный колхозный ли, совхозный или приусадебный, дачный на считанных сотках — арена не стихающего ни на минуту сражения. Как только и чем люди ни воюют с врагами растений, и все же гусеницы яблонной плодожорки или огневки, тля или паутинный клещ вершат свое дело: те грызут молодую зелень и плоды, другие высасывают сок из нежных листочков.

Даже самые сильные препараты, самые хитроумные приемы успеха не приносили. С небольшими отклонениями, но неизменно повторялась одна и та же история. Сначала, столкнувшись с незнакомым веществом, «грабители» откатывались. Но потом, пообвыкнув, вновь наступали.

А вот «вольные» собратья садовых культур обходятся без помощи человека. Дикорастущие яблони, смородина, малина, иные обитатели лесов чаще всего неплохо развиваются, плодоносят. Хотя никто «со стороны» не защищает их от напасти. В чем тут дело? В поисках разгадки ученые, практики в очередной раз отправились на выучку к природе.

Здесь их ждали интереснейшие находки. Так, оказалось, что лесные яблони от плодожорки спасает другое растение — пижма. А еще полынь. Уж очень неприятен запах этих трав злейшему врагу плодовых! Поэтому, если они поселились рядом с деревом, безопасность ему гарантирована. Примеры природного содружества растений множились. Переняв опыт «дикарей», садоводы ароматом бузины или мяты отваживают бабочку-огневку от любимых ею крыжовника, смородины. Папоротник мешает червю нематоде лакомиться корнями цикламенов. Конопля в посадках редиса, репы, редьки, свеклы становится преградой нашествию земляных блошек. И уж чего проще: чередовать на огороде грядки листовой капусты и томатов. Но и этого достаточно, чтобы вдвое — вчетверо снизить численность блошек и листоедов на завязывающихся кочнах. Есть среди растений и своеобразные пугала для мышей и крыс. Боятся грызуны запаха бузины черной, багульника. А стоит нескольким пучкам чернокорня взойти под кроной лесной груши — четвероногие вредители не приблизятся к ней, как бы ни голодали. Подобная же реакция отмечена у мышей на белую горчицу. Летучие испарения черемухи способны даже убить грызуна.

Кстати, многое из того, что ученые вписали в свой актив, было давно известно в народе и проверено опытом поколений крестьян. Как ни могуча современная наука, но и она может почерпнуть ценные сведения, сохранившиеся в устной форме или приведенные в старинных «травниках», «наставлениях», «рецептурных книгах»…

Итак, в естественных условиях дикорастущие находят себе верных союзников и совместными усилиями успешно обороняются от вредителей. Но и в саду, в поле эти друзья деревьев, кустарников тоже вполне могут существовать. Однако люди огульно зачислили их в сорняки и беспощадно выпалывают, запахивают, травят гербицидами. Вмешавшись в природные взаимосвязи, человек разрушил одну из преград, воздвигнутых растениями перед своими врагами в ходе эволюции. Одну из… К сожалению, ее участь разделили и другие.

Растения нападают

Есть на балканском берегу Адриатического моря не слишком броский беловато-кремовый цветок — далматская ромашка. А в горах Грузии, Армении живет ее близкая родственница — то красная, то розовая, то почти белая ромашка кавказская. Земледельцы нет-нет да и обращали внимание: там, где поднимаются их венчики, членистоногие менее активно набрасываются на сельскохозяйственные культуры. В прежние годы из соцветий этих ромашек кое-где готовили порошок — пиретрум. Посыпав им зерно в амбаре или овощи на грядке, крестьяне на время избавлялись от тлей, клещей.

Однако звездочку ромашки затмила восходящая звезда химии. Когда же пошло на убыль увлечение синтетическими ядами, специалисты вспомнили про далматскую и кавказскую ромашки. Анализ показал, что их лепестки, верхняя часть стебля, листья содержат пиретрины, цинеристы, жасмолины — сложные эфиры, ядовитые для многих насекомых. Причем достаточно ничтожного количества вещества — всего-навсего 0,000017—0,000065 процента веса вредителя, чтобы он больше не оправился.

Чрезвычайно важно и другое. Поскольку пиретрум, как средство отражения агрессии, «воспитан» всем развитием сообщества растения — насекомые, то полностью приспособиться к нему вредители не в силах. Вот почему какая бы зеленая былинка ни попадала в окружение неказистых цветов с Балкан или Кавказа, она становилась недосягаемой для грызущих, сосущих, пилящих тварей. Стоит ли говорить о выгоде подобного «сотрудничества» растений для земледельцев!

Но, может, человеку, животным пиретрины, цинеристы, жасмолины опасны? Анализ опроверг этот довод. Значит, обрабатывать пиретрумом поля, огороды, сады можно вплоть до сбора урожая, что, кстати, непозволительно для любого искусственно приготовленного инсектицида.

Исследователи, изучающие свойства ромашек, добились и того, на что у самой природы умения не хватило. Селекционеры — особенно Кении и Индии — вывели сорта, в соцветии которых содержание сложных эфиров достигает 3,2 процента от общей массы — вчетверо больше, чем у обычных. Работа в этом направлении проводится и у нас в стране. Зарубежные ученые, размалывая лепестки, стебли, листья растений вместе с небольшим количеством специального понизителя активности ферментов, увеличили срок хранения пиретрума с нескольких недель до 9 месяцев. Добавки к готовому порошку синергистов — веществ, самих по себе неактивных, — резко повышают эффективность пиретрума. По отравляющей мощи препарат сравнивался с инсектицидами, рожденными на химических заводах. И тем не менее далматская, кавказская ромашки и сейчас используются еще явно недостаточно.

Другой пример. На лугах от Карпат до Байкала ежегодно поднимает желто-зеленые метелки чемерица Лобеля. Животноводы объявили ей воину: коровы эту травку не едят, и выходит, она лишняя на пастбищах. А вот на Тамбовщине из ее корней приготовили настой и опрыскали им сад. Самодельный препарат избавил деревья от яблонной моли, вишневого слизистого пилильщика, кольчатого шелкопряда. Насыщающие чемерицу алкалоиды сработали «на отлично».

Или тысячелистник. На него, как на злостный сорняк, ополчились и те, кто заготавливают сено, и те, кто возделывают овощи. А растение это полезное. Его листья, желтые и белые зонтики цветков пропитаны эфирными маслами. Отвары, настои из тысячелистника сеют смерть в рядах тли, медяниц, трипсов, паутинных клещей — активных вредителей сельскохозяйственных культур.

При выработке масла из соевых бобов в отходы уходят десятки тысяч тонн лецитина. Японские же ученые изготовили из него прекрасное средство, защищающее огурцы, баклажаны, землянику, сладкий перец от опасной болезни — мучнистой росы. Истертый в порошок шпорник своими алкалоидами не хуже патентованных химикатов защищает от вредителей капусту, крыжовник, яблони. Аморфа, сообщает Оклахомская опытная станция (США), благодаря гликозиду аморфину «косит» тлю и других насекомых. Однопроцентный дуст, приготовленный из азадирахты индийской, будучи внесен в почву, защищал от насекомых пшеницу, ячмень, рис, томаты, хлопчатник в течение 10 недель. Тунговое масло оказалось губительным для долгоносика, паразитирующего на коробочках хлопчатника.

