Вечное движение (О жизни и о себе)

Явления нерасхождения хромосом были широко зарегистрированы в природе, где они возникали под влиянием неучитываемых условий. Такие появляющиеся под влиянием каких-то неизвестных причин нарушения деления ядра можно было использовать в опыте и в практике. В 1927-1928 годах в Ленинграде Георгий Дмитриевич Карпеченко проводил свои знаменитые опыты по скрещиванию редьки и капусты. Гибриды этих растений были бесплодны, так как имели два разных гаплоидных набора хромосом. Карпеченко удалось, используя случайно возникавшие нередуцируемые половые клетки, получить зиготы, в которых в диплоидном числе были объединены и ядро редьки и ядро капусты. Как по мановению волшебной палочки, такие тетраплоидные гибриды стали плодовитыми. Эти опыты заложили основу важнейшего современного направления по скрещиванию видов.

Вполне понятно, что в течение трех первых десятилетий нашего века многие ученые бились над проблемой управления явлением нерасхождения хромосом, чтобы разработать метод, который позволил бы по желанию в экспериментах получить нужные полиплоидные формы растений. Первый шаг в решении этой важнейшей проблемы еще в самом начале текущего века был сделан в Московском университете в опытах Ивана Ивановича Герасимова, действовавшего температурными шоками и некоторыми ядами на клетки водорослей спирогира. Ему экспериментально удалось вызывать нерасхождение хромосом. После длительных поисков тех условий, в которых экспериментатор мог бы безотказно вызывать явление полиплоидии, в 1937 году Айвери и Блексли показали, что полиплоидию можно искусственно вызывать с помощью химии, а именно воздействуя алкалоидом колхицином на делящуюся клетку. Деление ядра клетки связано с образованием внутри ее особой временной структуры, так называемого веретена деления. По нитям этого веретена хромосомы скользят к разным полюсам деления. Оказалось, что колхицин разрушает веретено деления, то есть основной элемент в механизме нормального расхождения хромосом в дочерние ядра. В результате возникает картина нерасхождения хромосом. Разделившиеся хромосомы, вместо того чтобы попасть в две дочерние клетки, все вместе, то есть в двойном количестве, остаются в одной клетке, обработанной колхицином.

Итак, в 1942 году основы экспериментального получения полиплоидов были ясны. Какое же сельскохозяйственное растение следовало вовлечь в опыты по получению полиплоидов? Где можно было ожидать наибольший производственный эффект при такой работе? Выяснилось, что усилия надо направить на получение полиплоидов у сахарной свеклы. Это культурное растение является у нас в стране источником получения сахара, оно высевается на громадных площадях, и конечно же любое повышение выхода сахара с гектара будет иметь величайшее производственное значение. В литературе имелись указания, что у сахарной свеклы особо перспективными являются растения с тройным набором хромосом, так называемые триплоиды. Выходило, что перед сельским хозяйством нашей страны надо было ставить вопрос о переводе использования обычной сахарной свеклы на триплоидный уровень с учетом гетерозисности гибридов.

Новые подходы к селекции сахарной свеклы диктовались также тем, что ко времени начала войны стали очевидны большие трудности, которые встали перед обычной селекцией этого ценнейшего растения. Нашими выдающимися селекционерами, в первую очередь А. В. Мазлумовым, были созданы замечательные сорта этой культуры. Вместе с тем стало очевидно, что дальнейшее улучшение сахарной свеклы обычными методами встречает серьезные затруднения. Увеличение сахаристости в корнях, выражаемое даже в долях процента, шло с трудом. Надо было искать новые пути, и все указывало, что экспериментальная полиплоидия у сахарной свеклы такие новые пути действительно сможет открыть.

Решение этой задачи надо было нацелить на получение триплоидных товарных семян сахарной свеклы. Такие семена регулярно и в нужных количествах можно получать только при скрещивании тетраплоидных линий на диплоидные линии обычной свеклы. Встала задача решить первый цикл в этом процессе, а именно в экспериментах с помощью колхицина получить новые тетраплоидные формы сахарной свеклы.

