Участвуя в Международном конгрессе по сельскому хозяйству, а затем знакомясь с сельскохозяйственным производством США, Н. И. Вавилов увидел, что хотя американские фермеры живут неплохо, но это уже не та пора, о которой писал А. Гарвуд в своей книге «Обновленная земля».
В некоторых земледельческих районах США вследствие глубочайшего экономического кризиса уже наблюдалось бегство фермеров в города. Чудовищный факт сжигания избытка хлеба ради повышения цен на него показывал, как капиталистические монополии держат в тисках американских фермеров.
Топка паровозов пшеницей в Америке в то время, когда в России на Волге гибли от голодной смерти русские крестьяне, произвела на Николая Ивановича потрясающее впечатление.
Нет! У нас так не будет! Наша рабоче-крестьянская «обновленная земля» будет совсем иной, чем «обновленная земля» американских капиталистов.
Великая Октябрьская социалистическая революция раскрепостила не только землю, но и мысли крестьян. Произошел величайший исторический сдвиг в их сознании. «Деревня» прошла особую школу — революцию. Она с оружием в руках вместе с рабочим классом защищала независимость страны и завоеванную свободу. Хотя агрономическая и общая неграмотность еще была далеко не изжита деревней, но наша деревня уже не та, о которой упоминал великий ученый К. А. Тимирязев в предисловии к книге А. Гарвуда «Обновленная земля».
Нет у нас больше старой деревни.
Особенно это стало ясно, когда в Москве первого августа 1923 года открылась первая сельскохозяйственная выставка. На выставке можно было видеть множество примеров, как отдельные хозяйства или группы хозяйств применяют у себя новейшие достижения науки.
Например, в деревне Бурцево Московской области стараниями крестьянина Г. Седова была организована производственная кооперация, проведено электричество, высоко поставлено молочное дело. В этой деревне получали более высокий урожай, чем в Америке.
Выставка показала, что наши опытные сельскохозяйственные станции уже разработали мероприятия, приемы и способы обновления земли, что наши ученые знают, как удвоить, утроить урожай возделываемых культур, как заставить засушливые степи давать хорошие урожаи.
Ученые утверждали, что это доступно всем нашим земледельцам, но надо много работать и учиться.
Итак, борьба за обновление земли в Стране Советов началась. Это хорошо понял Н. И. Вавилов еще по приезде в Петроград весной 1922 года после долгого пребывания в Америке.
Ученый иногда вспоминал бюллетени вашингтонского Бюро и спаленные поля Саратова, своих саратовских сотрудников и американских ботаников — охотников за растениями. Он обдумывал маршруты будущих экспедиций. Часто свои мысли Николай Иванович записывал на абажуре лампы. Вечером эти записи таинственно светились. Что нужно было искать советским экспедициям, он хорошо знал, но вот маршруты этих экспедиций пока все еще расплывались по огромной карте мира.
Ученый перебирал свои коллекции семян и растений, пересматривал их описания, результаты дифференцированного их изучения. Разбирал богатства, добытые американскими ботаниками-разведчиками, и снова возвращался к литературным источникам о родине культурных растений, к теориям об их происхождении.
Хлебные злаки представляют одну из основных групп культурных растений, и вопрос о том, когда и при каких обстоятельствах человек связал свою судьбу с этими растениями, не только интересный, но и очень важный. Чем лучше будем знать прошлое наших хлебных злаков, да и всех культурных растений, тем легче решать вопросы выведения новых, более продуктивных сортов, полезных человеку.
Происхождением культурных растений интересовались не только ботаники, но и историки, археологи, агрономы. К тому времени, когда Н. И. Вавилов развернул значительную работу по изучению культурных растений (1917 год), он нашел уже немало литературных источников о их происхождении.
Было известно, что культурные растения отличаются сильной изменчивостью своих признаков по сравнению с дикими. Также знали, что группы культурных растений возникли гораздо позже, чем их дикие родичи. Они часто возникают и теперь в результате работы селекционеров.