Впрочем, все растения, ядовитые для вредителей и болезнетворных микроорганизмов, не перечислить. Первая, весьма поверхностная проверка на этот признак подданных зеленого царства, проведенная специалистами ФРГ еще в начале 60-х годов, выявила около 2000 видов трав, мелких кустарников, готовых оказать действенную помощь урожаю. Под их защитой сельскохозяйственные культуры чувствовали бы себя куда увереннее.

К сожалению, чаще человек проходит мимо такого великолепного изобретения природы. Более того, ведя интенсивное строительство, расширяя поля, пастбища, он порой наносит немалый ущерб миру дикорастущих. Так, под угрозой исчезновения оказались далматская и кавказская ромашки. Гербициды, механические мотыги, бритвы культиваторов в борьбе с сорняками обрушились на чемерицу, тысячелистник и на другие губительные для вредоносных существ травы.

Запах, накопленные в тканях микродозы отравляющих веществ — надежные, тысячами веков проверенные средства самообороны растений от алчных гусениц, жучков, грибов. И люди должны воспользоваться помощью зеленых «защитников». Например, в Венгрии уже создан синтетический аналог пиретрума: это сильнодействующее вещество заменяет тонны ядохимикатов, применяемых сегодня. А группа английских ученых в 1978 году была удостоена премии ЮНЕСКО за разработку искусственного инсектицида, созданного на основе пиретроидов. Можно привести и другие примеры того, как растения помогали человеку отстоять урожай.

Однако даже в лесу, на поляне, на лугу пижму или чернокорень, шпорник или аморфу встретишь не на каждом шагу. Для диких растений это защита, так сказать, местного значения. Очевидно, есть другой, по истине глобальный прием, позволяющий растениям в естественных условиях отражать яростные атаки насекомых, болезнетворных грибов, вирусов, бактерий.

Растения игнорируют

Значительным событием в биологической науке прошлого века было открытие особых клеток — фагоцитов — стражей здоровья животных, человека. Фагоциты стараются уничтожить любой микроб, забравшийся в организм хозяина. Четверть века понадобилось И. И. Мечникову, чтобы превратить фагоцитную теорию в аксиому и тем самым окончательно доказать, что всех животных на Земле природа наделила реакцией иммунитета.

А растения? Ведь они тоже живые?

Вопрос не праздный. Еще во времена Ч. Дарвина было подмечено: среди пшениц изредка встречаются такие, которым нипочем болезнетворные грибы. Значит, они невосприимчивы к напасти или, но-иному, иммунны. Но что обеспечивает им столь завидное качество? Если фагоциты, то, по И. И. Мечникову, к одним и тем же болезням растения должны относиться одинаково. Стало быть, поразит ли, скажем, мучнистая роса розу или огурец, лекарство им надо выписывать по единому рецепту. Не правда ли, заманчиво?

Многие биологи конца минувшего столетия уверовали в эту идею. Австралиец Кобб нашел оригинальные пшеницы. Сквозь восковой налет их листьев споры грибов не проникают. И вывод готов: устойчивость к болезням у любого растения зависит от того, заковано ли его тело в подобную «броню». Другие исследователи не менее рьяно уверяли: вся хитрость в составе клеточного сока. Паразиты избегают те травы, кусты, деревья, чьи ткани им не по нутру. Третьи видели причину в давлении, существующем внутри растительных клеток. Мол, когда оно велико, грибам, бактериям, вирусам не пробиться. Четвертые… Впрочем, суть не в перечислениях. Настораживало обилие возникающих теорий механизма реакций иммунитета растений. И то, с какой поспешностью каждую объявляли верной для всех цветущих и плодоносящих. Очевидно, истина в ином. В чем?

…1911 год в хрониках иммунологов растений выделен особо. Тому послужило два веских основания.

Как раз тогда англичанин Г. Баррус первым в мире установил: грибы-паразиты, как правило, специфичны, то есть если какая-то раса, допустим ржавчины, «косит» одни сорта пшеницы и не трогает другие, то наверняка есть или попозже объявится иная раса той же ржавчины, действующая как раз наоборот.

Второе событие того же года произошло на делянках нынешней Тимирязевской сельскохозяйственной академии. Здесь будущий академик И. И. Вавилов посеял сразу 350 сортов овса и 650 сортов пшеницы. Сначала он изучал «взаимоотношения» этой тысячи с атакующими ее грибами. Потом из обилия испытуемых образцов выделял стойкие единицы. Затем скрещивал их с более слабыми, следил за потомством, отбирал те, которые впитали иммунность «родителей». Итог?

Прежде всего экспериментатор подтвердил мнение Г. Барруса, что вполне определенный гриб у разных растений вызывает несхожую реакцию: одних убивает, вторых только ранит, третьих обходит стороной. Причем «вкусов» своих он не меняет. Но уж к чему имеет «пристрастие», то истребляет повсеместно.

В свою очередь конкретно рассматриваемое растение неодинаково относится к разным грибам: одним сдается сразу, со вторыми борется и в конце концов побеждает, третьих просто игнорирует. И опять-таки травинка, кустарник, дерево постоянны в этом свойстве, сохраняя его на любой широте и долготе.

Наконец, если уж подданные зеленого царства обладают устойчивостью, то, как правило, передают ее потомству.

Вот факты, добытые Н. И. Вавиловым из наблюдений за тысячью сортов, помноженных на сотни опытов, проделанных с каждым испытуемым. А выводы?

Во-первых, фагоцитная теория приложима только к животным (кстати, сам И. И. Мечников никогда не распространял ее на растения).

Во-вторых, взаимодействие болезнетворных грибов с растительными организмами является результатом совместной эволюции. Совместной! Паразиты нападали, растения оборонялись. Длительнее, активнее процесс этот шел, очевидно, на родине соответствующего вида цветущих и плодоносящих. Именно там они прошли жестокое испытание грибами, бактериями, вирусами, насекомыми. И в борьбе не на живот, а на смерть научились противостоять микроагрессорам.

В-третьих, иммунность к паразитам зашифрована в наследственной памяти растений. Но только «дикари» сохранили такое богатство в первозданной чистоте. Культурные же в той или иной степени растратили его. Растратили потому, что, переселившись по воле людей на поля, в огороды и сады, они превратились в «неженок». К тому же земледельцы веками поощряли в них в основном способность давать урожай. Остальные природные достоинства зерновых, овощных, плодовых перед этим кумиром отступили на второй план.

Вот три вывода Н. И. Вавилова. Они покончили с метаниями от теории к теории, дали путеводную нить к пониманию и использованию главного приема «самбо» растений — к наследуемой устойчивости. Ибо, как следовало из открытия Н. И. Вавилова, достаточно вернуть сельскохозяйственным культурам способность диких сородичей игнорировать нападки вредителей и болезней, и врагам урожая придется поумерить аппетит.

Теперь предстояло проверить все это на практике. Только она выносит окончательный, не подлежащий обжалованию приговор. Одно из подтверждений правильности выводов ученого (причем неожиданное!) даже помогло исправить стародавнее заблуждение ботаников. Дело в том, что есть на Земле пшеница, названная персидской. По строению колоса, стебля, корней систематики отнесли ее к виду мягких пшениц. Но тогда, как и остальные «сестры», она должна пасовать перед грибом мучнистой росы. А на делянках Н. И. Вавилова злостный паразит не трогал «персиянку»! Это натолкнуло исследователя на мысль выделить ее в самостоятельный вид, хотя предыдущие две сотни лет тщательного изучения пшениц, казалось бы, уже все расставили по своим местам. Предпринятый позже генетический анализ полностью подтвердил правоту ученого.

