Владимир Крупин - Карлики рождают гигантов

В камере растение обрабатывается колхицином или его производными — аценафтеном, хлористым сангуннарином, гаммексаном, линданом и другими. Они действуют быстро и весьма эффективно. В результате в камере образуется достаточно много полиплоидных клеток. Некоторые из них способны к размножению, большинство же погибает, так как колхицин и другие химические вещества — это яды для растительного организма.

Яды. Опять это слово. Но почему именно они мутагены? Ничего в этом удивительного нет. Яд, как мы видели, бывает и лекарством и стимулятором. Для большинства организмов мутаген — яд. Все же примерно пятая часть изменений, которые химический мутаген вызывает у растений и микроорганизмов, полезна.

Попадая в ДНК, мутаген поражает информационный центр, мешает ему отдавать распоряжения. Иногда он вносит хаос в построение новой жизни в клетке. А иногда неожиданно попадает в ее ритм, ускоряя ее и перестраивая, но не нанося смертельного удара.

Доктору биологических наук И. Раппопорту посчастливилось открыть несколько химических мутагенов — диэтилсульфат, этиленамин, нитрозоалкилмочевину и диазоцетилбутан.

Любопытно, что активные группы последних веществ входят и в состав природных ядов — митомицина, стрептозотоцина и азасерина.

Мутагены Раппопорта позволили осуществить поразительный эксперимент. На лабораторном столе в Институте химической физики была «прокручена» эволюция нескольких видов растений. Воздействуя на пшеницу сорта «украинка», ученые получили из нее сразу два новых подвида. Один из них по всем признакам походил на подвид «компактум». Другой ничем не отличался от индийской пшеницы. В третьем случае была получена химера. Химерный мутант сочетал в себе признаки сразу двух различных видов: лист и соломина короткие, как у «тритикум сферококкум», а колос как у иранских мягких пшениц.

Природе на это требовались тысячелетия. Химики воспроизвели процесс эволюции за год.

Химические мутагены оказались гораздо эффективнее такого физического метода воздействия, как радиация. Они меньше разрушают обрабатываемый материал, меньше поражают структуру хромосом. Последняя особенность способствовала развитию экспериментальной полиплоидии на новой основе.

Самый яркий пример — история с сахарной свеклой. Селекционеры Европы давно бьются над тем, чтобы «выжать» из этого корнеплода побольше сладкого сока. Оригинаторы долго не могли вырваться из заколдованного круга. Они старались вывести свеклу с крупными корнями. Когда это удавалось, выяснялось, что процент сахара в ней становится меньше. Общий выход конечной продукции не рос, а иногда даже падал. Выводили сорт с повышенной сахаристостью, но он обладал низкой урожайностью.

Полиплоидия вывела оригинаторов из тупика.

Самые серьезные достижения в этой области достигнуты венгерскими учеными. Благодаря химическому мутагенезу здесь получены высокопродуктивные полиплоиды сахарной свеклы. Они отличаются и высокой урожайностью, и сахаристость их на 5–10 процентов выше обычной. Общая стоимость ежегодной прибавки сахара за счет полиплоидии оценивается в ВНР в полмиллиарда форинтов. Это в два раза больше всех ассигнований на науку в республике. Семена венгерских полиплоидных сортов вывозятся в 11 стран. Почти весь сахар в ГДР, Польше, Чехословакии добывается именно из них.

Для наших условий эти сорта, к сожалению, не пригодны. Как и многие полиплоиды, они позднее поспевают.

Первый триплоидный гибрид сахарной свеклы создан в Советском Союзе в 1960 году А. Н. Лутковым, В. А. Паниным и В. П. Зосимовичем. У гибрида повышено содержание сахара в корнях на 15 процентов. Это будущее всей сахарной свеклы в нашей стране. Районированный на Кубани полигибрид-9 дает дополнительно 100 000 центнеров сахара.

На полиплоидный уровень будет со временем переведена и пшеница. Неплохо зарекомендовали себя в суровых условиях Сибири ржано-пшеничные амфидиплоиды лауреата Государственной премии В. Писарева. Огромную коллекцию полиплоидов пшеницы создал академик Академии наук БССР А. Р. Жебрак. Он вывел больше полиплоидов пшеницы, чем все исследователи планеты. Его сорт «тритикум советикум» — пшеница советская — проходит сейчас испытания.

Химический мутагенез, полиплоидия, радиационная селекция — это новые инструменты искусственного отбора. Они позволяют человеку активно вторгаться в жизнь природы, создавать новые виды животных, растений, микроорганизмов высокой продуктивности. Невиданные формы цветов, деревьев, кустарников, мхов, водорослей, птиц, рыб, зверей будут созданы нашими руками в ближайшем будущем.

Отступление седьмое. О генах, обскурантизме и монополиях в науке.

Доблестный Джон Тальбот — основатель британской аристократической династии Шрюбери — погиб на поле брани пять веков назад. Он оставил своим потомкам в наследство Шрюберийский собор и симфалангию — уродство руки. Это обнаружилось не столь давно при реставрации собора, когда был вскрыт склеп родоначальника династии. Потомок герцога в четырнадцатом поколении присутствовал при вскрытии. К великому удивлению собравшихся, он тоже страдал симфалангией. У него, как и у его далекого предка, были сращены первая и вторая костные фаланги на пальцах рук.

Загадка наследственности волнует человека, наверное, с того дня, когда он впервые — в глазах ли матери, или в зеркальной глади — увидел рядом себя и своего ребенка. Загадка эта казалась непостижимой едва ли не до нынешнего дня.

Каким образом из одной-единственной микроскопически малой клетки возникает огромный и сложнейший организм — миллиарды клеток, разумно и целесообразно соединенных в одно целое? Каким образом это целое наследует мельчайшие признаки — цвет глаз у человека или форму листа у клевера — своего родителя, своих праотцев? Где заложен механизм, который с такой точностью, тонкостью и последовательностью передает эти признаки из поколения в поколение?

Передаточная ступень поколений — половая клетка. Точнее, две — отцовская и материнская. Именно в ней, в клетке, заложено будущее и одного организма и сотен последующих поколений. Клетка — основа жизни. В ней сосредоточены важнейшие проявления жизни — синтез белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и других веществ. Основа клетки — ядро. Оно направляет синтез белков. В нем и содержатся те молекулярные структуры, в которых записана наследственная информация — гены.

Современные поколения исследователей уже со школьной скамьи пользуются такими понятиями, как клеточное ядро, цитоплазма, ДНК, хромосомы. Методы электронной микроскопии и меченых атомов представляются им простыми и очевидными. Применение их в практике лабораторных работ само собой разумеется. Но с каким трудом вырабатывались эти методы предшественниками нынешних пионеров науки! Как нелегко входили в научный обиход понятия, без которых сегодня немыслим ни один институтский и даже школьный учебник естествознания!