Предыдущая страница реферата | 1  2  3 | Следующая страница реферата

 Иммунитет растений

Иммунитет растений, невосприимчивость растений к возбудителям болезней и вредителям, а также к продуктам их жизнедеятельности. Частные проявления иммунитет растений — устойчивость (резистентность) и выносливость. Устойчивость заключается в том, что растения какого-либо сорта (иногда вида) не поражаются болезнью или вредителями либо поражаются менее интенсивно, чем другие сорта (или виды). Выносливостью называется способность больных или поврежденных растений сохранять свою продуктивность (количество и качество урожая). Применение устойчивых сортов — наиболее надёжный метод борьбы со многими болезнями растений (ржавчиной хлебных злаков, головнёй и ржавчиной кукурузы и др.). Возделывание сортов подсолнечника, устойчивых против заразихи и моли, привело к почти полной ликвидации поражения его этими вредителями. Вавилов установил, что к заболеваниям контролируется сравнительно небольшим числом генов, поддающихся учёту при гибридологическом анализе. Например, у разных видов пшеницы обнаружено около 20 генов устойчивости к стеблевой ржавчине, которые локализованы на 9 хромосомах, находящихся в разных хромосомных наборах (геномах). Устойчивость или восприимчивость растений — результат взаимодействия двух геномов (растения и паразита), что и объясняет многообразие как генов устойчивости растений к одному и тому же виду возбудителя, так и физиологических рас паразита, способных преодолевать действие этих генов. Такое многообразие — следствие параллельной эволюции паразита и растения-хозяина (Н. И. Вавилов, П. М. Жуковский). Американский генетик и фитопатолог Х. Г. Флор выдвинул гипотезу «ген на ген». По этой теории, все гены резистентного растения (R-гены) рано или поздно должны быть преодолены генами вирулентности паразита, так как темп его размножения намного выше, чем у растения. Тем не менее в природе всегда можно найти растения, устойчивые ко всем известным расам паразитов. Одна из важнейших причин этой стойкости растений — наличие у них так называемой полевой устойчивости (типы устойчивости, при которых паразит может развиваться, но вследствие недостатка пищи в растении, из-за наличия механических преград, неблагоприятного строения устьиц и т. п. развивается медленно, и потери урожая в связи с этим невелики). Полевая устойчивость контролируется полимерными генами, каждый из которых не даёт видимого эффекта устойчивости, но их различные сочетания определяют ту или иную её степень.

Единой теории иммунитета растений нет вследствие большого разнообразия типов возбудителей болезней и защитных реакций растений. Н. И. Вавилов подразделял И. р. на структурный (механический) и химический. Механический иммунитет растений обусловлен морфологическими особенностями растения-хозяина, в частности наличием защитных приспособлений (например, густое опушение побегов и т. д.), которые препятствуют проникновению патогенов в тело растений. Химический иммунитет растений обусловлен многими химическими особенностями растений. Иногда иммунитет растений зависит от недостатка в растении какого-либо необходимого для паразита вещества, в других случаях растение вырабатывает вещества, вредные для паразита (фитоалексины немецкого биолога К. Мюллера; фитонциды советского биолога Б. П. Токина). Советский микробиолог Т. Д. Страхов наблюдал, что в тканях устойчивых к болезням растений происходят регрессивные изменения патогенных микроорганизмов, связанные с действием ферментов растения, его обменными реакциями. Советский биохимики Б. А. Рубин и другие связывают реакции растений, направленные на инактивацию возбудителя болезни и его токсинов, с деятельностью окислительных систем и энергетическим обменом клетки. Различные ферменты растений, регулирующие энергообмен, характеризуются разной степенью устойчивости к продуктам жизнедеятельности патогенных микроорганизмов. У иммунных форм растений доля участия ферментов, устойчивых к метаболитам патогенов, более значительна, чем у неиммунных. Наиболее устойчивы к влиянию метаболитов окислительные системы (пероксидазы и полифенолоксидазы), а также ряд флавиновых ферментов. В инфицированных клетках иммунных растений активность этих ферментов не только не падает, но даже возрастает. Это активирование обусловлено биосинтезом ферментных белков, как идентичных присутствующим в незаражённых тканях, так и отличающихся от них по ряду свойств (так называемых изоферментов). У растений, как и у беспозвоночных животных, не доказана способность вырабатывать антитела в ответ на антигены. Только у позвоночных имеются специальные органы, клетки которых вырабатывают антитела. В инфицированных тканях у иммунных растений образуются полноценные в функциональном отношении органоиды протоплазмы — митохондрии, пластиды, рибосомы, которые обусловливают присущую иммунным формам растений способность не только сохранять, но и повышать при инфекции энергетическую эффективность дыхания. Вызываемые болезнетворными агентами нарушения дыхания сопровождаются образованием различных соединений, выполняющих, в частности, роль своеобразных химических барьеров, препятствующих распространению инфекции. Следовательно, И. р. — выражение особенностей протопласта, клетки, ткани, органа и организма в целом, представляющего сложную, разнокачественную и в то же время функционально единую биологическую систему. Характер ответных реакций растений на повреждения вредителями, паразитами — образование химических, механических и ростовых барьеров, способность к регенерации поврежденных тканей, замена утраченных органов — всё это играет важную роль в иммунитета растений к вредителям и паразитам. Вместе с тем в ряде случаев существенное значение для проявления иммунитета растений имеют содержание в тканях некоторых химических соединений, анатомические особенности растений и т. д. В большой степени это относится к явлениям иммунитета растений к вредителям-насекомым. Так, ряд продуктов так называемого вторичного обмена растений (алкалоиды, гликозиды, терпены, сапонины и др.) оказывает токсическое действие на пищеварительный аппарат, эндокринную и нейрогуморальную системы насекомых и других вредителей растений.

