Сказ о том, как пшеница пшеницу породила
В свое время, когда еще хомячьи сетевые войны были немножко интересны с точки зрения развлечения в свободное время, да и свободного времени было много, проявилась крайне интересная тема «порождения видов» в «лысенковщине». Широкой общественности она известна в связи с постоянно появляющихся в дискуссиях 1001 рассказке, как кто-то где-то когда-то от кого-то услышал, что Трофим Денисович Лысенко утверждал, что пеночка порождает кукушку. Сейчас появилось время, вдохновение и возможность возобновить накал пропаганды лысенковщины еще и на эту тему.
А все началось с небольшой статьи Т.Д. Лысенко о понятии «вид» в биологии и процессе видообразования [1]. Эта публикация произвела настоящий фурор в биологической общественности. В результате чего в начале 50-х годов прошлого века возникла грандиозная полемика по проблеме вида, вылившаяся на страницы научных журналов. В частности, одним из ее инициаторов была редколлегия «Ботанического журнала», на страницах которого в течение нескольких лет выходили публикации по проблеме видообразования. Кстати, спустя три года (удивительная скорость) редакция «Ботанического журнала» сподобилась даже перепечатать статью Лысенко [2], правда по второму изданию в БСЭ (слово «Вид») и без списка литературы. Желающие сами могут перечитать публикации по этой тематике с обильными ссылками на тов. Сталина, Дарвина, Мичурина и классиков марксизма (если их действительно интересует, кто что на самом деле писал в этой связи), здесь же разберемся, на какие исследования опирался Лысенко в своих предположениях и выводах.
Сам он приводит следующие данные. Во-первых, работу В.К. Карапетяна [1, с. 20-21], который в 1948 году в опытах с подзимним посевом пшеницы твердой обнаружил ее «перерождение» в пшеницу мягкую: «…при подзимнем посеве твердой 28-хромосомной пшеницы Triticum durum часть растений довольно быстро, за два-три поколения, превращается в другой вид - мягкую, 42-хромосомную пшеницу - в Triticum vulgare…». Кстати, какой ужас, обратите внимание, «отрицающий существование хромосом» Лысенко внезапно употребил это слово в своей же статье, да еще и к месту. И так, хотели получить из яровой твердой пшеницы озимую, а получили пшеницу мягкую. После чего была предпринята проверка, откуда вообще она появляется там, где ее и быть не должно, и оказалось, что в некоторых колосьях пшеницы твердой обнаружились зерновки, которые не только по внешнему виду не отличаются от зерновок пшеницы мягкой, но и при проращивании дают все ту же пшеницу мягкую.
Рассмотрим эту работу Карапетяна подробнее. [3] В эксперименте был произведен подзимний посев (в разные сроки) нескольких чистолинейных сортов твердых яровых пшениц. Далее, урожай от перезимовавших растений был разделен на три варианта по срокам посева, которые снова высеяли под зиму в разные сроки. Во всех случаях высевался контроль исходных яровых сортов (это по поводу того, что лысенковцы контролем пренебрегали). Часть посевов переделку не выдержали и погибли. Урожай оставшихся растений (третье поколение) снова был убран и уже в три конкретных срока был произведен третий подзимний посев. Высеяли контроль (не зимовавшие исходные яровые сорта), семена двух перезимовок и семена одной перезимовки плюс весной был высеян еще один («яровой») контроль из этих же трех вариантов. Перезимовку выдержали только посевы одного срока двух сортов твердой яровой пшеницы. При этом характер развития растений по всем вариантам значительно отличался. Т.е. уже в эксперименте были получены озимые формы пшеницы, опыт по переделке оказался успешен.
Но это было не самое интересное - у выживших растений пшеницы твердой третьего подзимнего посева обнаружились зерна с ярко выраженными по внешнему виду признаками пшеницы мягкой, которой там и быть не должно, да еще и семи ее разновидностей. И еще были найдены «переходные» формы. Всего из 857 растений 150 были отнесены к этим разновидностям мягкой пшеницы. Собственно говоря, обещание по созданию не то что нового сорта, а другого вида - явно выполнено. Привлеченные специалисты морфолог и селекционер пшеницы (Т.К. Лепин и М.М. Якубцинер) факт появления в результате переделки растений другого вида подтвердили. Последующий посев семян этих растений дал растения пшеницы мягкой - т.е., переделка в другой вид оказалась закреплена в последующих поколениях.
