Часть I Т.Д. Лысенко – ученый-практик
Забытая мировая известность Т.Д. Лысенко
Так знайте же. В пяти годах ходьбы отсюда, в Черных горах, есть огромная пещера. И в пещере этой лежит книга, исписанная до половины. К ней никто не прикасается, но страница за страницей прибавляется к написанным прежде, прибавляется каждый день.
Кто пишет? Мир! Горы, травы, камни, деревья, реки видят, что делают люди.
В 1948 году в США состоялся Международный симпозиум по яровизации и фотопериодизму. Участниками симпозиума были известнейшие в мире ученые в области биологии развития и физиологии растений. Такой представительный симпозиум не мог пройти бесследно, но в России я о нём не слышал, ничто о нём не говорило. Передо мной большой том публикаций этого симпозиума, на который я случайно наткнулся в библиотеке Стэнфордского университета в 1990-х и скопировал его (в январе 2014 г. мне пришло в голову поискать его в Интернете, и я нашёл!). Вот он:
Книга открывается обложкой основного научного труда Т.Д. Лысенко «Теоретические основы яровизации», опубликованного в 1935 г., внизу которой – строки из книги Ашби (Ashby 1947), которые будут процитированы в последующих главах:
Далее, после Введения, даны фотографии восьми ученых, внесших наибольший вклад в обсуждаемую фундаментальную тему, среди них – два советских: Т.Д. Лысенко и Н. А. Максимов:
Затем, перед вводной статьей со-председателя симпозиума Р. О. Уайта (R. O. Whyte), помещена титульная страница вышедшего в Великобритании перевода серии трудов Т.Д. Лысенко под общим заголовком «Яровизация, или метод Лысенко предпосевной обработки семян (1933)». Далее по тексту дана титульная страница его работы «Влияние термического фактора на продолжительность фаз развития растений. Опыты со злаками и хлопчатником», вышедшей в 1928 г.:
Это были те самые труды, с которыми в начале 1930-х Т.Д. Лысенко вошел в мировую науку. В своей статье, давая обзор мировых работ по яровизации, Р. О. Уайт пишет: «Гасснер (1918) был одним из первых, подвергших семена действию низкой температуры… Однако возрождение интереса к температуре и связи её с физиологией развития обязано методу, разработанному Лысенко и его сотрудниками в Одесском институте селекции и генетики и известному сейчас всему англо-говорящему миру как vernalization [яровизация]» (Whyte 1948, стр. 2).
Среди участников этого симпозиума в США не было ни Т.Д. Лысенко, ни других советских ученых, но его имя стало символом того симпозиума. Значит, он действительно открыл нечто такое, что ученые-биологи всего мира столь высоко оценили и что сейчас спрятано от широкой российской общественности. Итак, что же нового Т.Д. Лысенко внёс в биологическую науку?
Вклад Т.Д. Лысенко в биологическую теорию
Замечательное открытие, недавно сделанное Т.Д. Лысенко из Одессы, открывает новые огромные возможности селекционерам и генетикам растений.
Теория стадийного развития растений. В 1925 г. Т.Д. Лысенко, окончив Киевский сельскохозяйственный институт и проработав три года на селекционной станции в Белой Церкви (Украинская ССР), приехал на только что открытую Ганджинскую селекционно-опытную станцию в Азербайджанской ССР в качестве заведующего отделом селекции бобовых культур. Там он начал работать с различными видами и сортами бобовых растений, стараясь определить, можно ли использовать возможности сравнительно теплой зимы и сеять горох, вику, чечевицу и другие бобовые осенью и зимой – в месяцы, когда вдоволь воды, ибо летом она вся шла основной культуре края в то время – хлопчатнику, нуждавшемуся в искусственном орошении. Никому ещё не известный исследователь стал экспериментировать со сроками сева. Тут и сказалась самая сильная черта Т.Д. Лысенко – нестандартность мышления и «чувство растения». Он обнаружил, что среди высеянных им под зиму сортов гороха (эксперимент сам по себе тогда казавшийся всем странным) раньше всех весной почему-то созрел сорт «Виктория», не отличавшийся скороспелостью. Как это объяснить?!