В селекции растений на устойчивость к заболеваниям и вредителям наибольшее значение имеет гибридизация (внутрисортовая, межвидовая и даже межродовая). Исходным материалом для селекции служат авто - и амфиполиплоиды, на основе которых получают гибриды между разнохромосомными видами. Такие амфидиплоиды созданы, например, советским селекционером М. Ф. Терновским при получении сортов табака, устойчивых к мучнистой росе. Для создания устойчивых сортов можно использовать искусственный мутагенез, а у перекрёстноопыляемых растений — отбор среди гетерозиготных популяций. Таким способом советские селекционеры Л. А. Жданов и В. С. Пустовойт получили сорта подсолнечника, устойчивые к заразихе. Для длительного сохранения устойчивости сортов предложено: 1) создание многолинейных сортов путём скрещивания хозяйственно ценных сортов с сортами, несущими разные гены устойчивости. При этом вследствие разнообразия генов устойчивости у полученных гибридов новые расы паразитов не могут накопиться в достаточном количестве; 2) сочетание в одном сорте R-генов с генами полевой устойчивости. Повышению устойчивости способствует также периодическая смена сортового состава в том или ином районе или хозяйстве.

Закон Гомологических рядов.

Крупным событием в жизни Н. И. Вавилова и историческим событием в науке был III Всероссийский селекционный съезд в Саратове. Здесь 4-го июля 1920 года Вавилов выступил с докладом "Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости". Это был один из звездных часов ученого.

Закон Гомологических рядов изменчивости, разработанный советским учёным Н. И. Вавиловым закон, устанавливающий параллелизм в изменчивости организмов. Ещё Ч. Дарвин (1859—68) обратил внимание на далеко идущий параллелизм в изменчивости близких видов и родов животных и растений. В 19 и начале 20 вв. ряд ботаников и зоологов (например, франц. учёный М. Дюваль-Жув, 1865; швейцарский миколог Э. Фишер, 1896; нем. ботаник Э. Цедербауэр, 1907, 1927; рус, зоолог В. М. Шимкевич, 1906, 1921, и др.) специально изучали параллельную изменчивость разных видов растений и животных. Советский генетик Ю. А. Филипченко подытожил (1922) ряд таких, преимущественно зоологических, данных в статье о параллелизме изменчивости в живой природе, который он объяснял систематической и филогенетической близостью родов и видов, входивших в изучаемые группы.