Идем дальше. Еще одной серьезной проблемой оказалось засорение посевов пшеницы примесями других видов. Здесь необходимо сделать отступление, чтобы была понятна подоплека работы. В СССР с самого начала его существования была серьезнейшая проблема с организацией производства сортовых семян. В конце 30-х годов ХХ века даже произошла дискуссия по проблеме сортового семеноводства, которая началась в связи с докладом комиссии академика Н.И. Вавилова по семеноводству [4]. Одним из поднятых вопросов был критерий оценки сортовой чистоты. По мнению комиссии Вавилова, для семян суперэлиты и элиты, получаемых на полях государственных сортоиспытательных станций, она должна составлять 99,5% [4, с. 139]. Комиссия академика Т.Д. Лысенко выдвинула свои предложения [5] при этом даже для элиты предъявлялось требование 100% сортовой чистоты. Обсуждение этого вопроса на страницах журнала «Яровизация» показывает, что мнения разделились - часть работников сортоиспытательных станций соглашались с комиссией Вавилова, часть - Лысенко, часть выдвигало свои критерии (99,9 и 99,95% чистоты) [6]. Кстати, критика предложений Лысенко вполне себе опубликована на страницах журнала, где он был главным редактором и даже, что удивительно, без призывов расстрелять всех несогласных с дорогим Трофимом Денисовичем. В конечном итоге, победило мнение Лысенко, и сортовая чистота установлена как 100%. Правильно это или нет, а также какие это вызвало последствия - вопрос отдельный. Однако важным следствием является то, что на селекционных станциях крайне нервно стали реагировать на появление посторонних примесей на семеноводческих полях. Более того, нервно на это стали реагировать хозяйства - представьте себе, покупаем (и не за маленькие деньги) элиту пшеницы твердой с чистотой 100% и вдруг в посевах оказывается пшеница мягкая, а то и вообще - рожь? Что это - вредители-семеноводы виноваты? При чем, если на обычных полях эти факты как-то еще можно было объяснить засоренностью, то на сортоиспытательных станциях, с буквально вылизанными полями, где их история ведется десятилетиями и четко известно, что когда где и как было посеяно, а что где никогда нельзя сеять близко - объяснить засоренностью было крайне затруднительно.
Соответственно, в 1949 году В.К. Карапетяном, М.М. Якубцинером, В.Н. Громачевским и другими работниками в предгорных районах Кавказа была проведена работа по выяснению засорения пшеничных посевов сорнополевой рожью, от которой никак не получалось избавиться. В связи с этим, Лысенко указывает на факт находок в колосьях пшеницы зерновок, по внешнему виду не отличающихся от ржаных, из которых во многих случаях выросли растения ржи [1, с. 21]. Такое же наличие семян других видов обнаружилось в посевах пшеницы ветвистой (Triticum turgidum) [1, с. 21-22].
Рассмотрим эти работы подробнее [7]. Колосья пшеницы вручную срезали и обмолачивали вручную отдельно или партиями по 100 штук. Часть колосьев отправляли в Москву для контрольных обмолотов. В Шушинском районе (Нагорный Карабах) проанализировано 34650 колосьев пшеницы из пяти участков, найдено на трех участках 7 зерен ржи (4 на 13850, 1 на 5700 и 2 на 4200 колосьев). Степанакертский район (там же) - проанализировано 74500 колосьев с восьми участков, найдено для двух участков 8 зерен ржи (1 на 10000 и 7 на 20000 колосьев), в шести случаях эти зерна при проращивании дали ржаные растения. Плюс еще было найдено 3 ржаных зерна из 1000 колосьев, пересланных из этого района в Горки Ленинские. Отмечается, что на участке, где было найдено большинство ржаных зерен, посевы очень сильно пострадали от мороза. Шахбузский район (Нахичевань) - проанализировано 84100 колосьев с семи участков, для шести участков найдено 25 зерновок ржи (16 на 34100, по 1 на 3000 и 5000, по 2 на 3000 и 3 на 5000 колосьев). Кроме того, еще на трех участках были найдены пять нетипичных «ржановидных» зерна, которые при проращивании дали рожь. Закатальский и Белоканский районы (Азербайджан) - проанализировано 58000 колосьев с трех участков, для двух найдено 21 зерно ржи (20 на 50000 и 1 на 1000 колосьев). Кельбаджарский район (там же) - проанализировано 200000 колосьев с трех участков, найдено 5 зерен ржи (по 2 на 70000 и 1 на 60000 колосьев), при посеве из них выросла рожь. Конахкенский район (там же) - проанализировано 15000 колосьев с четырех участков, для четырех найдено 7 ржаных зерен (3 на 5000, 1 и 3 на 2500 колосьев). В Шамхорском районе Азербайджана при обмолоте снопа на 2000 зерен пшеницы было обнаружено два зерна ржи и еще два зерна было обнаружено в колосьях элиты твердой пшеницы в другом колхозе. В Ахалкалакском районе (Грузия) в одном из снопов на 645 колосьев пшеницы найдено 11 зерен ржи, в другом снопе на 300 колосьев пшеницы - 1 ржаное зерно. В Левашинском районе (Дагестан) - проанализировано 75003 колоса с 4 участков, для трех найдено 18 зерновок ржи (7 на 4043, 1 на 9660 и 10 на 53300 колосьев). В Кункашенском районе (Азербайджан) при анализе 10000 колосьев пшеницы найдено 5 зерен ржи. Наконец, в пшеничном снопе, отобранном в Карабудахкентском районе (Дагестан) и переданном в ВАСХНИЛ было найдено 2 зерна ржи. Практически все зерна ржи были обнаружены в колосьях мягкой пшеницы, и только изредка - пшеницы твердой.
