Общество физиологов растений России

Физиология растений в научной деятельности Н.И. Вавилова

Николай Иванович Вавилов (1887-1943) в мировую науку вошел как автор работ в области генетики, селекции, географии и систематики растений, растениеводства. Эти направления его деятельности широко обсуждаются учеными. Его же заслуги в физиологии растений, ее соединения с экологией, менее всего освещены в литературе.Между тем именно с физиологии растений, с разработки проблемы устойчивости, начался его исследовательский путь.

Н.И. Вавилов изучал устойчивость растений к неблагоприятным биотическим воздействиям, разносторонне занимался иммунитетом.Объектами его исследований были паразитные грибы (головнёвые, ржавчинные, мучнистая роса) и поражённые ими растения, главным образом, хлебные злаки (озимая и яровая пшеница, овёс, рожь, ячмень). Им были исследованы растения многих земледельческих районов страны и мира. Весь собранный материал по видам и сортам был последовательно изучен под углом зрения его восприимчивости к различным инфекциям. Эту работу Вавилов проводил по строго разработанной им схеме.

Первый этап включал выявление картины нанесённого патогеном повреждения. Далее следовало определение ответных реакций растения-хозяина. При этом наблюдения последовательно проводились как за действием природных патогенов, так и за действием искусственного заражения.

Осмыслив собранный фактический материал, Вавилов переходил к общебиологическим обобщениям и практическим рекомендациям. Он считал, что наиболее радикальным средством борьбы с грибными и бактериальными заболеваниями является введение в культуру иммунных сортов, создание их селекционным путем на основе природного иммунитета. Он ставил перед селекционерами актуальную, но «труднейшую» задачу – создание сортов, одновременно иммунных к различным заболеваниям.

Учёный определил различия растений в отношении их восприимчивости к грибам. Он показал, что характер воздействия гриба на растение является ценным «физиологическим реактивом», критерием для систематиков. Он утверждал: «Эти различия являются прочными, унаследованными свойствами растений» (Вавилов, 1913, с. 82). Таким образом, исследования по иммунитету растений Вавилов соединил с генетикой.

Огромная заслуга Вавилова состоит в доказательстве универсальности свойства устойчивости растений на воздействие патогена. Способность к иммунитету присуща как культурным растениям, так и представителям дикой флоры.Он считал правомерным выделение иммунологии растений в самостоятельный, особый раздел ботаники под названием фитоиммунология.Показателем широты охвата Вавиловым проблемы иммунитета служит его обращение к экологии. Составляя экологическую классификацию культурных растений, он фиксировал связь между реакцией видов и сортов на воздействие патогенных организмов и их экологической дифференциацией.Вавилов углубленно изучал физиологическую и биохимическую природу как патогенов, так и видов и сортов растений, поражённых ими. Он сделал вывод о сопряжённости типа реакции растительного организма на патоген с эволюционным процессом.

Вавилов различал типы иммунитета. Он выделял естественный, врождённый иммунитет и иммунитет приобретённый, искусственно вызванный (Вавилов, 1935). Он описал приспособления, свойственные естественному иммунитету анатомо-морфологического характера. По его наблюдениям, этот тип устойчивости связан с функциональной деятельностью растительного организма. Его основу составляют защитные специфические реакции, возникающие в клетках растения-хозяина в ответ на раздражение, исходящее от патогена.Вавилов отмечал особое значение комплексного, или группового иммунитета. В эту категорию он включал одновременную устойчивость растения к нескольким патогенным организмам.

Вавилов обосновал необходимость введения в фитоиммунологию ботанико-географического метода исследования; указывал на обязательность учёта биологических свойств как паразита, так и растения-хозяина. Идя этим путём, он установил ряд закономерностей, «правильностей» в распределении естественного иммунитета среди видов и сортов культурных растений. Он заострил внимание на том обстоятельстве, что закономерности в распределении иммунитета, наблюдаемые им у возделываемых растений, характерны и для диких видов.