Лишь Н. И. Вавилов подошёл к проблеме параллелизма в изменчивости близких видов и родов с генетических позиций и на основе сравнительного изучения обширнейшего мирового материала (в природных условиях, культурах и в опытах) по изменчивости ряда семейств растений, богатых хорошо изученными культурными видами, — главным образом злаков. Н. И. Вавилов показал, что если все известные у наиболее изученного в данной группе вида вариации расположить в определённом порядке в таблицу, то можно обнаружить и у других видов почти все те же вариации изменчивости признаков. Более того, по мере развития исследований видов, входящих в данную группу, «пустые» места в таблице заполняются, и параллелизм в изменчивости близких видов становится всё более полным. Принципиально сходный, но слабее выраженный параллелизм характеризует изменчивость различных родов в пределах семейства, и ещё менее полный — различных семейств в пределах группы более высокого ранга.

Таким образом, закон Гомологических рядов сводится к следующему: близкие виды благодаря большому сходству их генотипов (почти идентичные наборы генов) обладают сходной потенциальной наследственной изменчивостью (сходные мутации одинаковых генов); по мере эволюционно-филогенетического удаления изучаемых групп (таксонов), в связи с появляющимися генотипическими различиями параллелизм наследственной изменчивости становится менее полным. Следовательно, в основе параллелизмов в наследственной изменчивости лежат мутации гомологичных генов и участков генотипов у представителей различных таксонов, то есть действительно гомологичная наследственная изменчивость. Однако и в пределах одного и того же вида внешне сходные признаки могут вызываться мутациями разных генов; такие фенотипические параллельные мутации различных генов могут, конечно, возникать и у разных, но достаточно близких видов. Н. И. Вавилов подчёркивал, что закон Гомологических рядов неизбежно обнимает и такую, в генетическом смысле не строго гомологичную, фенотипически параллельную изменчивость.

После 1920 представители школы Н. И. Вавилова в СССР, а также ботаники и селекционеры зарубежных стран накопили огромный фактический материал, подтверждающий всеобщность закона Гомологических рядов.

Сначала исследования касались в основном морфологических признаков; затем они были распространены на биологические, физиологические и биохимические свойства. Многочисленные подтверждения закона Гомологических рядов были получены на простейших, низших растениях, большом числе семейств высших растений и на животных.

Закон гомологических рядов отражает всеобщее и фундаментальное явление в живой природе. Он имеет огромное практическое значение в растениеводстве и селекции, а также в животноводстве.

Новый этап в научной, организационной и общественной деятельности Вавилова.

В марте 1921 года Вавилов вместе с группой сотрудников переезжает в Петроград. Начинается новый этап в научной, организационной и общественной деятельности Вавилова. Вскоре из США приходит письмо с приглашением двух советских ученых на международный съезд по болезням хлебных злаков. Было ясно, что должны ехать Н. И. Вавилов и А. А. Ячевский. Но вопрос о поездке решался не учеными, Вавилову пришлось ехать в Москву, где он обходит разные учреждения, пишет письма, уговаривает и доказывает бюрократам и столоначальникам необходимость этой поездки. Но благодаря энергии и настойчивости Вавилова, ему удается "пробить" эту столь нужную для страны поездку. В США Вавилова интересуют исследования культурных растений и успехи в области селекции. Его, прежде всего, интересуют работы Бюро растениеводства в Вашингтоне. Не меньший интерес вызывали и успехи американских генетиков, особенно знаменитого Т. Г. Моргана и его сотрудников, генетические исследования которых привлекали внимание всего мира.

По возвращении, Вавилов снова с головой окунается в научную и организационную работу. Постепенно он собирает вокруг себя группу способных и талантливых ученых.

В 1922 году произошло важное событие. Отделы бывшего Сельскохозяйственного ученого комитета были объединены в Государственный институт опытной агрономии, директором которого согласился стать Вавилов. 1-го декабря 1923 года Вавилов избирается членом - корреспондентом Академии наук СССР. А в 1924 году Отдел прикладной ботаники и селекции превращается во Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур. И перед Вавиловым открываются новые более широкие возможности. Теперь он может начать организацию экспедиций в очаги происхождения культурных растений.