Последующий посев 159 найденных ржаных и «ржановидных» семян показал следующие результаты. Взошло 130 зерен, 22 растения позже погибло, остальные были пересажены в грунт. Все высаженные растения, полученные из ржаных зерен «…давали морфологический тип ржи, без каких-либо признаков пшеницы…» [7, с. 36]. Из посеянных 11 «ржановидных» растений, семь взошло, пять из них дало пшеничные растения, а два (из Степанакертского района) - рожь. Что подтвердилось цитологическим анализом. Промежуточных форм между пшеницей и рожью из этих зерновок обнаружено не было. Также указывается, что были обнаружены колосья двух спонтанных ржано-пшеничных гибридов, оба оказались стерильными.
Исследования Карапетяна в этом направлении дали еще более интересные результаты [8]. Во-первых, обследования в предгорных, горных и высокогорных районах Армении колосьев озимой пшеницы мягкой и полуозимой твердой разных сортов (как новых пришлых, так и стародавних местных) показали, что в них также встречаются зерновки ржи. В результате чего на 190214 колосьев обнаружено 63 ржаных зерна (фотографии в статье прилагаются). Часть посеянных ржаных зерен дали типичные растения ржи.
Во-вторых, в результате обследования сорнополевой ржи в двух случаях в колосьях ржи были обнаружены зерновки пшеницы мягкой, проращивание этих зерновок дало нормальные растения мягкой пшеницы. И, в-третьих, были проведены исследования генома выращенных растений. Порожденные рожью зерна мягкой пшеницы в клетках пророщенных растений показали 42 хромосомы пшеницы мягкой, а ржаные зерна из этого же колоса - классические 14 хромосом ржи. И, наоборот, порожденные пшеницей ржаные растения - 14 хромосом ржи при 42 хромосомах в клетках растений, пророщенных из пшеничных зерновок этого же колоса. Не верящие читатели могут взять статью [8], посмотреть рисунок 6 на стр. 33 и убедиться лично. В том числе, как лысенковцы существование хромосом отрицали.
В-третьих, в колосьях пшеницы твердой были обнаружены два «ржановидных» зерна, которые при проращивании дали типичные растения третьего вида - полбы (Triticum dicoccum). Цитологические исследования (и снова так лысенковцы существование хромосом отрицают) показали наличие типичного для полбы набора 28 хромосом в клетках растений [8, с. 35, рис. 10].
В-четвертых, подтвердилось наличие зерен пшеницы мягкой в колосьях пшеницы твердой. Цитологические исследования подтвердили, что в клетках растений, проросших из этих зерен, присутствуют 42 хромосомы, что характерно для пшеницы мягкой. Но, что является более интересным, были обнаружены порожденные твердой пшеницей растения пшеницы мягкой, в которых в клетках одного и того же растения одновременно присутствует и набор 28 хромосом, характерный для твердой пшеницы, и набор 42 хромосомы (мягкая пшеница). А в половых тканях, соответственно клетки с 21 и 14 хромосомами одновременно. Т.е. получили новую форму, генетически являющейся и мягкой, и твердой пшеницей одновременно.
Наконец, после переделки были посеяны тщательно перебранные типичные пшеничные зерна, после чего в одном посеве оказалось три ржаных растения, а в двух других - по одному ржаному растению. А после отдельной ручной переборки и обмолота урожая от этих посевов в пшеничных колосьях было найдено одно ржаное и два «ржановидных» зерна.
Проращивание 53 из 63 ржаных зерен и эксперименты с кастрацией и изолированием от перекрестного опыления растений однозначно подтвердили, что получаются типичные ржаные растения с набором из 14 хромосом, характерных для ржи. При чем, ржаные зерна могут завязываться без оплодотворения. И во всех случаях предположение, что получились некие пшенично-ржаные гибриды, не подтверждалось.