Но прежде чем передать теорию иммунности тем, кто создает сорта растений, Н. И. Вавилову, его сподвижникам надо было решить многое. Действительно ли там, откуда вышли сельскохозяйственные культуры, сохранились особи, способные противостоять алчным паразитам? Как придать иммунность обитателям полей и садов, то есть научить их главному приему самбо из арсенала «дикарей», и не потерять при этом достигнутой урожайности? Всех ли врагов остановят растения сами или какие-то все же прорвутся сквозь преграду? Так полвека назад был начат поиск.

Через ад искусственного заражения болезнями вировцы пропустили свыше 13 тысяч образцов. И оказалось, что в посевах далеко не все особи «неженки». В разных местах планеты можно обнаружить сорта, достаточно устойчивые к вредителям и болезням. Но подлинным обилием зерновых, невосприимчивых сразу к группе паразитов, одарило земледельцев Закавказье, откуда эти культуры когда-то пришли к людям. Вот лишь отдельные примеры. Полбу из горных районов Азербайджана и Восточной Грузии испытывали в Дербейте. И в год, когда там свирепствовали три вида гриба ржавчины одновременно — бурая, желтая и стеблевая, — она единственная не склонила головы. Тритикум дурум из-под Степанакерта, Нахичевани, Хачмаса, Гори почти не реагирует на атаки ржавчины и мучнистой росы. А пшеница Тимофеева из предгорий Западной Грузии умудряется выстоять к тому же еще и против гриба пыльной головни и даже насекомого — шведской мухи. Это самый иммунный злак в мире.

Проверку в ВИРе прошли более 7 тысяч образцов овса. И опять выяснилось, что на полях разных стран мира встречаются особи, для которых и такие жестокие болезни, как корончатая и стеблевая ржавчины, — ничто. В Дагестане, Крыму, Закарпатье найдены овсы, невосприимчивые к пыльной головне. А на северо-западе Пиренеев, в районе Средиземноморья, в Англии обнаружены истинные среди овсов чемпионы иммунности. Они «равнодушны» сразу и к корончатой ржавчине, и к мучнистой росе, и к пыльной головне.

Или картофель. И в Европе и в России эта культура очень трудно входила в практику земледельцев. Сажать «земляные яблоки» заставляли силой, в ход шли даже «придворные хитрости». Химик и фармацевт Пармантье, дабы популяризировать картофель, убедил французскую королеву включить его цветок в монарший туалет. Постепенно экзотический овощ становился, как его часто теперь называют, вторым хлебом. Уже в XIX веке без него не могли обойтись. И поэтому, когда в 1845—1847 года в Ирландии фитофтора начисто уничтожила урожай клубней, разразился страшный голод: люди гибли, панически оставляли целые районы бедствия. Но и сегодня та же напасть ежегодно по всему миру уносит немалую долю ожидаемого сбора.

Однако экспедиции ВИРа около 50 лет назад доказали: обвинять растения в полной беспомощности несправедливо. На их древней родине — в Центральной и Южной Америке, особенно в Мексике, Перу, — достаточно форм, игнорирующих фитофтору. Там же природа создала образцы, заставляющие отступать рак, двенадцать других грибов-паразитов, вирусы, нематоду, колорадского жука, 28-пятнистого жука-коровку. Одним словом, в борьбе с врагами «дикари» из племени картофеля давно и хорошо овладели приемами самбо.

Не составляют исключения и другие сельскохозяйственные культуры. Идея основоположника теории иммунитета растений Н. И. Вавилова получила подтверждение в масштабах планеты. Все, что возделывает человек, имеет на Земле сородичей, из поколения в поколение устойчивых к одному или нескольким представителям армады микроагрессоров. Другое дело, что поиск может быть тяжелым и долгим. Например, когда ученые пытались найти среди сортов и гибридов риса устойчивые к пирикуляриозу, удача никак не давалась в руки: болезнь сотнями скручивала образцы. Но терпение и труд биологов были вознаграждены: среди 10 тысяч испытуемых два десятка (!) оказались стойкими.

К сожалению, просто перенести драгоценные находки на поля, огороды, сады нельзя. Причина?

Скажем, закавказская полба часто имеет ломкий стебель, значит, с комбайном к ней не подступиться. А у пшеницы Тимофеева слишком легковесный колос. Клубни дикого картофеля созревают столь медленно, что им не хватает нашего лета. Да и никак не назовешь их вкусными. Так уж получается, что искомые качества обязательно сопровождаются недостатками. Как же достигнуть желаемого?

Через единение иммунных образцов с теми, которые удовлетворяют земледельцев остальными показателями. То есть с помощью селекции. Однако стоило ученым приступить к работе, и все внешне простое вновь стало сложным.

От «брака» надежды иммунологов — пшеницы Тимофеева с любой иной пшеницей упорно рождались злаки, хотя и устойчивые к болезням, но с полупустыми колосьями. На какие только ухищрения ни пускались ученые! Выручил лишь сильно действующий стимулятор колхицин… Союз дикого фитофторустойчивого картофеля с культурным приводил к появлению «детей» — копий первого родителя. Поэтому-то селекционерам в течение нескольких лет пришлось доводить полученные гибриды до среднего уровня урожайности, улучшать вкус клубней. Наоборот, те «дикари», которые игнорируют колорадского жука, будто растворились при слиянии с культурным картофелем. Ценное свойство мелькнуло во втором поколении. И закрепить его стоило многих усилий. Добиваясь невосприимчивости овощей к болезням, исследователи с целью преодоления несовместимости растений то облучали их пыльцу и рыльца цветков рентгеном и ультрафиолетом, то воздействовали на них холодом… Вывести болезнеустойчивую и урожайную тыкву удалось лишь тогда, когда из семян только-только завязавшегося после скрещивания гибрида вырезали зародыши и поместили их на искусственную питательную среду…

Шли годы. Селекционеры выбирались из одних ловушек, расставленных природой, и тут же попадали в другие. И все же постепенно они справились с задачей. Помогла генетика.

В самом деле, раз устойчивость к болезням и вредителям в принципе передается потомству, значит, в организме цветущих и плодоносящих есть ген или их группа, что отвечает за данный признак. Но часть подданных зеленого царства природа одарила генами доминантными, которые умеют всё и вся подавить (скажем, дикий фитофтороустойчивый картофель). Остальным достались носители наследственности рецессивные, под натиском доминантного гена отходящие на задний план (например, дикий картофель, игнорирующий колорадского жука). В ходе селекции первый тип генов, очевидно, надо несколько сдерживать. Второму — помогать.

Но в чем же конкретно проявляется действие генов иммунности? Не сами же они преграждают путь той же тле, покусившейся на лист яблони, или грибу ржавчины, напавшему на злак?

Разумеется, нет. Гены устойчивости дают сигнал, команду, по которой растение вырабатывает тот или иной прием самообороны.