Злаки, например, согласно данным исторической геологии, появились на земле в третичный период кайнозойской (новой) эры, а человек — в последнюю межледниковую эпоху четвертичного периода той же кайнозойской эры, т. е. через десятки миллионов лет (третичный период продолжался около пятидесяти восьми миллионов лет) после появления злаков на земле. Предполагается, что первыми растениями, окультуренными человеком, были злаки, но для того, чтобы их мог использовать человек, ему самому надо было достигнуть определенного уровня развития, на что потребовались еще тысячелетия.
Известно было и то, что современные культурные растения, по-видимому, можно разделить на. две группы. В одну, очень небольшую, входят растения, взятые прямо из природы: во время окультуривания их человеком они не подвергались особым изменениям. В другую группу входит преобладающее большинство культурных растений, которые при введении в культуру изменились настолько, что отыскать их в природе невозможно: этих растений в природе нет и, вероятно, никогда не было. Современные их сорта и. расы созданы человеком, например кукуруза.
Узнать о происхождении культурных растений, значит раскрыть те процессы, которые привели к огромному разнообразию в существующей культурной флоре. И очевидно, прежде всего надо найти места (очаги), где сосредоточено (собрано) это разнообразие, и всесторонне изучить все находящиеся там формы растений. Размышляя так, Н. И. Вавилов все же решил еще раз пересмотреть теории происхождения культурных растений.
Среди систематиков и географов-ботаников английский ученый Робер Броун (открывший броуновское (молекулярное) движение) один из первых около полутораста лет тому назад дал ряд соображений о происхождении некоторых культурных растений тропической Африки. Спустя много лет после этого, в 1855 году, появилась работа женевского ученого Альфонса де Кандолля (ботаника, систематика, географа) «Ботаническая география», а затем, в 1883 году, была издана его вторая книга «Происхождение культурных растений». До начала двадцатых, годов настоящего столетия эти работы являлись единственными, где можно было найти подробный разбор вопросов происхождения культурных растений. В них также давались и методы исследования родины растений.
Перечитывая работы Де Кандолля, Н. И. Вавилов испещрял их вопросительными знаками.
Альфонс де Кандолль описал 247 видов культурных растений, из них 199 видов приходилось на Старый Свет, 45 — на Америку и три вида — обыкновенная фасоль, мускусная и фиголистная тыквы — остались неизвестного происхождения. Самые важные растения — 44 вида принадлежат очень древней культуре, которая зародилась за пять-шесть тысяч лет до нашей эры. За последние же два тысячелетия в культуру были введены главным образом лекарственные и декоративные растения, некоторые кормовые травы и немногие овощи. Из описанных Де Кандоллем растений в диком состоянии уже было найдено 194 вида, в полудиком — 27, а 26 видов вовсе не было обнаружено вне культуры.
Изучая культурные растения, Де Кандолль пришел к (выводу, что возникновение земледелия и садоводства относится к очень раннему периоду истории человечества, во всяком случае, к началу письменности эти отрасли были уже хорошо развиты. Он ссылается на то, что в Китае за 2700 лет до нашей эры император Шен-нун установил религиозный обряд, при выполнении которого ежегодно высевали пять полезных растений: рис, сою, пшеницу и два сорта проса. Де Кандолль считал, что, прежде чем эти растения можно было включить в особый обряд, они должны были прочно войти в культуру.
К тому времени, когда жил и работал Альфонс де Кандолль, таких сведений было накоплено немало: в Египте на пирамиде в Гизе можно видеть изображение винных ягод, а сооружение этой пирамиды археологи относят к 4000 году до нашей эры; в египетских же пирамидах также находили семена пшеницы; в Швейцарии, Австрии и в Савойе (департамент Франции) при изучении свайных построек, относящихся к бронзовому веку, установлено, что уже в это время земледельческая культура была достаточно высоко развита.
Кроме того, Де Кандолль установил, что одни земледельческие народы часто заимствовали культурные растения у других, а это, безусловно, мешает отысканию места и времени происхождения этих растений.
Поскольку прямых указаний на время и место возникновения культуры различных растений Де Кандоллю найти не удалось, он обратился к косвенным методам. Таков, например, ботанический метод: систематика и география растений могут дать достаточно верные указания на близкое родство диких растений с культурными и позволят узнать страну, где могут обитать дикорастущие предки наших культурных растений.
Археология также даст много полезных сведений. При раскопках древних сооружений, относящихся к определенной эпохе истории человечества, нередко находят остатки растений, культивированных народами того времени. Наконец, лингвистика (языковедение) помогает узнать, у какого народа впервые появилось то или другое растение в культуре.
Изучая историю древних народов, Де Кандолль пришел к мысли, что в древности земледелие возникло в трех областях: Китае, Юго-Западной Азии и в Америке. В Азии первые земледельцы оседали в долинах рек, а в Америке — на плоскогорьях (Мексика, Перу).
Итак, думал Вавилов, знаменитый ботаник Альфонс де Кандолль утверждает, что родина культурных растений там, где они растут в диком состоянии. Где растут в диком виде пшеница, рожь, лен и другие растения, там их родина.
Но как же быть с теми растениями, которых никто не находил в диком виде? Де Кандолль и другие ботаники в этом случае прибегают к помощи лингвистики, археологии, истории. Они изучают исторические памятники: рассматривают изображения колосьев на древних монетах, исследуют надписи на могильных плитах и других памятниках, читают древние письмена, листают исторические книги, ища загадочное прошлое культурных растений.
Н. И. Вавилов знал, что все исторические и археологические памятники содержат упоминания о растениях, но при этом названия растений обычно выражены в единственном числе, например пшеница, рожь, ячмень. Практика же дифференцированного изучения пшеницы показала, что эти названия в большинстве случаев объединяют много групп, резко отличающихся друг от друга.
Поэтому ученого не могло удовлетворить предположение Альфонса де Кандолля о том, что родиной пшеницы является Азия, так как это означает, что Азия родина пшеницы «вообще». Дифференцированное изучение большого количества образцов пшеницы показало, что надо искать родину отдельно для разных видов или даже разновидностей пшеницы. С большим разочарованием Н. И. Вавилов откладывает труды знаменитого женевского ботаника. Он не может основываться на одних фактах, собранных в этих трудах, хотя бы и в большом количестве.
Разве может ученый, познавший точный лабораторный метод или тонкость микроскопического исследования, положиться только на такие данные, как надписи, изображения на исторических памятниках и даже на семена, сохранявшиеся в могилах тысячелетия. Если бы эти семена можно было высеять, полученные из них растения исследовать, тогда другое дело!
Да и невозможно быть уверенным, что дикие родичи культурных растений являются действительно их предками. Н. И. Вавилову известны неудачи ботаника Шиндлера, который добыл в горах дикую рожь и хотел превратить ее в культурную. Дикое растение упорно не хотело окультуриваться, не превращалось в однолетнее растение, оставалось многолетним; стержень колоса его по-прежнему был ломким, при созревании колос распадался, и семена рассеивались ветром во все стороны. После долгой работы с дикой рожью Шиндлер в конце концов оставил ее, так и не превратив в культурную.
Если ботаники, применяя современные научные методы воспитания растений, не могут заставить дикарей превратиться в культурные растения, то едва ли могли это сделать первобытные земледельцы, решил Николай Иванович Вавилов.
Де Кандолль утверждал, что рожь не была известна грекам и римлянам. Филологические и археологические изыскания показывают, что она в начале нашей эры культивировалась германскими, кельтскими и славянскими племенами и происходит из стран, лежащих к северу от реки Дунай.
Последующие исследователи (Хеги) доказывали, что рожь появилась в Средней Европе в бронзовый век, а в Юго-Западную Германию она проникла только в VIII веке нашей эры. Кроме того, считалось, что сорная рожь, обнаруженная в Средней Азии (а затем в Афганистане), была когда-то в культуре, а позднее ее вытеснила пшеница, и рожь одичала (С. И. Коржинский)
Подробно изучая разнообразие сортов ржи (в том числе и дикорастущей), Н. И. Вавилов еще в 1916 году установил, что исключительное богатство ее форм сосредоточено в Таджикистане, частью в Узбекистане, Северном Иране (Персии), Армении, Грузии и Азербайджане (Н. Н. Кулешов), именно там, где рожь никогда не возделывалась и является сорняком в посевах пшеницы и ячменя. Среди этих форм встречаются и формы с ломким, легко осыпающимся колосом (как у Шиндлера). Культурная же рожь Сибири и всей Европы отличается исключительным однообразием, хотя здесь она возделывается с незапамятных времен.
Впоследствии Н. И. Вавилову удалось собрать формы ржи, переходные от афганской дикой ломкой до северных культурных форм.
В высокогорных районах Таджикистана (а позднее Афганистана и Малой Азии) Николай Иванович проследил, как рожь из сорняка превращается в культурную. Исследования А. Г. Балабаева показали, что чем выше поднимаешься в горы по течению реки Зеравшан, тем засоренность пшеницы рожью увеличивается: на высоте от 350 до 450 метров над уровнем моря среди посевов пшеницы было три процента ржи, а на высоте 1500—2330 метров — уже 39 процентов. В Афганистане под Чарыкаром (1600—1695 метров над уровнем моря) Н. И. Вавилов видел посевы пшеницы, наполовину засоренные рожью.
В высокогорных районах, малоблагоприятных для возделывания пшеницы, рожь постепенно вытесняет ее из посевов. Также древние культуры озимой пшеницы и озимого ячменя при продвижении с юга на север несли с собой сорную рожь. Когда эти культуры попали в места с более суровыми условиями, где бывают холодные зимы и распространены малоплодородные земли, рожь начала вытеснять озимый ячмень, а затем пшеницу. Продвигаясь таким образом к северу Европы и Азии, рожь стала одной из основных продовольственных культур на территории Германии, северо-европейской части России и в Сибири.
Отвергнув утверждения Де Кандолля, Хеги, Коржинского и других исследователей, Н. И. Вавилов изучил географическое распространение сортового и расового разнообразия ржи, а также язык и историю народов. На основании этого он установил первичный очаг (центр) формообразования ржи в Юго-Западной Азии и выяснил ее происхождение из сорняка — дикой ржи, засоряющей посевы пшеницы и ячменя в странах, где рожь никогда не была в культуре.
Критически пересматривая работы Де Кандолля о происхождении культурных растений, ученый пришел к следующим выводам.
- Некоторые виды культурных растений нельзя считать единым целым, потому что, например, пшеница и овес включают много резко отличающихся между собой разновидностей, рас и форм (у мягких пшениц имеются тысячи разных форм). Изучение этих разновидностей, рас и форм показало, что общую проблему происхождения культурных растений надо расчленить на вопросы о происхождении отдельных видов и даже групп.
- Дикие виды, соответствующие культурным растениям, не всегда могут быть их родоначальниками. В большинстве случаев они являются только родственными формами, которые связывают культурные растения с их предками, часто уже давно исчезнувшими.
Сделав эти выводы, Николай Иванович окончательно решил, что в основу определения центра формообразования данного вида надо положить расовый состав этого вида и географическое распространение его расового разнообразия. Область максимального разнообразия форм (сортов, разновидностей, рас) и будет центром (очагом) формообразования данного культурного растения.
Придя к этому, ученый с исключительной энергией начал изучать сортовой и разновидностный состав основных видов культурных растений и распределение их по географическим областям. Большое количество образцов культурных растений, собранных к тому времени в Бюро по прикладной ботанике и селекции из разных стран, подвергалось детальному изучению. При этом и систематика, и анатомия растений, и физиология, и генетика, и химия — все было привлечено для расщепления старых ботанических групп.
В бюро в это время работало уже немало ботаников, систематиков, растениеводов, селекционеров, генетиков и просто агрономов. Все они, увлеченные новой гипотезой Н. И. Вавилова, с большим интересом трудились над расчленением линнеевских видов на подвиды и формы. На географической карте мира точками обозначались все новые и новые сорта и формы различных культурных растений. Их становилось с каждым днем все больше и больше.
Постепенно определялись контуры центров формообразования культурных растений на карте мира; они намечались там, где скоплялось большое число видов, разновидностей, сортов и форм исследуемых растений. Николай Иванович обводил их карандашом. Центры многих культурных растений совпадали. И казалось, что сорта и расы сосредоточивались только в определенных местах и слабо рассеивались по всему земному шару.
Наконец, выделилось пять областей — центров формообразования культурных растений: Юго-Западная Азия, Горный Китай, Эфиопия (Абиссиния), Средиземноморье и один в Центральной и Южной Америке (горная Мексика, Гватемала, Колумбия, Перу и Чили). Эти пять областей как бы являлись природными ботаническими садами, где были собраны культурные растения, отличающиеся разнообразием видов, разновидностей и рас.
Когда было установлено географическое распределение растительного разнообразия на земном шаре, открылись интересные факты: несмотря на многочисленные переселения народов в течение истории человечества, на интернационализацию современного земледелия, сортовые богатства культурных растений не распределены по всему земному шару равномерно, а сосредоточены в немногих странах. Это, казалось, облегчит ботаникам поиски новых растений.
Но когда Н. И. Вавилов внимательно всматривался в расположение пяти центров формообразования культурных растений, он видел, что их географическое положение на земном шаре ничего хорошего ботаникам не предвещало. Все они лежали в субтропических и тропических областях, главным образом в горных странах, окруженных непроходимыми пустынями. Так, высокогорную «дегу» в Эфиопии опоясывают мертвые пески «беры», оазисы Афганистана также граничат с пустынями, к земледельческим районам Мексики примыкают обожженные солнцем степные пространства и т. д.
К концу изучения географии центров формообразования Николай Иванович обратился к истории стран, где эти центры находились. Он думал, не были ли эти страны колыбелью земледельческой культуры человечества. Но и здесь он ничего не нашел утешительного: ни историки, ни археологи не нашли доказательств того, что в древнейшую эпоху в Горном Китае, Эфиопии, Мексике, Перу и Чили могла зародиться земледельческая культура. Они утверждали, что земледелие в глубокой древности возникло и развилось в долинах больших рек Ганга, Евфрата, Нила.
И могло показаться непонятным, почему ботаники должны искать новые культурные растения в таких малоразвитых странах, как Эфиопия, Афганистан, Мексика. Эти страны имели примитивное земледелие, а промышленность их, если она и существовала, находилась в руках колонизаторов. Страны эти были исключительно бедны и не играли самостоятельной роли в мировом хозяйстве, а некоторые из них никто и никогда не исследовал. Даже колонизаторы не рисковали проникать далеко в глубь их территории.
Но Н. И. Вавилов считал, что при всех трудностях исследования этих стран растения, собранные там, где сосредоточено огромное их разнообразие, покажут пути развития земледелия точнее, чем археологические и исторические памятники. Где сосредоточено большое разнообразие форм культурных растений, там должны были существовать в древности и очаги земледелия, несмотря на то, что археология их до сих пор не нашла.
И ученый начал готовиться к проведению ряда ботанических экспедиций для сбора мировой коллекции культурных растений и полезной дикой флоры. Ботаники стали интересоваться компасами, караванными маршрутами, вьючными тропами, полевым снаряжением для далеких и трудных путешествий. Надежд было много, но трудностей предстояло не меньше.