И здесь сыграла свою роль другая, не менее сильная черта Т.Д. Лысенко, – видеть в неожиданном результате эксперимента не ошибку, а отражение неизвестного ранее явления. Он стал экспериментировать с другими культурами, в том числе со злаками, высевая их в разные сезоны и наблюдая за длительностью фаз развития растения. В результате им была выявлена общая закономерность: для нормального развития от семени до цветения и плодоношения растению необходимо пройти холодовой период. Каждая культура и каждый сорт требовали разной длительности воздействия холодом. Это объяснило казавшееся странным быстрое развитие в следующем весенне-летнем сезоне сорта «Виктория», высеянного наряду с другими сортами поздней осенью. Этот сорт не был скороспелым только потому, что требовал гораздо больше дней, чем скороспелые сорта, для прохождения «холодовой» фазы при обычном севе весной, а остальные фазы развития у него были короче, чем у остальных сортов. Высев под зиму задержал все сорта на холодовой стадии, а с весенней погодой все они «стартовали» одновременно. Но поскольку холодовая стадия уже была ими пройдена, то «Виктория» вырвалась вперед за счет более быстрого прохождения ею последующих этапов (стадий) развития.
Т.Д. Лысенко в пору его работы на селекционно-опытной станции «Ганджа» (газета «Правда», 7 августа 1927 г., № 178).
Публикация в центральной газете страны в те времена означала многое. В первую очередь – что научные работы и сам молодой исследователь заинтересовали прессу и что с этого момента он попал в зону внимания высших сфер власти.
После переезда Т.Д. Лысенко во Всесоюзный селекционно-генетический институт в Одессе – в качестве старшего специалиста отдела физиологии – эксперименты были продолжены, в том числе на большом числе сортов пшеницы в различных природно-климатических зонах СССР: Казахстане, Северном Кавказе, Азербайджане, Хибинах.
Так Т.Д. Лысенко открыл первый, ключевой в жизни растения этап развития, названный им стадией яровизации. Впоследствии выяснилось, что некоторые культуры – например, хлопчатник – требуют краткосрочного воздействия не низкой, а высокой температурой, и потому за этой стадией закрепилось иное название – температурная стадия. Т.Д. Лысенко показал также, что в жизни растения не меньшее значение имеет следующая, световая стадия развития. На этом этапе развития растения основным регулирующим фактором является уже не температура, а свет – условия освещённости проростка и молодого растения. На основе своих исследований Т.Д. Лысенко сформулировал принцип стадийности, вначале для однолетних семенных растений, легший в основу его общей теории стадийного развития. А именно, он показал, что последовательное прохождение этих двух, и, возможно, каких-то еще других стадий необходимо для дальнейшего успешного развития, цветения и плодоношения растения. При этом каждая культура и даже сорт требует своих, совершенно определённых количественных соотношений интенсивности и длительности воздействия температурного и светового факторов.
Для завершенности теории стадийного развития требовалось выяснить, какой именно момент в жизни растения является критичным, т. е. наиболее отзывчивым на действие фактора. Чтобы ответить на этот вопрос в отношении одного из факторов – холода, Т.Д. Лысенко обратился к одному из загадочных на то время явлений в биологии растений: существованию яровых и озимых форм одной и той же культуры. Формы или сорта однолетних культур, которые при весеннем посеве до осени успевают приступить к плодоношению, называют яровыми, а те, которые не приступают – озимыми. При высеве поздней осенью озимые формы дают урожай – но уже на следующий год. Вследствие такого существенного различия между яровыми и озимыми формами одной культуры, скажем, мягкой пшеницы, ранее полагали даже, что они являются разными биологическими видами, хотя это ботанически один вид рода Triticum.