Например, изучая дикий вид южноамериканского картофеля — полиадениум, английские ученые из Хартфордшира обнаружили, что в нем гены устойчивости проявляют себя в железистых волосках, густо покрывающих листья и стебли. Стоит личинке колорадского жука, тлям или цикадкам коснуться этих волосков, как начинает обильно выделяться липкое вещество. Насекомые теряют способность передвигаться и даже удерживаться на растении. А в Техасском университете (США) обследовали хлопчатник. И в сортах, не пасующих перед совками, розовым коробчатым червем, нашли гелиоцид — это соединение замедляет развитие вредителей и снижает их выживаемость. И опять: будет или не будет гелиоцид в растении — заложено в его наследственной памяти.

В Польше работали с пшеницами Атлас 66 и Безостой 1, а также с сортом Джулия. Исследователи искали, что же «запирает» ворота перед угрожающей злакам тлей. «Неподкупным стражем» оказались монофенолы, содержание которых в листьях в пору нападения насекомых, а также на стадиях колошения и цветения культуры резко повышается. Но за способность-то накапливать неприемлемые для тли вещества в пшенице отвечают гены!.. Белковая молекула клеточной мембраны сахарного тростника состоит из 110 аминокислот. Для растения этот набор крайне важен, поскольку переносит из внешней среды внутрь клетки необходимый для ее питания углевод (альфа-галактозид). Но так случилось, что тем же белком лакомятся и микроскопические грибы — возбудители пятнистой болезни сахарного тростника. Токсин микроба по структуре похож на альфа-галактозид. Не «узнанный» растением, он проникает в клетку и блокирует ее, доводя до голодной смерти. Но сахарный тростник выстоял в схватке. Некоторые его сорта чуть-чуть подправили набор аминокислот — изменили всего четыре из них. Этого оказалось достаточно для спасения от болезни, уничтожающей на корню целые плантации.

Есть в арсенале зеленых друзей наших и иные приемы самбо, определяемые составом хромосомного аппарата. Например, в лаборатории иммунитета растений Института биохимии имени А. Н. Баха АН СССР установили: сигнал на запуск механизма защитной реакции картофеля против злейшего его врага — фитофторы дает… сама фитофтора. Ибо, вторгаясь в клетку растительного организма, она выделяет четыре специфических соединения. «Учуяв» их, из соседних, пока еще не пораженных клеток, тут же навстречу паразиту устремляются фитоалексины — биологически активные низкомолекулярные вещества (кстати, они вырабатываются не одной, а сразу нескольких «марок», каждая из которых усиливает токсичность остальных). Это «скрытое воинство» — а ученые описали уже несколько сот фитоалексинов — и обрушивается на фитофтору. Но в неустойчивых сортах картофеля «защитники» мобилизуются медленно, потому-то патоген оказывается сильнее. В иммунных же сортах фитоалексины набирают мощь практически мгновенно, и гриб пасует перед ними. Причем тот или иной вариант реакции картофель всегда передает из поколения в поколение.

Впоследствии советские ученые открыли аналогичный механизм защиты у хлопчатника при его схватках с вилтом, а исследователи Колорадского университета (США) — у сои в ее битвах с фитофторой.

Определена группа растений, схожим образом реагирующих на внедрение в их «тело» насекомых. Скажем, отдельные сорта томатов и картофеля вырабатывают вещества, способные растворить белковые ферменты, которые служат вредителям для «разжижения» растительной плоти. Уничтожая эти ферменты, растения блокируют пищеварительный процесс членистоногих, и те отступают. Более того. Оборонительная реакция такого томатного или картофельного куста молниеносна. Достаточно насекомому повредить один лист, как концентрация защитных веществ без промедления повышается в остальных.

Перечень проявлений деятельности генов иммунности можно продолжать. Под влиянием некоторых из них растения вырабатывают особый, неприятный патогенам вкус. Другие усиливают процесс окисления ферментов в злаках, помидорах, яблонях, благодаря чему те обретают новые силы в борьбе с той или иной напастью. Третьи убыстряют образование некрозов на листьях, стеблях, корнях: тогда вокруг гриба или насекомого возникает мертвая, несъедобная зона, и он погибает от голода. Четвертые резко меняют энергетику обмена внутри растительных клеток, и сбитые с толку паразиты не могут приспособиться к новым условиям. Пятые… Десятые… Сотые… Собрано великое множество сведений о поведении «виновников» устойчивости подданных зеленого царства к болезням, микробам, вирусам, насекомым.

Вот как далеко ушли современные биологи в понимании механизма самообороны жителей полей, огородов и садов от микро — и макропосягателей на них! По базу этим знаниям заложили работы академика И. И. Вавилова.

И усилия принесли желанные плоды. В 1933 году у нас в стране впервые в мировой практике был получен сорт картофеля, справедливо названный Фитофтороустойчивым. А пшеница Тимофеева стала одной из родоначальниц целого ряда сортов, выведенных в СССР, США, Франции, Индии, Мексике, одновременно и урожайных, и смело встречающих грибы ржавчины, мучнистой росы. Успешно противостоящие гессенской мухе сорта пшеницы дают миллионы центнеров добавочного зерна. В Канаде и США очень быстро распространился пшеничный сорт Рескью, что в переводе означает — спасение. Он и впрямь спас фермеров от тяжкой дани, выплачиваемой ими хлебному пилильщику (кстати, это удалось благодаря тому, что заокеанские селекционеры последовали совету советского ученого В. Н. Щеголева превратить стебель злака из пустотелой трубки в своеобразный заполненный стержень). Ученые ВИРа перенесли гены невосприимчивости дикой горной ржи к мучнистой росе в генотип культурного растения — появились первые иммунные сорта Имериг 1 и Имериг 3. Невосприимчивостью к стеблевой ржавчине отличаются американские и канадские овсы, выведенные с участием образцов из-под Херсона. А в Италии только тогда одолели бактериальный ожог груши, когда «привили» здешним сортам соответствующий ген устойчивости, найденный советскими исследователями в груше, рожденной на Дальнем Востоке. Наоборот, дикий хлопчатник из Южной Мексики помог среднеазиатским земледельцам «обуздать» опаснейший гриб вилт.

Вот как это произошло. Приняв на вооружение идею Н. И. Вавилова о формировании иммунитета растений в процессе многовековой совместной жизни паразита и хозяина, молодой ташкентский ученый С. М. Мирахмедов весной 1959 года на одной из опытных делянок заразил почву адской смесью наманганских, андижанских, ферганских, бухарских и ташкентских видов возбудителей вилта. И высадил тут богатую коллекцию хлопчатника, доставленную с помощью ВИРа. А осенью убедился: все культурные сорта и дикие формы оказались в разной степени пораженными недугом. За исключением «мексиканца». Он был совершенно здоров. «Отбивался» он и в дальнейшем, при самых изощренных попытках навязать болезнь. Так С. М. Мирахмедов установил: есть дикие формы хлопчатника, иммунные к вилту. И взял этот образец в «родители» будущего сорта. Проверив множество вариантов, исследователь подобрал ему «пару» — скороспелый и высокопродуктивный промышленный сорт С-4727. Почему выбор пал именно на С-4727? По своим качествам он далеко оторвался от предков, давно избавился от присущих им отрицательных свойств.

