Вавилов читает работы других исследователей и убеждается, что
пассивныйфизиологическойвторгшегосяВ чем суть этой реакции? Один ученый высевал паразитов на выжимки клеточного сока различных растений и установил любопытное соответствие: грибы-паразиты хорошо развиваются в соке листьев того растения, которое от них и страдает, и не развиваются в соке тех, что к данной болезни невосприимчивы. Автор сделал вывод: химический состав клеточного сока либо привлекает, либо отторгает паразита!
Но другие авторы с неменьшей убедительностью доказывали, что дело не в химическом составе сока, а во внутриклеточном давлении…
Вавилов подходил к проблеме иммунитета как систематик, генетик, эволюционист. Так подходил и Мечников. Если люди не заболевают какой-то инфекционной болезнью, то это еще не значит, что у них к ней иммунитет. Они здоровы потому, что не соприкасались с болезнетворным микробом. Веками жители Европы не знали, что такое чума или холера, но вот налетала эпидемия и выкашивала селения, опустошала города, целые страны. Пассивный иммунитет – это обман, видимость иммунитета!
В XIX веке особенно страшным бичом европейских стран стал туберкулез легких, чахотка. Сколько выдающих людей погибло от нее только в России! Белинский. Добролюбов. Надсон. Чехов… Страшная болезнь уносила каждого седьмого жителя, защиты от нее не было.
При вспышке чумы или оспы смертность была гораздо большей, но с эпидемией можно было бороться введением строгого карантина. Те, кто пришел в соприкосновение с больными, изолировались: им уже помочь было нельзя. Им предстояло умереть или выжить. С последним умершим погибали смертоносные микробы, эпидемия прекращалась.
Но при туберкулезе карантин бесполезен. Болезнь вялотекущая, а туберкулезная палочка (палочка Коха) очень живуча. Больной кашляет или просто дышит, распространяя вокруг болезнетворные бациллы. Они продолжают размножаться, ими насыщен воздух любого большого города, всё население дышит этим воздухом. Мечников задумался над вопросом: почему же туберкулезом заболевает каждый седьмой житель, а шестеро не заболевают – ведь от микробов они не изолированы? Значит, в процессе эволюции выработался естественный иммунитет! Не пассивный, а очень даже активный!
Так примерно рассуждал и Николай Вавилов, анализируя данные о восприимчивости и невосприимчивости к грибковым заболеваниям отдельных форм растений. Отношения между формами растений и грибков-паразитов сложны и разнообразны.
РазнообразныК одним и тем же паразитам разные растения относятся неодинаково. Одни легко поражаются, другие – слабо, у третьих – стойкий иммунитет. Интересно, конечно, узнать, каким именно образом организм растения борется с вторгшимся паразитом. Но так ли это важно на первых порах? Генетика подсказывает более простой и надежный путь. Использовать естественную невосприимчивость одних форм и, путем скрещивания, обогащать их генами восприимчивые формы. Для этого надо конкретно знать, какие формы обладают иммунитетом, а какие – нет. Нужен прямой опыт с возможно большим количеством видов и сортов.
Подход так прост, что больше нечего прибавить. Кроме, пожалуй, того, что начинать Вавилову приходилось почти с нуля. Скорые на теоретические обобщения, его предшественники располагали лишь единичными фактами.
Еще весной 1911 года, то есть до того, как познакомился с литературой по иммунитету, Вавилов, на Селекционной станции Петровки, приступил к обследованию посевов 350 сортов овса и 650 сортов пшеницы.
Тысяча сортов – это тысяча делянок. Их обход он начинал с восходом солнца и продолжал до тех пор, пока глаз еще мог различать бурые пятнышки ржавчины на листьях растений. Сеновал рабочего Селекционной станции Нила Ивановича Хохлова, на котором хозяин разрешил ему ночевать, редко оставался пустым. Николай так мало бывал дома, что у его племянника А.Н.Ипатьева сложилось впечатление, будто он постоянно жил в Разумовском. Зато его редкие приезды домой всегда характеризовались «веселым шумом, который он привозил с собой».
От описания степени поражаемости отдельных сортов Вавилов переходит к скрещиваниям иммунных форм с поражаемыми, чтобы по характеру расщепления гибридов судить о наследственной структуре исходных форм. Чуть ли не единственным исследователем, который до Вавилова ставил такие опыты, был британский профессор Биффен. Он утверждал, что расщепление по иммунитету укладывается в простое менделевское правило – 3:1. В опытах Вавилова получались гораздо более сложные соотношения.
Вавилов впоследствии вспоминал, что, убедившись в неправоте Биффена, он, «как Фома неверующий», усомнился даже в самих законах Менделя… Но соотношения по другим признакам показывали, что законы Менделя незыблемы. Значит, за иммунитет отвечает не одна, а несколько пар генов, и не только рецессивных, но и доминантных.
