Авторы
предыдущая
статья

следующая
статья

02.10.2018 | Наука

Дурная наследственность. Часть 5

Яровизация – легендарная и пресловутая

Нередко приходится слышать недоуменный вопрос: как же так, вы говорите, что Лысенко – шарлатан, а между прочим в сельскохозяйственных вузах до сих пор изучают яровизацию. Ту самую, которую он внедрял. Это как понимать – студентам головы морочат или Лысенко все-таки открыл нечто такое, без чего никак не обойтись?
Что ж, давайте разберемся, что это за яровизация, кто ее открыл и какова ее роль в современной науке и сельском хозяйстве.

С давних времен и ученым-натуралистам, и практикам-аграриям было известно, что многие растения, растущие в регионах с выраженным холодным сезоном, не могут перейти к цветению и последующему плодоношению, если на определенной стадии не подверглись воздействию низких температур (обычно от 0 до +10ºС, но некоторым злакам больше подходит легкий мороз – до -6ºС). Другие растения в принципе могут зацвести и без этого, но после холодного периода зацветают заметно быстрее и раньше дают плоды. Особенно заметен был этот эффект на хлебных злаках: одни сорта (озимые) нужно было сеять осенью, чтобы они пережили зиму в поле, другие (яровые) – весной. Озимость и яровость передавались по наследству и считались сортовыми признаками.

Однако в 1858 году американский исследователь Клиппарт сообщил, что озимую пшеницу все-таки можно заставить развиваться по «сценарию» яровой, если перед весенним посвом некоторое время выдержать семена на холоде и с увлажнением. В XIX веке этот прием не привлек особого внимания (хотя, например, русский садовод Грачев в 1870-х годах, применяя его к зернам кукурузы, сумел вырастить близ Петербурга вполне спелые початки). Но в первые десятилетия ХХ века за изучение этого эффекта взялись всерьез, особенно в Германии и – несколько позже – в России, а затем в СССР. Исследования велись во многих местах и на многих культурах, во второй половине 1920-х годов в них включился и молодой агроном Трофим Лысенко. Он сделал ряд интересных работ по конкретным культурам, где, в частности, предложил термин для такого приема – яровизация. Слово стало популярным (особенно после появления в 1933 году его английского перевода – vernalization) и до сих пор широко используется в мировой литературе по физиологии растений.

Таким образом Лысенко – не первооткрыватель явления и не автор агротехнического приема, а лишь один из исследователей и автор удачного термина. Однако с ним самим опыты по яровизации, похоже, сыграли злую шутку. Как уже говорилось, яровость и озимость были сортовыми признаками. Убедившись в возможности переделки озимых растений в яровые, Лысенко уверовал, что и любые устойчивые наследственные признаки можно изменять по своему желанию, подобрав определенное сочетание внешних воздействий. Эту убежденность он исповедовал до конца жизни, невзирая уже ни на какие факты. Кроме того, работами по яровизации Лысенко обратил на себя внимание крупных ученых, в том числе Николая Вавилова. Это стало началом известности Лысенко, обеспечившей ему быстрое восхождение в системе ВАСХНИЛ.

В 1930-х годах Лысенко начал продвигать яровизацию как массовый агротехнический прием, якобы позволяющий резко повысить урожайность основных культур. Однако на практике эффект от яровизации оказался в лучшем случае нулевым – по крайней мере, для зерновых. Реально же она требовала гигантских дополнительных трудозатрат: зерно надо было не только перекидать на холод (но не мороз!) и обратно, но во время всего  процесса яровизации (а он, согласно методике Лысенко, занимал 5 – 15 дней для яровых культур и 35 – 50 для озимых) обеспечить ему бесперебойный приток кислорода (что означало регулярное перелопачивание) и увлажнение. А объемы были огромны: на пике увлечения посевы яровизированных семян занимали около 14 млн га, для засева которых нужно было яровизировать 2,5 – 3 миллиона тонн зерна!