Теперь предстоял следующий шаг — скрестить две столь далекие формы. Создателю нового сорта ждать легкой победы не приходилось, поскольку дикий «мексиканец» обладал пусть исключительно важным, но одним-едииственным преимуществом — вилтоустойчивостью. Но зато «блистал» гаммой недостатков! Не давал бутонов до самого сентября, то есть не успевал толком вызреть. Коробочки выходили мелкие, в каждой едва набирался грамм сырца. Длина грубых бурых волокон не превышала 17 миллиметров — вдвое короче, чем у культурного хлопчатника. Вдобавок его семена покрывала очень грубая кожура: они месяцами лежали в теплой воде и не прорастали. От всего этого предстояло освободиться, не потеряв иммунности к вилту.

И вот скрещивание дикаря с С-4727 позади. Гибриды, к радости исследователя, оказались устойчивыми к болезни. Вместе с тем «мексиканец» все-таки одарил их поздним созреванием, мелкими коробочками и огромными — до 2 метров — стеблями. По рядкам такого хлопчатника уборочную технику не провести! Эти же признаки сохранились у большинства гибридов второго поколения. У большинства, но не у всех: на сотни растений нашлось два-три, в которых выявились искомые признаки — крупные коробочки, белые волокна. Рассвет удачи едва забрезжил…

Однако ученый понимал: если пользоваться традиционным для селекции методом — отбором лучших образцов из каждого нового поколения гибридов, — то понадобится очень долгое время. А вилт будет по-прежнему свирепствовать на плантациях. И селекционер обратился к тогда еще не слишком распространенному приему возвратного скрещивания. Отобранные с особой тщательностью гибриды снова соединил с сортом С-4727. Причем опыт провел опять-таки на участке, сильно зараженном возбудителями болезни. А потом потянулись годы отбора. В итоге же в 1968 году в Узбекистане на первых опытных четырех гектарах появился сорт Ташкент 1, совместивший в себе отменные качества культурного хлопчатника с вилтоустойчивостью «дикарей». «Ташкенты» (а их теперь уже три) с каждого куста приносят по 20—30 коробочек — увесистых, с отличным выходом волокна. По урожайности новые сорта на 10 центнеров обогнали ранее районированные! За эту работу С. М. Мирахмедов был удостоен высокого звания лауреата Государственной премии СССР.

Исследователи упорно боролись за повышение сопротивляемости различных сельскохозяйственных культур всяческим вредителям и болезням. Так, воспитывая в Мироновской 808 устойчивость к твердой и пыльной головне, член-корреспондент ВАСХНИЛ Е. Т. Вареница и его коллеги по НИИ сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны РСФСР воспользовались иммунностью к этим грибам пшенично-пырейного гибрида 559. В результате был выведен сорт Заря, который поражается патогеном максимум на 4 процента, тогда как у «Мироновки» этот показатель достигал даже 50—70 процентов.

Благодаря выходцу из Китая — сорту Та-хы-цы — Э. Т. Мещеров (ВИР) «обуздал» мучнистую росу огурцов на юге СССР. В Краснодаре создали пшеницы с опушенными листьями, чем нарушили режим питания личинок красногрудной пьявицы и затруднили вредителю условия откладки яиц. На Украине воздействовали на кукурузу сильными химическими препаратами и в конце концов получили два гибрида-мутанта, которые не поддаются самому опасному и распространенному вредителю культуры — стеблевому мотыльку. В Англии появился ячмень Сабарлис, не боящийся зерновой нематоды, поскольку она не может развиваться на корнях — привычном месте своего обитания.

Среди зарослей дикого желтого люпина в Португалии обнаружили растения с потрясающей устойчивостью к сильному и частому заболеванию — фузариозному увяданию. Находку использовали польские селекционеры: скрещивая «дикарей» с культурными люпинами, они вывели сорт ЦИТ. Этот уникум дает очень высокий урожай и семян (до 35 центнеров с гектара) и зеленой массы (до 800 центнеров).

Люцерна, отражающая нападки гороховой и пятнистой тли… Подсолнечник, противостоящий гусеницам моли… Перечень можно продолжить. Но завершим его рассказом о создании филлоксероустойчивого винограда — событии, выдающемся даже для избалованного сенсациями XX века.

Начало бедствиям виноградарства, как ни парадоксально, положило стремление благородное: поднять производство солнечных ягод. Чем шире «расселяли» лозы, тем сильнее свирепствовала филлоксера — насекомое хотя и меньше булавочной головки, но не случайно зачисленное в смертельные враги европейских и азиатских сортов винограда.

Родом вредитель из Америки. И там лозы за миллионы лет эволюции научились сосуществовать с ним — место укуса они затягивают пробковой тканью, и ранки как не было. Зато Европа, Азия до середины XIX века о такой напасти не ведали. И когда насекомое вместе с черенками переплыло Атлантику, участь здешнего винограда была предрешена: ведь каждая особь ежегодно дает 6-тысячное потомство. Мельчайшие существа присасывались к корням лоз, под действием их слюны ткани разрастались, образуя утолщения и опухоли, трескались, в открытые язвы проникали грибы и бактерии — растения гибли. Судьба западноевропейских плантаций висела на волоске. Виноградарям Старого Света грозила страшная опасность.

Как же остановить победное шествие филлоксеры? Перейти на американские сорта? Но и они, и гибриды на их основе оказались ниже качеством, чем «европейцы». В поисках решения проблемы французский ученый Г. Базиль в 1871 году обратился к прививке. Суть ее — в совмещении двух организмов: к американским черенкам присоединяли часть лозы местных сортов. Подвой давал корни, которым не страшна филлоксера, а на этом «фундаменте» благополучно развивался привой с обильными, сладкими гроздьями. Так во второй половине прошлого века выработали рецепт от злой напасти.

Использовали его во Франции, Италии, Испании, Германии — сюда пришелся начальный удар непрошеного переселенца из-за Атлантики. В Россию филлоксера перекочевала позже. И долго — благодаря налаженному карантину, безжалостному уничтожению лоз в едва проявившихся очагах заражения и относительно небольшому приросту плантаций — ощутимого ущерба не наносила.

Но в 50-х годах и у нас начали резко расширять посадки винограда, осваивать новые территории. Единовременно понадобилось огромное количество саженцев. Понятно, что и вероятность заражения филлоксерой существенно повысилась. А тут еще сильные засухи и заморозки, которые ослабили растения и тем самым способствовали распространению болезни. Как же остановить беду?

По разным причинам оказались не слишком действенны ядохимикаты, агротехнические методы. Помогла все та же прививка, только проводимая на современном техническом уровне. Но чем шире используют виноградари этот прием, тем больше возникает сомнений в его безукоризненности. Судите сами.

На заре использования американских подвоев французы Ж.-Э. Планшон, П. Мюнсон и П. Виола выяснили: лозы из Нового Света тоже неодинаково переносят филлоксеру. Лишь три вида являются безусловно стойкими. С их-то помощью в XIX веке и возродили плантации от Франции до Греции. Может, сегодня они подходят и нам? Кое-где — определенно. Однако не на известняках, которых много, например, в Крыму. Тут два вида гибнут от хлороза, вызванного тем, что в такой почве карбонат кальция связывает и нейтрализует кислые выделения корней растений, без которых не образуются хорошо растворимые и усвояемые лозами соединения железа. Выходит, нынешняя Таврия, схожие с ней по почвам области должны обходиться одним оставшимся видом подвоя? Выбора вроде бы нет, но жить можно, если бы…

Подходящий для зоны Севастополя и Евпатории филлоксероустойчивый вид «американца» в свою очередь представлен тремя образцами подвойного материала. И чем спокойнее каждый из них реагирует на заизвесткованность грунта, тем требовательнее он к плодородию почвы. А на западе полуострова, словно нарочно, сплошной известняк едва прикрыт тонким слоем гумуса. Как тут поступить? Использовать подвой, который меньше подвержен хлорозу? На скудной почве он медленно растет, урожай набирает слабо. Взять другой и выиграть тем в развитии куста? Ему не хватит железа, листья покроет желтизна, активность фотосинтеза упадет, что опять-таки отразится на количестве и качестве ягод.

