Т. Д. Лысенко агробиология работы по вопросам генетики, селекции

Значение выбора объекта исследования

В последние десятилетия одним из «классических» объектов исследований для раскрытия закономерностей изменчивости и наследственности стала мушка дрозофила. Многие учёные не только за границей, но и у нас в Советском Союзе хотели на этом объекте (а некоторые и теперь ещё хотят) вскрыть закономерности наследственности растительных и животных организмов, вскрыть закономерности взаимоотношений организма и внешних условий.

Выбор объекта играет большую роль в успехе теоретической работы.

Если объект хозяйственно важен, тогда работа ведётся с большей охотой, я бы сказал, с необходимостью. Интересных вопросов много, но из всего интересного для исследования надо уметь избирать наиболее значимое. Объект практически значимый заставляет самые глубокие вопросы теории решать под углом зрения практики, а это главное для решения вопросов теории, так как критерием истинности теории является практика.

Мне кажется, что выбор такого объекта для исследования, как мушка дрозофила, затрудняет истинное исследование. Конечно, и этот объект обладает общими природными закономерностями, присущими любому живому, животному или растению. Но что можно разрабатывать на дрозофиле, чего можно от неё требовать под углом зрения практики? Какие вопросы на этом объекте можно решать практически?

Нужно быть особо гениальным и многознающим, чтобы даже на таком объекте, который безразличен для практики, вскрыть что-нибудь действительно важное для практики.

Мы в своих работах, как правило, избираем объект исследования практически значимый.

Остановлюсь на одном из таких объектов — на картофеле.

На картофеле, как и на других практически важных объектах, легче, чем на дрозофиле, вскрываются и решаются различные вопросы агробиологической теории. Результаты, полученные в работе с картофелем, дали мне смелость согласиться на такой многообещающий заголовок моей лекции, как «Организм и среда», хотя в лекции речь будет идти просто о картофеле, о том, как его лучше культивировать. Вскрытые на этом объекте закономерности можно в той или иной степени переносить и на другие растения.

Причины вырождения посадочного материала картофеля на юге

В первый год посадки при хорошей агротехнике урожай из привезённого с севера посадочного материала получается довольно хороший (10 — 15 т с 1 га). Но если взять клубни картофеля от этого урожая и высадить их в будущем году том же южном районе, то новый урожай, как правило, будет ужо значительно ниже предыдущего урожая. При посадке материала, который был выращен на юге уже дважды (в двух поколениях), урожай будет уже раза в 2 — 3 ниже. При трёх-четырёхлетней репродукции на юге ранних сортов картофеля (а на юге только они и могут культивироваться) дело доходило до того, что весной сажают на гектар одну или немного больше одной тонны посадочного материала, а урожая снимают немного меньше тонны, то есть урожай не возвращает затраченного посадочного материала. В практике такое поведение картофеля в районах с жарким летом называли вырождением.

Чтобы поддержать культуру картофеля, требовался ежегодный завоз посадочного материала на юг из более северных или из нагорных районов.

До революции плановый завоз посадочного материала на юг, конечно, не мог быть осуществлён. Поэтому степи Украины и Северного Кавказа, а также хлопковые районы среднеазиатских и закавказских республик до революции картофеля почти не знали. В города же для продовольствия картофель завозился с севера или из нагорных районов.

В наше время, после Октябрьской революции, посадочный материал картофеля в южные районы стал завозиться ежегодно. Но развивать картофелеводство в значительных размерах в этих районах на привозном материале было довольно трудно.

Быстрое падение урожаев картофеля на юге при посадке его клубнями, выращенными в южных же условиях, старая наука объясняла не изменением природы (наследственности) картофеля, а болезнью. Ведь признать изменение природы картофеля при культуре на юге — это значит признать изменение наследственности организмов от условий жизни. Буржуазной же науке о наследственности такую зависимость невыгодно было признавать. Не признаёт она её и до сих пор.

Быстрое, легко бросающееся в глаза изменение поведения сортов картофеля при репродукции их на юге наука назвала специфической южной болезнью картофеля. Но так как возбудителей, то есть заразного начала, нельзя было обнаружить, то эту болезнь причислили к болезням, вызываемым фильтрующимися вирусами. Вирусные же болезни, как известно, заразные. В связи с этим было установлено, что на юге семенные участки картофеля нельзя высаживать ближе 2 — 3 км от картофеля, в том или ином проценте больного вирусами.

В семенные хозяйства юга ежегодно привозили из северных районов вагоны хорошего посадочного материала. Высаживали его изолированно, вдали от посадок вырожденного картофеля. Но не было случая, чтобы из картофельных семеноводческих хозяйств юга вышла хотя бы одна тонна хорошего, здорового посадочного материала картофеля для посадки производственных площадей. Здоровый, завезённый с севера картофель в процессе размножения вырождался в течение одного-двух лет.

Мало удачной была и работа селекционеров южных районов, десятки лет пытавшихся вывести сорт картофеля, который был бы устойчив против вырождения, против так называемых вирусных заболеваний.

