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 Дадона — 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 академик ВАСХНИЛ Л. А. Жданов,— как на пожарищах, урожая нет, сырья пет, 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 Германии.
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 Германии. Генная оборона картофеля Далемского не была готова к натиску и рухнула.
Тогда селекционеры создали новые сорта, одолевшие и эту напасть. Но 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, жи-вя 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.
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 и 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 Санкт-Петербурге, 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. Фи-зиологи 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 вну-шителыному 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 заком качества. Ученые и земледельцы видят выход в том, чтобы, увеличивая количество производимой проекции, 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 направление, которое имеет своей целью резко повысить содержание протеина в муке, улучшать его качество путем увеличения доли наиболее важных незаменимых аминокислот: лизина, треонина, метионина»...
Растения со знаком качества