В 1924 году ему, наконец, удается поехать в Афганистан - он был включен в качестве курьера в советскую дипломатическую группу. Поездка дает богатейший материал для развития вавиловской теории географических центров происхождения культурных растений. За эти исследования Вавилову присуждается золотая медаль имени Н. М. Пржевальского. Но еще до афганской поездки, Вавилов побывал в Иране, Канаде, США и Западной Европе, не говоря о поездках по Советскому Союзу. Эти поездки плюс феноменальное знание мировой литературы дают Вавилову достаточно материала для написания знаменитой монографии "Центры происхождения культурных растений", опубликованной в 1926 году и удостоенной в том же году премии имени В. И. Ленина.

В 1924 году он назначается директором, созданного им Всесоюзного института прикладной ботаники и новых культур, а с 1926 по 1935 он избирается членом ЦИК СССР. В 1929 году Вавилов избран академиком Академии наук СССР и УССР и с 1929 по 1935 год - президентом ВАСХНИЛ. В 1930 году Вавилов избирается директором лаборатории генетики Академии наук СССР, а в 1931 году - президентом Всесоюзного географического общества. По инициативе Вавилова организуется ряд новых научно-исследовательских учреждений. Вавилов был талантливым организатором науки.

Трагедия жизни Вавилова.

Но постепенно на творческом пути Вавилова возникает все больше помех, а затем и открытой вражды, которая скоро переходит в организованную травлю. Но трагедия Вавилова не была только личной, она была частью трагедии эпохи. Уже во второй половине 20-х годов начинается полное подавление гласности и переход к командно-административным методам управления. Начинаются репрессии, например по вымышленному делу, так называемой "трудовой крестьянской партии". В 1929 году подвергается гонениям и аресту создатель эволюционной генетики, один из выдающихся биологов мира С. С. Четвериков. Начинаются нападки и на других биологов, в том числе на Н. К. Кольцова. Тучи начинают сгущаться и над Вавиловым. Но, вероятно, судьба Вавилова не была бы столь трагической, если бы не появление зловещей фигуры Трофима Лысенко.

Лысенковщина - явление социальное, одно из порождений сталинщины. Но как это ни парадоксально, возвышению этого лжеученого и авантюриста в некоторой степени способствовал сам Вавилов.

Травля Вавилова началась уже внутри Всесоюзного института растениеводства. В 1930 году при ВАСХНИЛ создается институт аспирантуры, который вскоре передается ВИРу. Однако аспирантура пополняется людьми с очень слабой подготовкой. Это группа аспирантов, а вместе с ними малоподготовленные и морально малоустойчивые молодые сотрудники, образовали в институте малую колонну лысенковцев. Они обвиняли Вавилова в отрыве от практики, в антидарвинизме и даже в реакционности. Когда Вавилов вернулся из экспедиции в США, Мексику и Центральную Америку, он застал в институте такой разгул клеветнических выступлений, что был вынужден обратиться в президиум ВАСХНИЛ и к народному комиссару земледелия Я. А. Яковлеву.

Но клеветники были не только в институте. Вавилову навязывают так называемые "дискуссии", на которых лысенковцы и "философы", задают ему провокационные вопросы и обвиняют его в реакционности. Пишутся клеветнические статьи и даже брошюры. Более того, начинаются прямые политические доносы. В результате всего этого уже в 1931 году на Вавилова было заведено агентурное дело. Число доносов особенно возросло к концу 30-х годов. Такие, как Е. К. Эмме, писали доносы со страха или по принуждению, но другие, а их большинство, писали по соображениям карьеры или просто из агрессивной зависти. Один из наиболее гнусных доносов, датировался мартом 1939 года, принадлежал старшему научному сотруднику ВИРа Г. Н. Шлыкову. "Просто трудно представить, чтобы реставраторы капитализма пошли мимо такой фигуры, как Вавилов, авторитетный в широких кругах агрономии, особенной старой", - пишет он. Но самой страшной и, вероятно, решающей судьбе Вавилова была жалоба Лысенко на него во время одного из приемов в Кремле. По некоторым данным, это было в марте 1939 года. На этом приеме Лысенко дал ясно понять, что Вавилов является помехой в его деятельности на пользу социалистическому хозяйству. Ему удалось вызвать недовольство Сталина, а присутствовавший при этом Берия сделал соответствующие "оргвыводы". Судьба Вавилова была решена. Почему же его не арестовали тогда же? Есть все основания полагать, что арест затянулся из-за предстоящего Международного генетического конгресса.