Через год он будет в Англии и расскажет о своих расхождениях с Биффеном его учителю Бэтсону. Будет спорить и с самим Биффеном, но тот останется при своем мнении.
От пшеницы и овса Вавилов перешел к другим злакам, затем к бобовым, плодовым, огородным… В орбите его исследований лен, виноград, розы. Он стремился охватить как можно больше культур. Тысяча делянок превращалась во многие тысячи.
Он любил черновую работу по добыванию научных фактов. Впоследствии, когда Николай Иванович Вавилов стоял во главе сельскохозяйственной науки страны и за массой дел не мог постоянно вести эксперименты, лучшим отдыхом для него было поработать в лаборатории или на опытном поле. Да и сам он говорил, выступая в 1938 году перед аспирантами: «Я, вероятно, больше всех вас катаюсь по всем нашим отделениям, два раза был в Отраде Кубанской, две недели сам сеял. Я привык всё сам проделывать, все операции до посева включительно».
ПривыкСправедливость, впрочем, требует сказать, что в Петровке у него были помощники. Точнее, помощницы: Ольга Вячеславовна Якушкина и Александра Юльевна Тупикова-Фрейман. Обе работали преданно и самоотреченно.
«Природа <…> дает ответ каждому, кто умеет ее спросить. И перед натуралистом встает большой основной вопрос – сумеет ли он спросить природу?» Так говорил старший современник Вавилова русский ботаник В.М.Арнольди.
Николай Вавилов сумел спросить природу – ответы посыпались сами.
Оказалось, что грибы-паразиты строго специализированы по растениям-хозяевам. Каждая форма гриба избирательно поражает один род, или один вид, или одну разновидность растений. Но уж этот свой объект умеет отличить точно – не хуже самого опытного ботаника.
…Идя от растения к растению, от одного вида грибов к другому, Вавилов разрабатывал
физиологическуюгенотипическую теориюНо не всё в складывавшейся теории было гладко.
В каталоге образцов Селекционной станции Петровки под № 173 значилась «персидская пшеница». Она была получена от немецкой семеноводческой фирмы «Гааге и Шмидт». По ботаническим признакам она относилась к виду мягких пшениц.
Можно представить себе, как, пряча в усы усмешку в очередной свой приезд в Петербург, Вавилов показывал растеньица персидской пшеницы Константину Андреевичу Фляксбергеру.
– Типичный Triticum vulgare, – определил «заведующий пшеницей», посасывая трубку и недоумевая: такой способный практикант задает столь элементарные вопросы.
Константин Андреевич с обычной невозмутимостью раскрыл свою пухлую книгу. Показывая записи и рисунки и выпуская струйки сизого дыма, стал терпеливо растолковывать, почему эту яровую черноколосую расу следует относить к виду мягких пшениц.
– Значит, Triticum vulgare? – переспросил Вавилов, хитровато пряча усмешку
– Так точно, дорогой коллега, vulgare, можете мне поверить!
Вавилов не поверил.
Он уже выявил, что персидская пшеница устойчива к грибку мучнистой росы, а этот грибок всеяден: он не замечает сортовых различий, не щадит никаких форм мягких пшениц. И вот – одна непокорная!
Что же делать? Может быть, отбросить единственный факт, противоречащий тысяче других! Вряд ли кто посмеет упрекнуть за это. На худой конец можно сделать оговорку, что вот есть одно исключение из правил. Наверное, не раз искушала Вавилова эта мысль. Но вслед за таким искушением приходило другое: заглянуть поглубже в природу персидской пшеницы.
Он вооружается лупой, потом микроскопом… И тут выясняется, что персидская пшеница не так уж похожа на мягкую, как это представляется ботанику по внешним признакам. Зерно покрыто мелкими морщинками. Хлорофилловые зерна в листьях вдвое крупнее, чем у обыкновенных мягких пшениц.
А что покажут скрещивания персиянки с другими мягкими? Вавилов с нетерпением ждет цветения растений, наносит пыльцу персиянки на множество разновидностей и сортов мягких гниении, затем ждет образования колосьев. Но… большинство гибридов так и не выколосилось! А те, что дали семена, при посеве в следующее лето оказались бесплодными! Так ведут себя гибриды биологически отдаленных форм.
Последняя проверка. По просьбе Вавилова цитолог Селекционной станции Александра Гавриловна Николаева производит подсчет числа хромосом в клетках персидской пшеницы. Ну, конечно! У персиянки 28 хромосом, тогда как у мягких пшениц 42. Значит, персидская пшеница – не vulgare!
К какому же виду ее отнести? Может быть, к твердым: у них как раз 28 хромосом! Но по ряду признаков персиянка резко отличается от твердых пшениц.
«Ее надо выделить в отдельный биологический вид – Triticum persicum!» – решает Вавилов.