Подытожим. Рожь в тех районах не культивировалась, но постоянно появлялась в посевах, зерновки ржи обнаружены именно в колосьях пшеницы, в разных колосьях и разными группами независимых исследователей. Также зерна пшениц одного вида - в колосьях пшениц другого. В указанных работах колосья собирались и перебирались вручную, вручную обмолачивались (в том числе и колосья по-отдельности), зерна вручную перебирались и пересматривались - прямо на месте и отдельно после пересылки, например, в Москве (в Институте генетики, в опытном хозяйстве Горки Ленинские, в Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева, в ВАСХНИЛ). Рассуждать о массовых ошибках или массовой фальсификации договорившихся между собой разных групп исследователей из разных организаций может только, скажем так, крайне параноидальный конспиролух. Не та методика работы. Да и сейчас селекционеры, как правило, вручную перебирают. Нет, конечно, потомственному горожанину не запрещено думать, что перебирать зерно может только Золушка. Да и то, потому что злая мачеха специально высыпала на пол разные крупы, а ее любимая доченька еще и ножкой перемешала, как в старом добром детском фильме братских социалистических Чехословакии и ГДР о трех орешках для бедной девушки. В реальности же перебирать зерно - суровые сельские будни того времени. Хочешь кашку? Иди, набирай в мешке крупу, высыпай на стол, выбирай примеси, после чего и готовь. Хочешь хороший урожай? Бери мешок с зерном, рассыпай на дерюге и выбирай самые лучшие зерна для весеннего посева. И в сороковые послевоенные годы, и в 50-е и даже в недалекие от современности 1980-90-е. Доводилось и гречиху перед варкой перебирать, а потом на сковороде прожаривать. Это сейчас горожанин думает, что она прямо в пакетированном виде на деревьях растет. После этого как-то о случайном незнании, чем зерновка пшеницы от зерновки ржи отличается говорить не приходится. И селекционеры, и агрономы, и студенты сельскохозяйственных ВУЗов - бывшие сельские дети, занимавшиеся этим перебиранием зерна свое счастливое детство - об этом были в курсе.
Можно еще публикации привести.
А.М. Садыков [9] - опыты с подзимним посевом в несколько сроков проводились в двух (предгорном Шамхорском и горном Кедабекском) районах Азербайджана с пшеницей мягкой и твердой. В предгорном районе на делянке мягкой пшеницы было обнаружено одно ржаное растение (т.е. повторен опыт Карапетяна, когда после переделки из типичных пшеничных зерен получились ржаные растения). В горном районе на делянках посевов двух сортов твердой пшеницы было обнаружено по одному растению с признаками пшеницы мягкой, цитологический анализ в Институте Генетики подтвердил наличие в клетках 42 хромосом, характерное именно для мягкой пшеницы, проращивание семян этих растений дало типичную мягкую пшеницу (т.е. повторен опыт Карапетяна с переделкой твердой пшеницы в мягкую). В урожае, собранном в горном районе, после ручной переборки колосьев и обмолота, обнаружено два ржаных зерна, а от урожая в предгорном районе - одно «ржановидное» зерно. Проращивание этих зерен дало типичные ржаные растения с 14 хромосомами.
В.Н. Ремесло [10] - да-да, то самый Василий Николаевич, будущий академик и дважды Герой Социалистического Труда. На Мироновской селекционной станции в опытах с подзимним посевом гнездовым способом гибридных семян ветвистой пшеницы (Тriticum turgidum) обнаружил 68 растений озимой ржи. При разборе урожая пшеницы были обнаружены 27 зерен, морфологически сходных с зернами пшениц твердой и мягкой и ржи. После подзимнего посева ржаных зерен выжило только шесть растений, из которых 4 оказались ржаными. Также, в подзимних посевах ветвистой пшеницы этого же года снова обнаружились четыре растения озимой ржи. При разборе урожая уже этого посева были обнаружены колосья со смешанными морфологическими признаками пшениц твердой и мягкой и ржи. Отдельно были отобраны и под зиму посеяны 26 зерен с явными и 127 со слабыми ржаными признаками. Выжило девять растений, из которых 6 - озимой ржи. В следующем году при анализе очередного поколения снова были обнаружены колосья со смешанными морфологическими признаками от разных пшениц, в которых было найдено 31 зерно ржи. И снова на двух делянках посева ветвистой пшеницы было обнаружено по одному растению ржи. Но самое интересно Ремесло обнаружил при гибридизации яровой ветвистой пшеницы кахетинского происхождения с сортами озимой пшеницы. После подзимнего посева получили 96 растений, из которых сохранилось только 6. Из них три растения дали колос озимой пшеницы со слабым ветвлением, а три … ячменя. Автор сам указывает, что был произведен тщательный отбор растений, тщательно перебирались зерна, среди которых выбирались типичные для данной ветвистой пшеницы - и все равно, в течение трех лет, в урожае наблюдались зерна, характерные, для пшениц мягкой и твердой, ржи и ярового ячменя двурядного.