Правда, селекционерам довольно легко удавалось при посеве семян (а не клубней) картофеля получать клубни, которые при посадке на будущий год качественно и количественно побивали своим урожаем любой сорт, привезённый с севера. Но через три-четыре года, когда этот новый сорт (новая порода) размножался хотя бы до 20 — 30 ц, обычно оказывалось, что он уже вырождается и даёт низкий урожай.

Теперь уже определённо можно сказать, что неудачи с картофелем на юге постигали людей потому, что было принято неправильное, не соответствующее действительности«научное» объяснение вырождения картофеля на юге. Наука не подошла к картофелю с точки зрения взаимоотношений организма и среды. В этом была основная ошибка науки в объяснении вопроса вырождения картофеля на юге.

Мы в своих исследовательских работах при решении того или иного вопроса в агробиологии, как правило, начинаем с анализа взаимоотношений данных организмов с окружающей их внешней средой. При таком анализе, конечно, не должны упускаться из виду и различного рода болезни, а также условия развития этих болезней.

Попытаемся, насколько возможно, припомнить и кратко повторить ход наших рассуждений в 1933г., когда мы в Селекционно-генетическом институте (Одесса) впервые взялись за решение вопроса борьбы с вырождением картофеля на юге.

Чем объяснить, что картофель, присланный на юг, например из Горьковской области в Одесскую, в первый год даёт хороший урожай, а во второй год значительно снижает его? Отчего, от каких внешних причин посадочный материал после репродукции его на юге ухудшился? Ведь в предыдущем году, в год привоза на юг из более северных районов, породные, то есть семенные его качества были хорошими. Значит, здесь на юге, есть какие-то, отличные от других районов условия, которые быстро ухудшают породные, семенные качества картофеля.

Сначала приходит мысль о длине дня. Ведь летний день в наших южных районах короче, нежели в северных. В науке же известно, что длина дня нередко играет немалую роль в развитии растительных организмов. Стоит только сравнить, например, выращивание ряда сортов проса при различной продолжительности дня, как легко обнаружить разное поведение растений. Растения, получившие в начале развития хотя бы десять укороченных до 10 — 12 часов дней (а следовательно, удлинённую ночь), резко сокращают свой вегетационный период.

Но предположение о влиянии длины дня на разбираемое нами изменение свойства картофеля можно отвести. В любом районе юга картофель прекрасно развивается, не ухудшает своей породы, если его высаживают в предгорных или горных районах. Наоборот, картофель на юге вырождается при высадке его в долинах, где день по продолжительности примерно такой же, как и в горах. Значит, длина дня не является причиной вырождения картофеля.

Можно было предположить, что в явлении вырождения главную роль играет почва. Известно, что на юге на огородах около речек, на песчаных почвах картофель родится лучше и немного дольше держится, то есть слабее вырождается, чем на обычных почвах полевых участков. Но ведь в более северных или нагорных районах при разнообразных почвах картофель не ухудшается подобно тому, как это имеет место в жарких районах. Отсюда ясно, что основной причиной вырождения картофеля на юге была не почва, следовательно, и не питание растений в прямом смысле¹.

¹ Хотя в общем в растительном организме всё зависит от питания, в широком смысле этого слова — от обмена веществ, от взаимосвязи с окружающей средой.

Только температурными различиями среды довольно легко объяснялось, почему на крайнем юге, например в Азербайджанской ССР, в долинах картофель больше одного года не может выжить, а на расстоянии 30 — 40 км в предгорной и горной полосе картофель растёт лучше, чем в более северных районах, например на юге УССР (до введения в этих районах летних посадок).

Предположить плохое действие высокой температуры на всё растение картофеля в процессе его развития было бы неправильно. Высокая температура в известные периоды вегетации картофеля бывает и в Московской области и в южных гористых районах, а картофель, как известно, хорошо развивается в этих местах. Следовательно, высокая температура не противоречит многим биологическим требованиям картофеля. Значит, дело не вообще в действии высокой температуры на все процессы развития картофельного растения, а в действии высокой температуры в какие-то моменты развития отдельных органов. Разобраться в данном вопросе нам помогло накопленное к этому времени уже довольно большое количество экспериментов по так называемой стадийности развития растительных организмов.

В то время нам уже было известно, что если взять, например, выросшее из семени однолетнее растение, которое можно размножить черенками, то после расчеренкования его по длине стебля и укоронения черенков в одних и тех же условиях легко обнаруживается, что растения с черенков, взятых с верхушки и немного пониже верхушки, как правило, дадут цветы раньше, чем растения с черенков прикорневой части стебля. Черенки, взятые с прикорневой части стебля, будут цвести почти одновременно с растениями, полученными из семян, высеянных в одно время с укоренением черенков. Растения, полученные из черенков прикорневой части стебля, оказываются настолько же молодыми, настолько близкими к началу индивидуальной жизни и далёкими от её конца, как и организмы, начинающие свою жизнь из семян. Наоборот, черенки, взятые с верхушки, то есть выше того места стебля, где уже были бутоны или цветы, дают бутоны и цветы рано. Однолетние растения, выращенные из таких черенков, уже в самом начале оказываются близкими к концу индивидуальной жизни, к образованию семян.

