Жизнетворный симбиоз

Имя микробиолога и агронома-химика Фани Юрьевны Гельцер (1989 – 1987 гг.) сегодня известно, пожалуй, только специалистам. Несмотря на весьма плодотворную научно-исследовательскую деятельность, ее идеи плохо вписывались в рамки той парадигмы, что господствовала (и до сих пор господствует) в сельскохозяйственных науках. Самое печальное, что признанные и положительно оцененные практические результаты почти никак не повлияли на официальное признание тех научных положений, на основе которых эти результаты были достигнуты. Дело дошло до того, что даже диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук, посвященная проблеме образования перегноя, не увенчалась успехом. В 1970-е годы часть научных изысканий вообще осуществлялась на общественных началах. А одна из важнейших монографий Фани Гельцер – «Симбиоз с микроорганизмами – основа жизни растений», - где освещались результаты многолетних исследований, была издана за счет личных накоплений автора.

Как ни странно, но в наши дни это научное наследие может получить весомый шанс выйти из забвения и оказаться востребованным. Мир меняется, меняется наше отношение к жизни, к природе. Пересматриваются устоявшиеся взгляды и в научном сообществе. Без сомнения, исследования Фани Гельцер дадут богатую пищу для размышлений сторонникам так называемого органического земледелия. Я бы даже сказал, что здесь мы имеем еще один пример того, как идеи и достижения, недооцененные при жизни их авторов, обретают новое звучание спустя полвека.

Важнейшим понятием, подчеркивающим суть данного направления исследований, является «микотрофность растений». Применительно к нашей теме речь идет о сосуществовании корней с определенными видами грибов, с которыми растение находится в симбиотической связи. Многие ученые-биологи и селекционеры не придают большого значения данному фактору, отмечает Фани Гельцер. Учитывая то, что в науке господствует положение об автотрофном существовании растительного мира, утверждение о симбиотических связях как об основе жизни может показаться совершенно неубедительным. Однако, полагает автор, при учете обязательного участия микроорганизмов в ряде жизненно важных процессов в растительных организмах можно успешно решить многие сложные вопросы, до этого не решаемые.

К сожалению, констатирует Фани Гельцер, наука о растениях разделена на узкоспециализированные направления, в силу чего получаемые результаты сложно сложить воедино и увидеть картину в целом. Предложенное направление исследований симбиотических процессов дает возможность осуществить такой познавательный синтез и ответить на целый ряд нерешенных вопросов. В частности, как показали исследования, ростовые вещества, происхождение которых ученые безуспешно пытались выявить в течение многих десятилетий, как раз синтезируются симбиотическими грибами.

Благодаря исследованиям, проведенным Фани Гельцер, была установлена четкая корреляция между продуктивностью отдельных сортов пшеницы и степенью их микотрофоности (в зависимости от условий возделывания). Так, урожайность некоторых озимых сортов, возделываемых в Московской области, составляла около 16 – 20 центнеров с гектара. Этому показателю урожайности соответствовала весьма слабая микотрофность – на уровне 1-2 баллов (по пятибалльной шкале).

От этих сортов резко отличался сорт яровой пшеницы Барнаульская 32, выращиваемый на алтайских черноземах. В благоприятные годы его урожайность достигала 40 центнеров с гектара. «В результате многочисленных просмотров корней этой пшеницы на протяжении трех лет была установлена ее высокая микотрофность (5 баллов)», - пишет Фани Гельцер. Исследования других высокоурожайных сортов пшеницы Всесоюзного генетического института ВСГИ также подтвердили указанную закономерность: при степени микотрофности на уровне 4-5 баллов урожайность всегда составляла 40 ц/га.  Особо показателен в этом плане следующий факт: урожайности сорта Безостой 1, доходившей до 48 ц/га, соответствовала столь же «запредельная» степень микотрофности, превосходящая по насыщенности корней эндофитами (то есть микроорганизмами, населяющими ткани) все известные случаи.

Данная закономерность характеризует не только пшеницу. Весьма показателен в этом плане картофель. Так, высокой микотрофностью обладает дикий картофель, растущий в горной местности, а также картофель, выращенный непосредственно из семян. Однако при культивировании его на равнине и размножении вегетативным путем он постепенно становится слабо микотрофным, а в сухом и жарком климате без орошения – визуально немикотрофным. Как замечает автор, каждый сорт картофеля, получаемый путем скрещивания через семенную репродукцию, всегда более микотрофен, чем после его длительного клубневого размножения.  Этим же фактором объясняется, почему в жарких регионах картофелеводство менее продуктивно, чем в регионах с прохладным климатом.

Связь между степенью микотрофности и уровнем продуктивности растений была установлена и на других культурах. Понятно, что охватить такими исследованиями буквально весь растительный мир невозможно. Однако данное обстоятельство, по мнению автора, еще не дает повода ставить под сомнение выявленную закономерность. «Ведь ни одно положение в ботанике и физиологии растений не устанавливалось при обязательной проверке его на всех растениях», - пишет автор. Многие природные процессы были приняты в качестве универсальных, общих для всех растений без исключения, исходя из исследований единичных видов. Чтобы признать выдвинутые автором положения относительно роли симбиоза с микроорганизмами, необходимо пересмотреть господствующий в науке тезис об автотрофном существовании растений. Именно из-за укоренившихся представлений, считает Фани Гельцер, ученые переоценивают те единичные случаи, когда наличие такой связи не удавалось обнаружить визуально.

Один из важных выводов, имеющий прикладное значение, касается источника происхождения гормонов роста. По словам автора, проведенные исследования со всей достоверностью показали, что гормональные вещества выделяются эндофитами. Их эффективность, в свою очередь, определяется степенью микотрофности корней, из которых они были выделены. Исследователям удалось изготовить на их основе ростовые препараты, названные ими «симбиотами». Как показали опыты, эти препараты стимулируют развитие корневой системы растений, повышают их микотрофность и, соответственно, увеличивают продуктивность культур. Ими можно обрабатывать семена и клубни перед посевом, опрыскивать всходы и вымачивать черенки перед выгонкой.

Кроме того, исследования показали, что эндофиты синтезируют не только гормональные вещества, но также витамины, ферменты, липиды и пигменты разного цвета. Взамен они получают от растений продукты фотосинтеза, служащие для них пищей и источником энергии. Учитывая перечисленные факторы, автор приходит к заключению о принципиальной, фундаментальной значимости симбиоторного существования растительного мира. Возможно, вне этого симбиоза наличие в природе растений невозможно вообще.

Понятно, что сама заявка на такое основополагающее обобщение может стать предпосылкой для кардинального изменения нашего взгляда на растительную жизнь как таковою. И даже более – на живую природу вообще. Отсюда, как мы уже сказали в самом начале, причина несколько прохладного отношения академического сообщества к этим новаторским положениям Фани Гельцер. Мы совсем не можем исключать и разгромной критики в ее адрес. И все же стоит надеяться на то, что данная концепция, какой бы неоднозначной она ни была, посодействует плодотворной дискуссии и тем самым приведет науку к очередным прорывам в деле познания живой природы.

Николай Нестеров