Да разве это единственная трудность, которая возникла при переходе на вроде бы давно известную привитую культуру винограда?

Не успели поставить «на поток» этот метод, как выяснилось: о несовместимость организмов разбиваются мечты далеко не одних медиков. Привои из лоз мускатной группы (только ли ее?) не соединяются с подвоями-«американцами!» Не иссякнет ли в таком случае под напором филлоксеры «источник» мускатов — шедевров крымского виноделия? И не то ли имел в виду французский ученый Г. Даниель, когда-то предупреждавший: «Привитая культура спасла настоящее виноградарства Франции и погубила его будущее?» Ну, а как тогда защищать лозы европейского и азиатского происхождения от насекомых?

Древнеримский поэт и знаток природы Вергилий утверждал, будто сортов винограда на свете столько, сколько песчинок в Ливийской пустыне. Разумеется, это художественное преувеличение, тем не менее их много — около 8 тысяч. Причем большинство — европейские и азиатские сорта. И трудно привыкнуть к мысли, что среди такого разнообразия нет растений, по устойчивости к филлоксере хотя бы отдаленно напоминающих знаменитых «американцев».

В самом деле, допускает же виноград широчайшую палитру оттенков ягод — от белого до черного? Или по срокам созревания урожая: от 3 до 4 с лишним месяцев. А число хромосом? Оно может быть и 33, и 57, и 76… Словом, повальное следование какому-то правилу вовсе не в характере лоз. Так почему бы среди «европейцев» или «азиатов» не найтись растению, в отличие от остальных не пасующему перед филлоксерой? Уверенности биологам прибавило то, что после долгих неудач они все-таки создали лозы, не клонящие головы перед другим опасным врагом винограда — милдью: этот гриб, также невольно экспортированный из Америки, десятилетиями хозяйничал на плантациях от Португалии до СССР. И вот с помощью селекционеров он практически укрощен. Поучительный пример для тех, кто стремился воспитать солнечную ягоду в духе невосприятия филлоксеры!

Где же взять донора «непреклонности»? Советские исследователи изучили без малого 50 тысяч образцов, собранных от берегов Амура до западной границы страны. И пришли к единодушному выводу: если подобные исключения из правил существуют, то только вблизи Черного моря. Почему именно тут? Во-первых, сюда филлоксера попала раньше, здесь обосновалась, а потому лишь тут естественному мутагенезу могло хватить времени выковать в местном винограде особи, корни которых в той или иной мере притерпелись к вредителю. Во-вторых, в этих районах исторически сходились пути сортов, продвигаемых человеком как с востока на запад, так и в обратном направлении. Здесь они соседствовали друг с другом, а часто и соединялись между собой в самых неожиданных комбинациях. И, конечно, при этом обычно «закрепощенным» генам, ответственным за тот или иной вид иммунитета, было бы легче «вырваться», проявить себя.

Действительно, обследуя пораженные плантации, ученые установили: в неравной борьбе с филлоксерой чуть лучше умеют постоять за себя представители сорта Ркацители. Отдельные «смельчаки» найдены среди лоз Мцване, Севануш, Каберне, Совиньон, ряда других. Конечно, их неприятие вредителя пока ограниченно. Пока! Но поскольку благоприобретенное свойство они передают по наследству, значит, селекционерам подвластно взлелеять его. Как?

Тем, кто стремился ответить на этот вопрос, пришлось дважды нарушить каноны, установленные природой. Прежде всего эволюция «притирала» лозы и филлоксеру не спеша — селекционерам предстояло проделать то же самое, но сверхбыстро, ибо промедление грозило оставить виноградарей без винограда. Затем, как правило, природа не терпит расточительства: одаривая растение одним ценным признаком (допустим, урожайностью), она экономит на другом (например, снижает содержание сахаров в ягодах). Людям же подавай разносторонне одаренные растительные организмы.

В силах ли человек сжать время и вместе с тем переналадить на свой вкус святая святых лоз — их генный аппарат? Французские ученые убеждены — нет. Иного мнения советские исследователи, их коллеги из ФРГ и Болгарии. Причем свою задачу они осознанно усложняют: им не нужны сорта, устойчивые либо к филлоксере, либо к милдью, либо к серой гнили (еще один патоген, «охочий» до сладкой ягоды). Конечная цель — сконструировать растения, способные дать отпор сразу всем этим паразитам. Плюс к тому же достаточно продуктивные, с отменными по качеству плодами. Причем подобное решение было принято не от излишнего оптимизма — его продиктовала генетика. Ибо постепенно стало ясно: если какой-то отдельный качественный признак (допустим, цвет ягод) у лоз контролирует один, максимум несколько генов, то за умение противостоять тому или иному вредителю ответственны целые блоки носителей наследственной информации. То же самое можно сказать и о генах, «командующих» урожайностью, некоторыми другими важными свойствами. И все они тесно связаны друг с другом. Вот почему правильней выводить сорта, обладающие не единичным достоинством, а комплексом их.

Итак, что говорит теория, известно. Теперь слово было за селекцией. Больше двух десятилетий назад начали изыскания доктор биологических наук П. Я. Голодрига, его ученики и последователи из Всесоюзного НИИ виноделия и виноградарства «Магарач», что в Ялте, Молдавского НИИ садоводства и виноградарства, Украинского НИИ виноделия и виноградарства, Анапской станции того же направления. В своих исследованиях опирались они на сорта, родившиеся на Черноморском побережье. Привлекли они и виноград, выросший в питомнике под Сочи, который в 30-е годы заложил Н. И. Вавилов, использовав «добычу», привезенную из путешествий по планете… Сколько вариантов соединений сортов-«родителей» было перепробовано! Сколько неудачных «детищ» выбраковано! И вот несколько десятков представителей из 45 000 «конкурентов» — самые лучшие — допущены к последнему испытанию. Им предстояло жить, если это можно назвать жизнью, на специальных участках, заранее обильно заселенных самыми свирепыми врагами солнечной ягоды — филлоксерой, милдью, серой гнилью. Семь лет продолжался «искус». Прошли его… 14 образцов. Но для широкого ознакомления производственников рекомендовали лишь четыре (Подарок Магарача, Антей, Первенец устойчивый и Юбилейный), выведенные ялтинскими учеными; остальные отправили на «шлифовку», поскольку не все в них удовлетворяло предъявленным требованиям. Вот какой отсев!

Впрочем, появление пусть и четырех комплексно устойчивых лоз — уже огромное достижение. Еще бы! Окрепла надежда, что наступит время, когда «европейцы» и «азиаты», не опираясь на американский подвой, а поднимаясь на собственных корнях, смогут надежно противостоять самым страшным губителям лоз!

Что же, победа? И да, и нет.

