Мы не знаем, чувствуют ли растения боль, хотя некоторые опыты подтверждают это, но то, что они нас кормят, «фабрикуют» кислород, радуют наш глаз и сердце, – это известно каждому человеку. Поэтому и относимся мы ко всему растущему на земле с уважением и любовью. В нашей стране немало делается и для более пристального изучения природы растений.

В отделе радиационной генетики и радиобиологии Всесоюзного научно-исследовательского института растениеводства, которым заведует кандидат сельскохозяйственных наук Виталий Щербаков, «мучают» растения, используя для этого самые современные средства – жесткое альфа-излучение, которое возникает при взрыве атомной бомбы, и различные химические раздражители. Зачем же ученым понадобились такие варварские эксперименты? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, давайте побываем на подмосковном полигоне института растениеводства, на уникальном гамма-поле.

Дежурный оператор знакомит нас с небольшой инструкцией по технике без-

опасности и вручает миниатюрные дозиметры гамма-излучений. При выходе на полигон их показания проверяются. Включается электронный «контролер», который не позволит источнику радиации подняться из свинцового хранилища, если останется в опасной зоне хоть один человек. Словом, мы проходим обычную процедуру техники безопасности для предприятий и учреждений, работающих с различного вида излучениями. И вот мы на поле, которое все сотрудники называют «атомным». Общий диаметр его – двести метров. Поле можно разделить на три вписанных окружности. В центре расположен мощный источник излучения – изотоп кобальта-60. Тридцатиметровая зона с наиболее активной радиацией огорожена земляным валом. Здесь в специальных сосудах находятся растения, подвергающиеся опыту. Когда люди работают в зоне радиации, источник излучения надежно изолируется в свинцовой «бочке» с «абажуром».

Все многообразие животных и растений, которые обитают и произрастают на Земле, – это в основном результат мутаций, другими словами, наследственных изменений организмов, которые возникают в результате или под действием различных факторов внешней среды. Холод и жара, повышенная влажность и засуха, химическое «окружение» и электромагнитные поля, нарушение обмена веществ и много других причин заставляют растения приспосабливаться к внешней среде, вкладывать в потомство новые качества, которые должны помочь им выжить.

Если внимательно осмотреть небольшой участок любого поля, занятый одним видом растения, то, вероятно, можно обнаружить этакого «уродца», у которого то окраска листьев неровная, то стебель больше или меньше обычного, то цветок не соответствует норме. Это и есть мутанты. Но вообще в природе мутации довольно редки.

К факторам, которые влияют на изменение наследственности, относятся и различные виды излучений, которые и положены в основу опытов на подмосковном гамма-поле. Как известно, на нашей планете существует постоянный радиационный фон. Растения и животные, а также и люди давно привыкли к этому естественному излучению, и оно играет свою роль в эволюции. А что произойдет, если живой организм «ударить» непривычно большой дозой гамма-лучей?

Самый простой и незатейливый участник процесса изменения наследственности – ген. Задачу генов можно сравнить с блоками памяти ЭВМ. Они должны хранить заложенную информацию и выдавать ее по первому требованию. Но нужно сказать, что гены справляются с этой нелегкой задачей куда лучше, чем все «умные» машины, вместе взятые. Воздействуя на растение в разные моменты его жизни радиацией, ученые могут выбить те гены, которые именно в этот момент поступили из «хранилища» на «считку» наследственной информации. Выбить – следовательно, резко изменить ближайшего потомка этого вида растения, то есть искусственно «сконструировать» мутант. Так вот, применение некоторых химических соединений и ионизирующих излучений лозволило увеличить «выход» мутантов в десятки, сотни, а иногда и тысячи раз!

Большое количество мутантов, появившихся с помощью излучений, уже сейчас дало селекционерам небывалый исходный материал и значительно сократило сроки работ по созданию новых растений. Получено уже более ста двадцати сортов различных культур. В частности, и на колхозные поля «вышли» двадцать мутантов.

Но получаем мы мутанты пока случайно. Ведь все участники жизненного процесса, будь то ген, хромосома или отдельные клетки, связаны между собой значительно более гибкими и тонкими связями, чем мы можем себе представить. Поэтому, воздействуя на растение таким мощным раздражителем, каким является радиация, трудно попасть точно в цель, не затронуть хрупкие взаимосвязи, и пока нельзя сказать, на какой фазе развития растения, каким именно «раздражителем» и в какое время лучше произвести обработку растения, чтобы можно было выполнить заказ земледельцев.