В Львовской области [11] были проведены эксперименты с подзимним посевом в разные сроки пшеницы ветвистой. В результате опытов в последующих поколениях были получены неветвистые формы пшеницы твердой и пшеницы мягкой, а также (1,32 и 1,3%) растения яровой ржи и, в единичном случае ячменя (как и у Ремесло). При этом в зависимости от сроков посева преобладали формы твердой пшеницы либо мягкой.
На Льговской селекционной станции [12] в полученных из Грузии семенах пшеницы ветвистой были найдены крупные зерна ячменя. Обратим внимание не столько на наличие примесей, сколько на то, что селекционеры тщательно перебирали семена, чтобы исключить попадание примесей в посевы. Поскольку такая форма ячменя представляла ценность для данного региона, то решили их тоже высеять. И на одном из пророщенных растений обнаружился колос, по строению похожий на пшеничный. Посеянные из этого колоса зерна дали во втором поколении растения твердой пшеницы и 10 растений пшеницы мягкой. Таким образом, из пророщенного ячменного зерна во втором поколении были получены три разновидности пшеницы твердой и одна - пшеницы мягкой.
И так, исследования были организованы в связи с работами по «переделке» яровых пшениц в озимые и «расшатыванию наследственности» сельскохозяйственных растений критическими факторами с целью получение новых устойчивых к неблагоприятным условиям сортов и гибридов. К тому же, часть исследователей проверяли опубликованные результаты по переделке одних видов в другие. Суть работ сводилась к тому, что бы проводить посев в крайне неблагоприятных условиях, например, подзимний посев яровых культур или посев культур в других географических зонах (например, южных на севере). Если проще, хотите получить зимостойкий сорт - высевайте в условиях низких температур, засухоустойчивый - при высоких температурах и низкой влажности. При чем, согласно теории стадийного развития Лысенко, чтобы неблагоприятный период приходился как раз на критическую фазу по этому фактору. И каждый раз, после воздействия неблагоприятных факторов (низких температур и условий освещенности в критические фазы развития) наблюдался предположенный Лысенко эффект порождения одного вида другим. Явление это оказалось редким. Кто желает - может прикинуть вероятности, сравнить с уровнем значимости и крепко задуматься о критериях статистической достоверности. Повторимся, рассказы о массовых ошибках или массовой фальсификации договорившихся между собой разных групп исследователей из разных организаций могут вызвать только улыбку сострадания.
продолжение
1. Лысенко Т.Д. Новое в науке о биологическом виде // Агробиология. - 1950. - № 6. - С. 15-25.
2. Лысенко Т.Д. Новое в науке о биологическом виде // Ботанический журнал. - 1953. - Т. 38, № 1. - С. 44-53.
3. Карапетян В.К. Изменение природы твердых пшениц в мягкие // Агробиология. - 1948. - № 4. - С. 5-21.
4. Об основных понятиях и терминах в селекции и семеноводстве, применительно к организации сортовых семян // Яровизация. - 1938. № 1-2. - С. 137-142.
5. О схеме производства семян элиты государственными селекционными станциями // Яровизация. - 1938. № 1-2. - С. 143-146.
6. Яровизация. - 1938. № 1-2. - С. 147-165.
7. Якубцинер М.М. Материалы к вопросу о нахождении зерен ржи в колосьях пшеницы // Агробиология. - 1952. - № 1. - С. 24-38.
8. Карапетян В.К. Некоторые новые факты превращения видов у злаковых // Агробиология. - 1952. - № 2. - С. 29-44.
9. Садыков А.М. Новые случаи перерождения пшеницы // Агробиология. - 1952. - № 5. - С. 42-44.
10. Ремесло В.Н. Факты появления других видов в посевах ветвистой пшеницы // Агробиология. - 1951. - № 6. - С. 16-19.
11. Нечипорчук И.Д. Некоторые условия, способствующие перерождению ветвистой пшеницы // Агробиология. - 1952. - № 4. - С. 119-121.
12. Фейцаренко А.И. Получение пшеничных растений из ячменных зерен // Агробиология. - 1952. - № 4. - С. 121-122.