На предоставленном участке земли при проведении опытов пришлось выполнять все обязанности, от обработки почвы до микроскопического анализа пыльцы. Когда однолетние корешки, посаженные в почву, дали побеги, их точки роста обработали раствором колхицина. Можно было рассчитывать, что если на такой ранней стадии какое-то количество обычных, диплоидных клеток под влиянием колхицина превратится в тетраплоидные клетки, то они могут послужить основой для развития целого побега, обладающего тетраплоидной тканью.

Растения сахарной свеклы характеризуются способностью так называемой факультативной перекрестной опыляемости. Яйцеклетки их цветков, как правило, опыляются перекрестно, то есть пыльцой с другого растения. Тетраплоидные ткани отличаются по размерам листьев, более темно-зеленой окраской и по другим признакам. Если бы колхицин вызвал образование тетраплоидной ткани у разных растений, тогда можно было бы, уничтожив обычные, диплоидные побеги, заставить тетраплоидную пыльцу опылить тетраплоидную яйцеклетку.

Такой подход к делу резко увеличивал темпы создания тетраплоидных растений сахарной свеклы, он позволял создать экспериментальные тетраплоиды в течение одного лета. В последующие годы надо было получить тетраплоиды из всех основных лучших сортов и изучить качество разных гибридов между тетраплоидами и диплоидами. Использование высокоурожайных триплоидных сортов требовало создания особого семеноводства, связанного с постоянной гибридизацией диплоидных растений на избранную тетраплоидную форму сахарной свеклы.

Лето 1942 года мне пришлось провести, работая и оберегая посадки экспериментальных корней сахарной свеклы. После обработки точек роста колхицином многие побеги приобрели явно уклоняющийся характер. Их листья стали более крупными, мясистыми, более круглыми, устьица на поверхности листьев увеличились.

На экспериментальном участке появилась большая доска с надписью: "Идут опыты, осторожно: яд!" Но охранять посадки надо было не только от людей, но и от четвероногих, которые надписей не читают. В Алма-Ате очень много осликов, этих чудных созданий, которым так не повезло в баснях и в пословицах. На самом деле ослики - у меня даже язык не поворачивается назвать их ослами,- это безмерно терпеливые и трудолюбивые, милые и очень привязчивые животные.

Трудно придумать что-нибудь более очаровательное для сравнения с осликами-детьми. Мохнатые, маленькие, с ушами, расставленными словно чуткие локаторы, с чудными громадными, бездонно-непроницаемыми глазами - эти существа казались диковинными игрушками. В их играх и милых забавах вся прелесть юной вскипающей жизни. И вот эти ослики несколько раз пытались съесть колхицинированные побеги у подопытных растений.

Приближалась осень. На развившихся тяжелых, тетраплоидных побегах завязались семена. Стало ясно, что колхицин оказал свое волшебное действие на деление клетки, в результате чего появились тетраплоидные побеги и на них - тетраплоидные семена. Крупные, резко выделяющиеся семена были получены с явно уклонившихся побегов, имевших более зеленые, грубые и крупные листья. Это были тяжелые семена тетраплоидов сахарной свеклы, впервые полученные в нашей стране. Вид этих семян знаменовал собою зарю важнейшего производственного перелома в разведении сахарной свеклы, резкого повышения выхода сахара с гектара за счет внедрения в практику триплоидных сортов свеклы.

Весною 1943 года эти драгоценные семена были высажены в те же грядки в саду. Они взошли и превратились в маленькие тетраплоидные растения с крепкими темно-зелеными листьями.

Однако уже в 1943 году, имея в виду поворот войны, наше правительство решило вернуть учреждения Академии наук в Москву, установив сроки их реэвакуации на время между маем и октябрем. Это было свидетельством того, что война шла к концу, приближалась победа.