Каким видит свою вековую мечту – «идеальное растение» – земледелец? Например, пшеницу он представляет такой: невысокий, но крепкий стебель, устойчивый к полеганию и болезням, умеющий противостоять и засухе и переувлажненности, имеющий хорошей формы полновесный колос, который должен быстро созревать... К этим свойствам «идеальной» пшеницы можно было бы добавить еще не один десяток подобных характеристик, причем многие из них менялись бы в зависимости от климатических условий.

Вряд ли кто из земледельцев уверен, что такое растение вообще может появиться. Но тем не менее на гамма-поле создан мутант, удовлетворяющий многим из предъявляемых требований. Сейчас он проходит испытание на знаменитом опорном пункте Мироновского НИИ селекции и семеноводства пшеницы и одновременно передан современным мичуринцам на скрещивание.

Получить растение «по заказу», научиться управлять наследственными признаками – вот основная цель, которую ставят перед собой ученые. А достичь этой цели не просто. После длительных опытов было замечено, что под воздействием радиации больше меняются те участки хромосом, хранительниц генов, которые ведут работу по «прочтению» информации гена и вырабатывают дальнейшее руководство к действию. Поэтому закономерно возникла идея «ударить» радиацией именно в тот момент, когда работают гены, контролирующие тот или иной признак растения.

Казалось бы, просто: воздействуй на гены роста – стебель будет длиннее или короче, на гены формирования зерна – получишь красивой формы зерно с высоким процентом белка. По нашему желанию можно будет сделать «волосатый» или «лысый» колос. Но пока все это в будущем. Возможно, в недалеком будущем. Сейчас удалось определить,

что, например, при облучении растений в период выхода в трубку, – когда они вступают в пору половой зрелости, – мутации возникают в 70 раз чаще, чем при воздействии на молодые растения. Используя этот эффект, на гамма-поле был произведен опыт, который заставляет изумиться даже избалованного сенсационными научными сообщениями современного человека.

Учеными для опыта был взят «дикарь» томата. «Пращур» помидорного куста мало напоминает современного культурного сородича. Большой, ветвистый, с мощными побегами и довольно крупными листьями, он плодоносит маленькими (не больше ягоды обыкновенной смородины) плодами. Правда, плоды эти буквально обсыпают весь куст. И достоинства у «дикаря» знатные. Он силен, редко болеет и устойчив к «врагу номер один» – фитофторозу. Кроме того, в его плодах больше сахара, витаминов, чем у культивированных томатов... «Выбивая» радиацией из общей цепочки отдельные гены, удалось получить различные мутанты. Некоторые из них, унаследовав лучшие качества «родителя», принесли значительно более крупные плоды. С ними скрестили культурные крупноплодные сорта (которые, увы, часто изнеженны и болезненны) и получили в результате вполне промышленные гибриды. Для выведения подобных сортов природе при самых благоприятных условиях потребовалось бы не одно тысячелетие. А скорее всего, данный сорт вообще бы не появился.

Этот сорт томатов отличается высокой урожайностью. С каждого куста сотрудники атомного поля собирают до 700 крупных плодов.

Обилие мутантов, как считают некоторые ученые, может в какой-то мере изменить и естественный ход эволюции. Ведь в одном потомстве зачастую появляются два разных и удачных мутанта, которые можно скрестить и свести в новую форму, то есть вывести новый вид растения. Случайная встреча подобных мутантов практически невозможна.

Только в одном опыте, поставленном на атомном поле, ученые наглядно продемонстрировали силу генетики и смогли повторить или, лучше сказать, «сжать» время естественной эволюции с тысячелетий до ничтожно малого времени в несколько лет.

Генетики проектируют будущее сельскохозяйственных культур, причем речь идет не только об усовершенствовании отдельных растений, но и о создании новых. В самом деле, почему бы не «вписать» с помощью генов в томаты информацию картофеля, в результате – сверху помидоры, снизу – картофель. Или запрограммировать растения на самообслуживание различными химическими компонентами, например, азотом, введя в их генетический строй гены азотных удобрений? Фантастика? Да, но фантастика реальная.

• Страницы:
• 1
• 2
• следующая

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.