Николай Вавилов

Если гриб всеяден, «не разбирает родовых и видовых рангов ни у овса, ни у пшеницы, ни у ржи», значит, в пределах вида трудно найти устойчивые к нему растения. Именно поэтому не оказалось сортов овса и ячменя, устойчивых к поражению линейной ржавчиной.

Напротив, разборчивость паразитических грибов позволяет легко обнаружить в пределах вида весьма устойчивые к ним растения. Так открылась одна из тайн иммунитета растений: важная закономерность, определяющая устойчивость видов и сортов, а также их гибридов и популяций к той или иной болезни.

И первым ключом к нахождению иммунных форм стало изучение биологических особенностей паразита, прежде всего его так называемой специализации: чем уже и специфичней эта специализация по видам и родам растений, тем больше шансов обнаружить иммунные формы в рамках данного вида.

Вавилов в условиях саратовской засушливой степи, резко отличающихся от условий Подмосковья, проверил сорта пшеницы, изученные им раньше на селекционной станции в МСХИ. И что же?

Закономерность, обнаруженная ранее в Москве, подтвердилась и тут: иммунные сорта, несмотря на сырое лето, оказались болезнеустойчивыми. Следовательно, распространенное мнение, что иммунитет для растений имеет лишь местное значение, неверно? Наследственные различия сортов постоянны и мало подвергаются изменениям под влиянием температуры, влажности, освещенности, особенностей почвы и т. д. Поэтому Вавилов стал различать две формы иммунитета: к первой отнес стойкость к заболеваниям, связанную с особенностями анатомического строения самого растения. Он знал об исследованиях австрийского ученого Н. Кобба, который установил: сорта пшеницы, устойчивые к бурой ржавчине, имеют на листьях более толстый эпидермис и меньшее число устьиц на аналогичной площади листа, способны быстрее зарубцовывать раны и трещины в покровных тканях.

Однако, по мнению Вавилова, «отличительная черта этого вида иммунитета — относительность»: например, пшеница однозернянка, особо устойчивая к поражению грибами, как уже отмечалось, имеет на поверхности листьев большее количество устьиц, чем мягкие пшеницы. Далеко не всегда предохраняют от заболеваний восковой налет на листьях и их повышенная опушенность.

В отличие от первой — «пассивной формы иммунитета» другую, более распространенную форму Вавилов назвал активной, или физиологической. Стойкость зависит от активности реакций клеток растения на внедрение паразита. В самом начале XX столетия английский ученый Г. Масси предложил так называемую хемотропическую теорию, согласно которой иммунитет растений зависит от присутствия в их клетках веществ, притягивающих или отталкивающих паразитов. Вавилов на многих примерах показал противоречивость этой теории. Например, грибы, вызывающие мучнистую росу, проникают в листья овса и пшеницы независимо от их устойчивости или восприимчивости — в первом случае (овес) патологический процесс прекращается, а во втором (пшеница) продолжается и приводит к сильному поражению растения. Отсюда Вавилов делает вывод: «Сущность явления иммунитета лежит гораздо глубже — в природе клеток растения-хозяина и видов самого гриба».

Критически рассматривал ученый также и попытки найти зависимость между устойчивостью растений к болезням и уровнем осмотического давления, тургора и т. д. По теории итальянца О. Комеса, выдвинутой им в 1900 году, особо восприимчивы к заболеваниям те органы растений, которые отличаются наибольшим содержанием сахаров и крахмала, а чем больше в клеточном соке содержится органических кислот, дубильных веществ, пигментов-антоцианов, тем более стойки органы растения против болезней. «Несомненно, теория Комеса… может быть приложима к ряду случаев физиологического иммунитета, — соглашался Вавилов, — и это хорошо доказывается на примере винограда. Его кислые сорта устойчивы к мучнистой росе. Кислотность, безусловно, играет здесь немаловажную роль. Однако при изучении устойчивости к ржавчине многих разновидностей пшеницы такой четкой связи, как в винограде, не обнаружилось».

Рассматривая в своей монографии существующие теории физиологического иммунитета, Вавилов отмечал, что «ни одна из них в отдельности, ни взятые вместе, они не могут объяснить всех явлений физиологического иммунитета. И создание общей теории физиологического иммунитета — дело будущего…».