До Т.Д. Лысенко многие исследователи выдвигали различные гипотезы, стараясь понять, в чем принципиальная разница между яровыми и озимыми формами. Одни полагали, что озимые требуют длительной стадии покоя – приостановки развития – и что зима предоставляет растению такую возможность, другие – что зрелые семена требуют промораживания. Однако эксперименты показали, что это не так: в условиях теплицы при исходной низкой положительной температуре почвы растения пшеницы могли непрерывно расти без приостановки и затем выколашиваться. В 1918 г. немецкий учёный Густав Гасснер пришел к заключению, что именно холод на раннем этапе развития растения является существенным фактором развития и колошения озимых зерновых культур. Оставалось сделать еще один, но решающий шаг: разгадать секрет озимых и получить в руки инструмент управления развитием растения. Этот шаг сделал Т.Д. Лысенко.
Книга Т.Д. Лысенко «Стадийное развитие растений»
К концу 1920-х Т.Д. Лысенко показал полевыми экспериментами, что для успешного развития озимого растения требуется не покой и не промораживание зерна, и даже не холод проростку или молодому растению, как полагал Г. Гасснер. Для развития необходим холод с момента прорастания, а затем медленный рост проростка при низкой положительной температуре в течение определенного времени. Воздействие холода именно на проросток – вот что требуется для запуска нормального развития озимых растений. Более того, оказалось, что всходы ряда яровых культур так же могут нуждаться в пониженной температуре в начале своего роста, но потребность в этом у них гораздо меньшая и потому ранний весенний посев вполне обеспечивает её. Что касается особенностей влияния на растение светового режима, то эту сторону стадийного развития (фотопериодизм у растений) детально исследовал коллега Т.Д. Лысенко по Гандже Н. А. Максимов.
Итак, согласно теории Т.Д. Лысенко, в своём развитии растение проходит несколько стадий, первыми и основными из которых являются стадия яровизации и световая стадия. Для успешного прохождения каждой из стадий требуются свои, особые условия среды. Характер прохождения стадий обусловливает все особенности развития, цветения и урожайности конкретного растения. Различные требования различных культур к яровизационным температурам и характеру освещённости (например, необходимость более массированного воздействия холодом на озимые культуры, чьи всходы находятся под снегом) объяснялось дарвиновским принципом естественного отбора. Это открытие Т.Д. Лысенко было не только огромной теоретической важности – открывалась возможность его практического использования, поскольку оно прямо указывало, в какой момент развития надо воздействовать на растение температурой или светом. Оказалось, что растения наиболее чувствительны и отзывчивы на перемену условий при переходе от одной стадии к другой – когда меняются потребности организма. Поэтому помещение прорастающих семян в определенные температурные условия, а молодых проростков – в определенные условия освещения, является, согласно теории Т.Д. Лысенко, способом управления развитием растения. Чтобы изменить развитие растения в желательном направлении, надо воздействовать на него в начале соответствующей стадии в согласии с требуемыми этой стадией внешними условиями.
Теория стадийности явилась в свое время настоящим прорывом в биологии растений: она показала важность факторов среды в запуске процессов развития растения. Она же привела Т.Д. Лысенко к новым научным открытиям.
Понятия развития и роста. Т.Д. Лысенко ясно сформулировал различие между понятиями развития и роста растения (Уайт 1949). По Лысенко, развитие – это качественное изменение растения от одной стадии к другой, приводящее, в конечном счете, к формированию генеративных побегов и размножению. Рост – это накопление массы, точнее – накопление сухого вещества, и/или увеличение размера растения.
В связи с этим Т.Д. Лысенко предложил отличать физиологический (стадийный) возраст от календарного возраста растения, выражаемого в числе дней, прошедших с того момента как зерно тронулось в рост. Растение может длительное время продолжать вегетативный рост, не переходя к плодоношению, если оно не прошло через все необходимые стадии развития и через определяющие эти стадии условия внешней среды.