Да, ибо эти и сотни других иммунных жителей полей, огородов, садов — реальность. Они уже принесли дополнительные тысячи и тысячи центнеров зерна, овощей, плодов — те горы продукции, что совсем недавно гибли под натиском грибов, бактерий, вирусов, насекомых.

Нет, ибо армада алчных паразитов пытается сокрушить поставленную перед ними преграду. И, надо признать, не без успеха.

Гонка без финиша

Многотрудна судьба подсолнечника! В шестидесятые годы прошлого века на отечественных его плантациях вспыхнула эпидемия ржавчины. Кубанские, украинские, ростовские крестьяне, уступая натиску гриба, перепахивали посевы, отдавали землю другим культурам — неподвластным этой напасти. Не сдались лишь воронежцы. Тщательно осматривая больные участки, они выискивали «чудом» оставшиеся в добром здравии растения (чутье подсказывало, что такие обязательно найдутся). А обнаружив, собирали семена, выращивали из них знаменитые зеленки — подсолнечник, наследственно равнодушный к ржавчине. Так народная селекция, используя старинный метод отбора, со временем отвела от «солнечных корзин» первую беду.

Вторую принесла бабочка огневка. Лет около семидесяти назад она обрушилась на ценное масличное растение, угрожая свести его под корень. Нужно было что-то предпринимать. Простую, но плодотворную идею пытался реализовать русский ученый Н. Л. Сахаров. Он долго искал такие подсолнечники, у семян которых «скорлупа» была бы потолще. Зачем? Тогда челюсти гусеницы огневки не одолеют ее, и погибнет вредитель голодной смертью. Укрепляя это свойство из поколения в поколение, ученый надеялся вывести «огневкоустойчивый» сорт.

Что и говорить, задача не из легких. Тем более что в воздухе еще витал призрак недавно покоренной ржавчины. Призрак, способный в любое мгновение обрести плоть, чтобы вновь разбойничать на полях. Вот почему Н. Л. Сахаров тщательно подбирал исходные сорта, вел кропотливую селекционную работу. В 1925 году на свет, наконец, появились панцирные сорта подсолнечника. Они противостояли и бурому, и грызущему лиху.

Однако не успели земледельцы отпраздновать вторую победу, как у ворот стоял новый враг. На сей раз в личине заразихи — растения-паразита, питающегося за счет соков, вытягиваемых из корней подсолнечника. Справились с ней опять же селекционеры. В. С. Пустовойт и Л. А. Жданов вывели сорт Круглик, невосприимчивый к паразиту. Тут бы облегченно вздохнуть, но глядь-поглядь — золотой петушок вновь кукарекает. Да не на тереме сказочного царя Дадопа — все на тех же плантациях подсолнечника: как пожаром, смела их… заразиха.

Да, опять заразиха. Но ведь ученые только-только привили подсолнечнику иммунность к ней! Неужели они выдали желаемое за действительное, поспешили с выводом? Нет селекционеры здесь ни при чем. Дело в другом: заразиха, столкнувшись с неподвластным ей сортом, в борьбе за существование в считанные годы приспособилась к изменившимся условиям. Паразит чуть-чуть «подправил» сам себя — и вместо побежденной расы А плантации оккупировала раса Б.

«На полях подсолнечника, — вспоминал впоследствии лауреат Государственной премии СССР, Герой Социалистического Труда академик ВАСХНИЛ Л. А. Жданов,— как на пожарищах, урожая нет, сырья нет, маслозаводы по всему югу стоят или работают вполсилы. Вот когда мы с особой силой почувствовали, как необходима селекция на иммунитет. С чего начинать? Конечно, все сотрудники станции бросились искать уцелевшие на полях растения. И знаете где? В зоне самого удручающего поражения, где вообще не оставалось урожая. Да, в зоне полного заражения. Не может быть, думал я, чтобы среди миллионов растений… не нашлись устойчивые формы, пусть даже отдельные экземпляры. И, знаете, отыскали!»

Да, они нашли его, растение номер 621, в Андреевском районе бывшего Мариупольского округа. Оно-то и стало исходным материалом для спасения подсолнечника от заразихи. Ибо рожденным на этой основе сортам 8281, 6432, Степняк, другим не была страшна ни раса А, ни раса Б. Около полувека держалась преграда, воздвигнутая людьми.

Но в середине 70-х годов сначала в Молдавии, затем в ряде районов юга Украины и Северного Кавказа объявились новые расы заразих — предприимчивый паразит опять сумел преодолеть заслон. Однако на этот раз селекционеры заранее готовились к очередному маневру противника. И вскоре специалисты Армавирской опытной станции передали производственникам сорт Старт — с ним подсолнечник вновь обрел утерянную было невосприимчивость. Надолго ли? Покажет жизнь.

Подобный вопрос задают себе и картофелеводы. В 30-х годах крестьяне наконец-то получили от ученых картофель Далемского, устойчивый к раку. Явно пошла на убыль болезнь, до того в считанные дни превращавшая здоровые клубни в дурно пахнущую полужидкую массу. А через несколько лет рак с удесятеренной силой вспыхнул в Южной Богемии. На следующее лето — в Тюрингии. В 1953 году беда захлестнула плантации по всей ФРГ. Почему?

Ответ подсказал электронный микроскоп. Когда-то на полях Европы хозяйничал грибок рака формы 1. Картофель Далемского был создан как сорт, устойчивый именно к ней. Теперь паразита посадили на голодный паек, и в борьбе за существование, словно следуя примеру заразихи, он чуть-чуть изменил собственный организм: на свет появился рак формы 2, который и распространился по ФРГ. Генная оборона картофеля Далемского не была готова к натиску и рухнула.

Тогда селекционеры создали новые сорта, одолевшие и эту напасть. По и гриб не дремал — в Европе по очереди свирепствовали формы 3, 4, 5, 6, 7, 8. Каждая из них приспосабливалась к созданному человеком препятствию, видоизменяла собственную структуру и принималась за клубни. Сегодня специалисты насчитывают 10 форм опасного заболевания, осаждающих поля картофеля. Завтра может объявиться следующая.

А пирикуляриоз, терзающий рис? В Японии «разбойничают» 32 его расы, в Индии — 43, но рекорд за Филиппинами: 49 рас! Впрочем, рисоводам пока «везет»: ведь согласно теоретическим подсчетам болезнь может иметь 256 абсолютно несхожих рас!

Столь же коварны и другие паразиты, живущие за счет культурной флоры. Утешает одно (если это вообще может утешить): та же гонка без финиша миллионы лет идет в природе. Защита от микробной агрессии понадобилась еще на заре биологической эволюции, когда на Земле обитали лишь микроорганизмы. Стоило некоторым из них приспособиться жить за чужой счет, как у них появились преимущества благодаря экономии энергии и структур, необходимых для биосинтеза. Возникновение таких паразитов вызвало грандиозные опустошения среди микробов-жертв. Выжить смогли лишь мутанты с соответствующими изменениями строения. Появились новые молекулярные структуры, началось образование видов, но борьба за существование продолжалась. Преобразующее влияние таких взаимоотношений сохранилось и на всех последующих этапах биологической эволюции. Таким образом, в природе функцию естественных факторов отбора неуязвимых организмов взяли на себя сначала микробы, потом патогенные грибы, затем насекомые. А вырабатываемый растениями иммунитет, в свою очередь, способствовал отбору таких вариантов нападающих организмов, которые способны прорвать оборону. И наоборот: ведь сильному врагу должен соответствовать достойный противник!