Свой основополагающий труд «Законы естественного иммунитета растений к инфекционным заболеваниям (Ключи к нахождению иммунных форм)» (1961) Вавилов создал на основе большого фактического материала, полученного при изучении разнообразных культурных растений, как уже упоминалось, главным образом хлебных злаков.Приоритет труду принесла эколого-географическая система, разработанная автором и впервые применённая им в этом исследовании.Вавилов предложил ряд законов, «ключей», призванных определить вероятность нахождения иммунных видов и сортов в многообразии культурных растений.Учёный заключал, что распределение иммунитета среди видов и сортов не является случайностью. Оно связано с филогенетическим положением растения, его экологическим типом и генетической природой.

В 1929 г. Вавилов был избран в число действительных членов Академии наук СССР. Представление к избранию составил С.П. Костычев. Характеризуя научные труды претендента в академики, Костычев высоко оценил его достижения в иммунологии. Он констатировал, что занятия в этой области подвели Вавилова к открытию закономерностей и в явлении изменчивости растений. «Исследуя один за другим виды и роды, – отмечал Костычев, – он подметил, что несмотря на поразительное разнообразие форм, изменчивость укладывается в определённые закономерности» (Костычев, 1929, с. 34–35). Это открытие составило основу «Закона гомологических рядов в наследственной изменчивости».«Закон» был обнародован в 1920 г. на III Всероссийском селекционном съезде в г. Саратове.

Работы Н.И. Вавилова по иммунитету растений составили эпоху в развитии физиологии растений. В 1926 г. за эти работы в совокупности с итогами исследований по происхождению культурных растений он был удостоен премии им. В.И. Ленина.

В параллель с работами по иммунитету растений и инфекционным заболеваниям, Вавилов обращался к вопросам засухоустойчивости, выступал за привлечение физиологии растений к разработке технологии возделывания растений, к изучению особенностей их вегетационного развития, условий прорастания семян.Он приветствовал работы по фотопериодизму растений. В этом отношении показательна его статья «Проблема северного земледелия» (1931).

Н.И. Вавилов последовательно и аргументировано продвигал в жизнь тезис о необходимости привлечения знаний о функциональной активности растений в агрономию. Он поддерживал контакты с ведущими ботаниками-физиологами его времени – И.П. Бородиным, В.Р. Заленским, С.П. Костычевым, Н.А. Максимовым, А.А. Рихтером.

К.В. Манойленко, Санкт-Петербургский филиал Института истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН, Санкт-Петербург

Труды:

Вавилов Н.И. Материалы к вопросу об устойчивости хлебных злаков против паразитических грибов // Тр. Селекц. станции при Моск. с.-х. ин-те. 1913. Вып. 1. С. 1–110.

Вавилов Н.И. Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям. М.; Л.: Сельхозгиз, 1935. 100 с.

Вавилов Н.И. Законы естественного иммунитета растений к инфекционным заболеваниям (ключи к нахождению иммунных форм) // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1961. № 1. С. 117–157.

Костычев С.П. Вавилов Н.И.// Записка об ученых трудах действительных членов Академии Наук СССР по отделению физико-математических наук, избранных 12 января 1929 года.Л. Изд. АН СССР 1929. с. 34-38.

Новости

Обновления Годичного собрания ОФР 2018

Опубликована обновленная программа мероприятия и третье информационное письмо

Био/мол/текст

«Биомолекула» в восьмой раз проводит конкурс на лучшую научно-популярную работу о современной биологии.

70 лет Тамаре Константиновне Головко

Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук сообщает, что 29 мая 2018 ...
Все новости
Подписка на новости ОФР
verification code
ОФР в социальных сетях

Объявления

Требуются добровольцы на ведение групп Общества в социальных сетях Вконтакте и LiveJournal

Приветствуются также инициативы ведения групп в профильных соц.сетях для ученых. Управление составом ...

Ищем авторов новостей

ОФР приглашает к сотрудничеству авторов ...

Все объявления