Летом 1939 года в Эдинбурге должен был состояться VII Международный генетический конгресс, президентом которого еще 1938 году был избран Вавилов. Но Вавилову, несмотря на его обращение в Академию наук и в правительство, было отказано в поездке. Президентом конгресса пришлось избрать другого ученого - английского генетика, профессора Ф. Крю. На открытие конгресса, обращаясь к его участникам, он сказал: "Вы пригласили меня играть роль, которую так украсил бы Вавилов. Вы надеваете его мантию на мои, не желающие этого плечи. И если я буду выглядеть неуклюже, то вы не должны забывать: эта мантия сшита для более крупного человека". Что могло быть большим свидетельством международного авторитета Вавилова, чем эти слова? Неудивительно, что даже такой человек, как Берия, не решился арестовать его в год проведения конгресса.

Вавилов уже чувствовал надвигающийся арест. Но человек он был мужественный, держался бодро, говорил горячо о науке. И вот 6-го августа 1940 года, во время экспедиции в Западную Украину, Вавилова арестовали. Во время этой поездки, которую он совершал вместе со своим учеником Ф. Х. Бахтеевым, Вавилов получил интересные результаты, но свои новые находки ему уже не удалось опубликовать. История гибели Вавилова - одна из самых трагических историй нашего века.

Допрос Вавилова начался утром 12 августа 1940 года в Москве во внутренней тюрьме НКВД. В первые дни допроса Вавилов держался очень твердо и решительно отрицал, выдвинутые против него абсурдные обвинения. Но следователь - инквизитор бериевской выучки - умел "раскалывать" и таких мужественных, твердых и волевых людей как Вавилов, и 24-го августа добивается "признания". Более того, старшему лейтенанту А. Г. Хвату удается заставить Вавилова написать на двенадцати страницах совершенно фантастическое заявление, озаглавленное "вредительство в системе растениеводства, мною руководимого с 1920 года до ареста (6.VIII. 1940 года)". Написать такое Вавилова заставили, конечно же, пытки, унижения и бессонные ночи. Было ясно, что упорствовать и опровергать клевету совершенно бесполезно, сопротивляться бессмысленно. Полностью опровергал Вавилов только обвинение в шпионаже. Но шпионаж, как, впрочем, и во многое другое не верили его палачи.

После того как Вавилов "признал" себя "вредителем и врагом народа", до марта 1941 года его больше не вызывают на допросы, и, сидя в одиночной камере он мог отдаться своим мыслям. Но Вавилов все еще оставался Вавиловым. Он не мог бездействовать: пишет давно задуманную книгу об истории мирового земледелия. Под рукой он не имел ничего, кроме карандаша и бумаги, но зато обладал поистине безграничными знаниями. Это был последний подвиг великого ученого.

В марте 1941 года снова начинаются допросы. К этому времени он был переведен в 27-ю камеру Бутырской тюрьмы, в которой уже сидели около 200 человек. Каждую ночь Вавилова уводили на допрос, а на рассвете, обессиленного, волокли назад и бросали прямо у порога камеры. После этих новых допросов, во время которых А. Г. Хват всячески унижал и оскорблял Вавилова, он сильно изменился, почти не разговаривал, замкнулся в себе. Вскоре Вавилова перевели во внутреннюю тюрьму НКВД, а 9-го июля 1941 года состоялась комедия суда над "троцкистом и монархистом".

Перед судом следователь организовал экспертизу научной деятельности Вавилова. Организованная Хватом "экспертная комиссия" состояла из явных противников и личных врагов Вавилова. Хват умело подобрал экспертов, и когда он послал список президенту ВАСХНИЛ, чтобы тот мог "познакомиться со списком комиссии и высказаться по его составу", то президент написал на полях: "Согласен, Лысенко". Состав экспертной комиссии его вполне устраивал. На закрытом заседании военной коллегии Верховного суда СССР, которое происходило 9-го июля 1941 года и продолжалось лишь несколько  минут, Вавилову выносят приговор - высшая мера наказания, расстрел. В помиловании Вавилову было отказано, и он был переведен в бутырскую тюрьму для приведения приговора в исполнение.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: сообщение, рефераты.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3 | Следующая страница реферата