Отсюда мы пришли к выводу, что клеточная ткань по длине стебля растительного организма разнокачественна в смысле стадийности развития, в смысле этапов индивидуальной жизни организма.

Чем старее возрастно ткань(чем ниже она по стеблю, то есть чем ближе к корням), тем моложе она по развитию, тем больше остаётся путей для различных сложных и пока что во многом не изученных превращений и видоизменений, через которые растительный организм нормально идёт к завершению своей жизни.

Наоборот, чем ближе клеточная ткань к верхушке растения, — а она обычно является и наиболее молодой тканью, — тем меньше возможностей для жизненных превращений. Индивидуальная жизнь, общий цикл развития приближается к нормальному концу, к старению. Жизнь у растений начинается сызнова (с повторением этапов стадий) тогда, когда растение начинается с семечка. Если же размножение ведётся черенками, клубнями и т. д., то в этих случаях жизнь организмов не начинается сызнова. Она есть, в прямом виде, продолжение жизни предыдущего организма, вернее, той клеточной ткани, которая взята для размножения.

Отсюда и возникла мысль о том, что быстрое вырождение картофеля на юге в основном есть результат стадийного старения картофеля как семенного цветкового растения. Но как это доказать?

Сотрудница Селекционно-генетического института Е. П. Мельник, по нашему предложению, в 1933 г. расчеренковала стебли картофеля сорта Элла. Из этих черенков выросли кусты, давшие клубни. Клубни были убраны и сохранены до весны 1934 г. Весной эти клубни были высажены. Оказалось, что клубни, начало которым в опыте было положено верхушечными (по длине стебля) черенками, дали примерно в два раза меньший урожай, чем клубни от черенков, взятых у основания стебля, то есть из того места, на котором обычно образуются клубни под землёй. Первые дали урожай в среднем 120 г на куст, вторые — 250 г. Клубни из черенков с верхушки кустов дали картофельные кусты, по виду напоминающие те, которые на юге называет вырожденными, а клубни из черенков самой нижней части стебля дали кусты значительно лучшие.

Для нас стало понятным, почему картофель, цветковое однолетнее растение, размножаемый из года в год не семенами, а клубнями, во многих районах десятилетиями не вырождается, не стареет. Объясняется это тем, что из года в год клубни берут своё начало от клеток наиболее стадийно молодых, от клеток нижней подземной части стебля. К этому времени уже было выяснено, что стадийные изменения семенных растений происходят в клетках точек роста стеблей.

Было предположено, что если повлиять высокой температурой в достаточной мере на пробуждённые глазки клубней, то есть на точки роста будущих стеблей, то ткань этих глазков одряхлеет, и клубни с такими глазками, будучи посаженными, дадут вырожденные растения. Стебли возьмут своё начало из одряхлевшей ткани глазков. Новые клубни будут завязываться, развиваться также уже из дряхлой ткани и поэтому будут маложизненными, вырожденными.

Экспериментально это явление было проверено следующим образом. Взяли заведомо здоровые, невырожденные клубни. Разрезали их пополам. Одни половинки положили в подвал, другие же половинки — в термостат с температурой 30 — 40° и продержали в этих условиях 25 — 30 дней. Потом все (и из подвала и из термостата) половинки посадили. Полученные кусты от половинок из подвала были здоровыми, а кусты, выросшие из половинок, находившихся в термостате, были больными южной болезнью.

У картофеля ранних сортов, при культуре его в южных жарких районах, глазки на вновь образовавшихся клубнях нередко пробуждаются ещё до выкопки урожая. Исходя из всего этого и было предположено, что действие высокой температуры на даже слегка пробуждённые, тронувшиеся в рост глазки и является основной причиной быстрого массового вырождения посадочного материала картофеля на юге.

Таков, коротко, тот путь рассуждений и небольших экспериментов, который в 1933 и 1934 гг. позволил нам предположить, почему картофель на юге быстро вырождается, и наметить пути борьбы с этим явлением.

Встал вопрос — как сделать, чтобы высокая температура не влияла на глазки клубней урожая данного года, которые пойдут в качестве посадочного материала в будущем году.

Пусть высокие температуры будут влиять на стебли и листву картофельных кустов. Чем выше (в известной мере) температура, тем быстрее у картофельных растений идёт жизнь, образование урожая, нормальное старение ботвы. Всё это — нормальный ход жизни картофельных растений. Лишь бы только дряхлые, постаревшие части не были использованы будущей весной как основание для нового потомства, для посадки.

Необходимо не допускать продолжительного влияния высокой температуры на пробуждённые глазки клубней, из которых начинаются после посадки новые растения.

Отсюда в 1933 г. и родилась мысль испробовать посадку семенного картофеля не весной, а летом, с тем чтобы клубни развивались в более прохладное осеннее время. С другой стороны, молодые клубни из такого урожая, не успев вызреть ко времени уборки, долго не пробуждая глазков, не будут и зимой подвергаться старению, дряхлению при хранении в довольно тёплых южных условиях. Было уже выяснено, что до тех пор, пока глазки клубня не пробудились, высокая температура не может на них действовать в смысле изменения породы картофеля.