Впрочем, неизвестно, насколько этим цифрам можно верить. Сам Лысенко не раз отмечал, что многие колхозы сеют обычные семена, указывая их в отчетах его как яровизированные. Их можно понять: новый прием не только требовал огромного труда, но и был чреват потерями. Небольшие отклонения от технологии приводили к порче значительной доли зерна. Часть зерна к концу процесса начинала прорастать – такие зерна при дальнейших операциях легко повреждались механически. Если учесть масштабы необходимой работы и специфическую «культуру труда» в колхозах, то немудрено, что потери доходили до половины всего яровизируемого зерна. Урожайность же того, что уцелело, была не выше, чем у обычных семян. Правда, яровизированные злаки созревали несколько раньше – но это явно не окупало усилий и потерь.

Некоторое время Лысенко пытался «нарисовать» прибавку, подменяя конкретные данные по урожайности анкетными опросами председателей и агрономов (типа «как вы оцениваете прибавку урожайности в результате яровизации?»). Но когда крупные селекционеры Петр Константинов и Петр Лисицын и работавший в то время в СССР болгарский ученый Дончо Костов в 1935-36 гг. провели независимую проверку лысенковских разработок, бессмысленность яровизации как агротехнического приема стало уже невозможно скрывать. В конце 30-х годов Лысенко практически свернул пропаганду яровизации, а с началом войны прекратилось и ее реальное применение в производстве зерновых культур. Само слово, бывшее одно время своего рода знаменем лысенковцев, тихо исчезло даже с обложки их главного печатного органа – журнала «Яровизация»: с началом войны его выпуск был прекращен и возобновлен в 1946 году практически с тем же составом редколлегии и кругом постоянных авторов, но уже под названием «Агробиология».

Где яровизация действительно до сих пор широко применяется – это в исследованиях по физиологии растений (как модельное явление, на котором удобно изучать механизмы регуляции роста и формообразования, и как вспомогательная процедура) и в селекции. В самом деле, если селекционер хочет, допустим, скрестить алтайский сорт пшеницы с аргентинским, ему надо как-то синхронизировать сроки их цветения – и тут без яровизации обойтись трудно. Кроме того, как уже говорилось, яровизация позволяет сократить время от прорастания зерна до колошения и цветения – что заметно ускоряет лабораторную часть селекционной работы. Наконец, озимые формы просто невозможно размножать в лабораторных условиях без яровизации.

В физиологических же механизмах этого явления разобраться удалось только на основе представлений о генах и о фитогормонах (которые были открыты уже во времена могущесива Лысенко и существование которых он тоже категорически отрицал). Оказалось, что в растении постоянно синтезируется специальный белок, блокирующий формирование цветоносов и цветов. Холодовая экспозиция активирует работу генов, кодирующих другие белки, которые связываются с белком-блокатором и нейтрализуют его. Тем самым они высвобождают всегда готовые к работе морфогенетические механизмы выгонки цветоноса и формирования цветка. Смысл этой хитрой механики в общем-то ясен: в дикой природе семена злаков, созрев к середине или концу лета, просто падают на землю и могут прорастать еще осенью. Но в наших широтах им нужно как-то оттянуть до весны выгонку колоса и цветение. И эволюция создала генно-регуляторный «предохранитель», реагирующий на холод (точнее, на чередование холода и тепла, а также на световой режим – иначе озимые злаки пошли бы в колос прямо под снегом). Это, кстати, объясняет, почему заставить озимый сорт развиваться по типу ярового намного легче, чем наоборот: внешними воздействиями можно отключить предохранитель, если он есть в организме растения, но нельзя включить предохранитель, если его нет.









Рекомендованные материалы


25.09.2018
Наука

Дурная наследственность. Часть 4

От сторонников разного рода паранаучных направлений – «энерго-информационных» и торсионных полей, «памяти воды», гомеопатии, экстрасенсорики, экзотических терапий и прочей отвергаемой современной наукой премудрости – часто приходится слышать в качестве аргумента «ладно-ладно, генетику-кибернетику тоже в свое время не признавали!».

19.09.2018
Наука

Дурная наследственность. 3 часть

Например, в Германии господство нацистов продолжалось всего 12 лет, да и степень насилия над наукой (по крайней мере, в естествознании) была куда меньшей. Однако несмотря на огромные и достаточно грамотные усилия государства и общества послевоенной Германии немецкая наука так и не вернула себе то место в мире, которое она занимала до периода нацизма.