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, по-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 Н. 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?
Поиск был начат.
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 Дербенте. 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 фитофторустой-чивого 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 покрыва-ющих листья и стебли. Стоит личинке колорадского неука, 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 моно-фенолы, 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 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 российские 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! Но базу этим знаниям заложили работы академика Н. И. Вавилова.
И усилия принесли желанные плоды. В 1933 году у нас в стране впервые в мировой практике был получен сорт картофеля, справедливо названный фито-фтороустойчивым. А пшеница Тимофеева стала одной из родоначальниц целого ряда сортов, выведенных в России, 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 Рескыо, 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 российскими 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 од-ним-едииственным преимуществом — вилтоустойчивостыо. 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 рультуриого 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 вилтоустой-чивостью «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. Варешща 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-хыцы — Э. Т. Мещеров (ВИР) «обуздал» мучнистую росу огурцов на юге России. 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 России. 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»? Российские 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. Црежде 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 российские исследователи, их коллеги из Германии 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 П. 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 Магара-ча, 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