Так в экологической системе «паразит — жертва» появились стимулы к развитию обоих участников непроходящего сражения. Но культурные растения, живя под опекой людей, изнежились, потеряли скорость в реакции на изменения грибов, вирусов, бактерий, членистоногих. Ну, а раз это произошло, то их покровителю — человеку — приходится брать на себя функции защитника своих подопечных. Причем наибольший успех возможен, если следовать урокам природы, искусственно «закаливая» жителей полей, огородов и садов. И тут без селекции не обойтись.

Но — не просто селекции. Приведенные выше примеры, десятки им подобных наглядно демонстрируют: чтобы не остаться с пустыми амбарами, человек в навязанной ему гонке должен постоянно действовать, как говорят военные, на упреждение, опережая паразитов. Значит, совершенствовать растения надо не от случая к случаю — непрерывно. Однако старые методы селекции — поиск родительских форм, их скрещивание, отбор наиболее перспективных образцов — здесь неприемлемы: слишком большого требуют они времени. Можно ли ускорить процесс?

Изучая «взаимоотношения» льна и ржавчины, английский ученый Г. Флор обнаружил: у растения есть гены, ответственные за его иммунность, а у гриба — за характер и силу его болезнетворности. От столкновения этих носителей наследственности и зависит исход сражения. В том случае, когда они находятся в доминантном состоянии или хотя бы у льна доминантны гены устойчивости, ржавчины хода нет. Стоит же сойтись им в рецессивном противоборстве или рецессивны «воины» только у льна, торжествует гриб.

С годами теория Г. Флора «ген против гена» была подтверждена на многих культурах. Более того. Она нашла практическое применение. Оказалось, что сохранение тем или иным сортом невосприимчивости зависит не от накопленного им абсолютного числа генов иммунности. Нет, не количество, а качество играет решающую роль в битве за существование! Побеждает тот сорт, в хромосомах которого имеется пусть один ген устойчивости, но не совпадающий по состоянию, неспособный «мириться» с генами паразита. Причем каждый такой дополнительный «несхожий» ген вдвое уменьшает число рас, потенциально способных поразить растение. Секрет «брони» перестал существовать.

Вместе с тем биологам предстояло понять: а как долго паразит приспосабливает свой наследственный аппарат для решительного штурма неподдающегося ему сорта? Ответ был найден к середине минувшего десятилетия.

Новая раса рождается в два этапа. Сначала она появляется на свет. Затем умножает свои ряды. Обычно на все это уходит 5—7 лет, в течение которых поражение ранее неподвластного сорта нарастает, но в пределах допустимого. Зато потом начинается ее буйство, сметающее на своем пути сотни гектаров посевов и посадок.

Значит, у селекционера в запасе есть около 5 лет, дабы создать и выпустить в производство очередной сорт, специально подготовленный к встрече с грядущей бедой.

Но дело осложняется тем, что любая сельскохозяйственная культура подвержена не одному — нескольким опасным заболеваниям. Кроме того, на нее зарится немало насекомых. Так, на подсолнечник ополчилось 40 разных патогенов, на ячмень — 73 вида, на кукурузу я вовсе 412! Как утверждает статистика, самое стойкое на свете культурное растение — рожь. (Не думайте, однако, что ржи случайно повезло. Ничего подобного. Одних членистоногих на ней паразитирует 70 видов.) В идеале селекционерам следовало бы привить своим питомцам устойчивость к каждому врагу. Комплексную устойчивость! Что и говорить — сложнейшая задача.

Однако ученые уверенно идут по избранному пути. Залог успеха, считают они, заключен в том, что сейчас — впервые в истории земледелия — инициатива от вредителей перешла к растениям (конечно, с помощью человека). Известный голландский ученый О. М. Б. де Понти, выступая на IX конгрессе Европейской научной ассоциации по селекции растений, заседания которого проходили в конце 1980 года в Ленинграде, подчеркнул: «Оставаясь без внимания в течение многих лет, когда борьба с вредителями почти исключительно сводилась к химическим способам, преднамеренный отбор на устойчивость растения-хозяина к насекомым в настоящее время стал основным элементом борьбы с сельскохозяйственными вредителями. На устойчивых сортах развитие насекомых замедлено и иногда даже сведено к нулю. Эффективность естественной борьбы заметно выше на устойчивых сортах и напоминает собой вырождение вредителей… Когда химическая борьба все же необходима, частота опрыскивания на этих сортах значительно ниже».

И действительно, три приема самбо, которыми владеют злаки, овощи, картофель, плодовые, а также их союзники из мира растений — предупреждения, нападения, игнорирования, — позволяют существенно сократить применение химических средств, а это в любом отношении — отрадный факт.

* * *

Читатель, наверное, заметил: на страницах книги часто мелькают цифры урожайности, и везде подчеркивается, что чем они больше, тем лучше, тем желаннее новый сорт. Мы даже как-то назвали урожай кумиром земледельцев. Так оно и есть. Да и воспитание в сельскохозяйственных культурах иммунитета к болезням и вредителям, о чем сейчас и шла речь, — это, по сути, та же забота о высоких намолотах.

Но только ли урожаем, только ли собранными центнерами славится нива? Нет. Не менее важен и другой критерий — качество продукции. А оно далеко не всегда сопровождает рост количественных показателей. Например, согласно исследованиям, как раз самые урожайные пшеницы по содержанию белка в зерне уступают не столь именитым предшественницам. Впрочем, если разобраться, то окажется: иначе и быть не могло. Сорта пшениц интенсивного типа при хорошем питании накапливают большую биомассу, в их колосе много зерен. Поэтому в ходе роста и развития на свое собственное построение они тратят внушительное количество азота, быстро выкачивают его из почвы. Этим они создают внутри себя как бы огромные резервуары для «складирования» белка. Однако наступает пора интенсивного синтеза белка в зерне (обычно за 20—30 дней до созревания злаков). А в корнеобитаемом слое, увы, азота — этого основного строительного материала, слагающего белок, — уже явная нехватка. Он вычерпан практически полностью! Мало того. Физиологи доказали: зерно накапливает тем больше белка, чем богаче им вегетативные органы растения. Иными словами, сочетание длинного стебля и крупных листьев с коротким колосом гарантирует обилие этого вещества в зерне. А вся нынешняя селекция на продуктивность устремлена как раз к обратному — к внушительному по размерам колосу и обязательно к невысокому (и потому неполегающему) стеблю.

Стоило конструкторам растений нарушить природные пропорции пшеницы, и зерну стало негде брать вдоволь белка. Вот почему сейчас, как никогда, на первый план выдвигается проблема создания растений со знаком качества. Ученые и земледельцы видят выход в том, чтобы, увеличивая количество производимой продукции, неустанно насыщать ее полезными веществами — белком (протеином), углеводами, жирами и т. д.

Программу действий четко нарисовал выдающийся селекционер нашей эпохи П. П. Лукьяненко: «В селекции зерна на качество возникло в последнее время новое направление, которое имеет своей целью резко повысить содержание протеина в муке, улучшать его качество путем увеличения доли наиболее важных незаменимых аминокислот: лизина, треонина, метионина»…

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: