Подготовка к профессорской деятельности

После окончания Московского сельскохозяйственного института в 1911 году Н. И. Вавилов был оставлен при кафедре частного земледелия Д. Н. Прянишникова для подготовки к профессорской деятельности (оставление при кафедре соответствует аспирантуре).

Ласковые, всегда блестящие и умные глаза, своеобразный, слегка шепелявящий голос Николая Ивановича привлекали внимание с первого слова, с первой минуты знакомства, запоминались надолго, на всю жизнь. Простота и мягкость в обращении с людьми делали его обаятельным человеком. Все это удивительно отражало его внутреннюю, душевную красоту. Он очень скоро сделался общим любимцем в Петровке.

Селекционная станция Петровской академии, к которой «прикомандировали» Н. И. Вавилова для проведения научных работ и где он в общей сложности проработал с 1911 по осень 1917 года, тогда была только что организована, имела хорошее помещение с первоклассным по тому времени оборудованием и достаточно большой участок земли для проведения опытов.

Руководил этой станцией Д. Л. Рудзинский, скромный, трудолюбивый, эрудированный человек.

Д. Л. Рудзинский (1866—1954) — заслуженный деятель науки Литовской ССР, профессор, старейший ученый-селекционер нашей страны, «дедушка русской селекции» — организовал селекционную станцию и первый читал курс лекций по селекции в Петровской академии.

Он очень умело подбирал себе сотрудников. Станция в то время представляла собой одно из научных учреждений, работа которого была хорошо известна не только в России, но и за рубежом. Д. Л. Рудзинский наладил научные связи со многими селекционными станциями и семенными хозяйствами Западной Европы. Особенно тесная связь имелась со шведской Свалефской селекционной станцией и с французской семеноводческой фирмой Вильморена. Селекционная станция обменивалась с ними научной литературой, селекционными и местными сортовыми семенами.

На селекционной станции Петровской академии собрали большую коллекцию семян разных сельскохозяйственных культур как отечественных, так и зарубежных. Эта коллекция хранилась «в живом виде», семена ее в определенном порядке ежегодно или через год-два высевали и изучали.

На станции под руководством Д. Л. Рудзинского работали С. И. Жегалов, впоследствии профессор по селекции; А. Г. Лорх — виднейший селекционер, выведший лучшие сорта картофеля; Л. И. Говоров — крупнейший исследователь бобовых культур; А. Г. Николаева — один из первых цитологов; К. М. Чинго-Чингас — один из первых исследователей мукомольно-хлебопекарного качества пшениц; химик Н. Е. Прокопенко и др. Все они с большой теплотой приняли в свой коллектив Николая Ивановича.

Н. И. Вавилов сразу становится душой знаменитых «четвергов» — научного семинара, еженедельно проходившего под руководством Д. Л. Рудзинского. Вопросы, разбираемые на этом семинаре, привлекали к нему не только занимающихся растениеводством, но и лиц, работающих на других кафедрах Петровской академии.

Молодой ученый заинтересовался очень важным, но чрезвычайно трудно разрешимым вопросом — иммунитетом растений к инфекционным заболеваниям.

Почти все сельскохозяйственные растения, начиная от хлебных злаков и кончая розами, могут поражаться грибными болезнями. На огромных площадях посевы пшеницы, ячменя, овса страдали от ржавчины, мучнистой росы, головни. Это наносило немалый ущерб народному хозяйству. Известны случаи, когда постоянное поражение культурного растения болезнями и вредителями становилось препятствием для его возделывания, например, заражение виноградных лоз филлоксерой, подсолнечника — заразихой. Н. И. Вавилов понимал, что перед селекцией сельскохозяйственных культур стоит неотложная задача — создать устойчивые к грибным заболеваниям сорта.

Знакомство с мировой литературой показало, что учение об иммунитете растений в то время составляло «…скромную главу фитопатологии, не всегда даже находимую в руководствах по болезням растений», тогда как учение об иммунитете животных уже выделилось в самостоятельную науку. И эта наука настолько разрослась, что для нее были созданы специальные институты, издавались специальные журналы, освещающие работу этих институтов.

За первый период работы с иммунитетом (с 1911 по 1918 год) Н. И. Вавилов смог отыскать всего около 200 источников, освещающих этот вопрос. Трудность заключалась еще и в том, что это были главным образом разрозненные наблюдения, включенные в работы о сортах растений. Кроме того, когда наблюдения велись не микологами, обычно отсутствовало точное указание вида грибов, тогда как, например, на одной пшенице паразитируют три вида ржавчины, столько же на ячмене и т. д. Авторы же в большинстве случаев, не принимая во внимание существующие ботанические классификации культурных злаков, просто указывали или местные, или рыночные названия сортов, с которыми они работали. Все это обесценивало указанные материалы: их выводы не всегда можно было считать достоверными.

Н. И. Вавилову пришлось начинать все заново. Прежде всего, он должен был дать характеристику возможно большему числу сортов и рас хлебных злаков по степени их устойчивости к разным видам грибов, наиболее распространенным в европейской части России, не допуская ошибок предшествующих исследователей. Затем на основании массовых наблюдений надо было попытаться установить причины различной реакции одних и тех же растений на разные грибы. Это имеет наиболее важное значение при селекции растений на устойчивость к заболеваниям.

Начиная эту работу на селекционной станции Петровской академии, Н. И. Вавилов выбрал из растений овес, озимую и яровую пшеницу. Из паразитирующих грибов изучал: на овсе — корончатую и линейную ржавчину, па пшенице — мучнистую росу и бурую ржавчину. Материалом для опытов и наблюдений послужила богатая коллекция сортов пшеницы и овса, полученных селекционной станцией из различных мест России и Западной Европы и даже из Малой Азии.

Семена сотен образцов чистых линий и рас пшеницы и овса были высеяны на опытных участках. Растения надо было систематизировать в соответствии с принятой ботанической классификацией, ежедневно отмечать фазы развития растений и появление болезней на них, описывать растения и болезни, все лето с раннего утра до позднего вечера Н. И. Вавилов в поле: записывает, зарисовывает, измеряет, отмечает, фотографирует.

Проводя эту работу, он не только развернул исследования в масштабах, необычных для того времени, но и сумел получить достоверные и интересные результаты и быстро обработать их для печати. Его первые исследования по иммунитету растений к грибным заболеваниям (1911—1912) были опубликованы в отчете селекционной станции Петровской академии за 1913 год.

Занимаясь изучением иммунитета растений к грибным заболеваниям, Н. И. Вавилов понял, что для углубления этой работы ему необходимо основательно заняться систематикой культурных растений. Желание же применить гибридологический метод при исследовании явлений иммунитета заставило Вавилова изучить законы наследственности и изменчивости у растений (генетику).

Это все привело ученого к необходимости лучше познакомиться с деятельностью Бюро по прикладной ботанике и селекции, с его руководителем Р. Э. Ретелем, который сразу же увидел в Н. И. Вавилове талантливого ученого.

В конце XIX века Министерство земледелия и государственных имуществ учредило при своем Ученом комитете Бюро по прикладной ботанике и селекции для изучения культурных растений; при нем издавались «Труды по прикладной ботанике и селекции».

«Труды по прикладной ботанике и селекции», издаваемые этим бюро, уже ранее достаточно хорошо знакомые Н. И. Вавилову, теперь стали его настольными книгами.

После двухлетней работы на селекционной станции Н. И. Вавилова командировали за границу (1913 и 1914) для завершения образования. Там он большую часть времени провел в научных учреждениях, занимающихся генетикой. Правда, и здесь он в основном продолжал свои исследования иммунитета растений к грибным заболеваниям.

Работая около года в генетической лаборатории Вильяма Бетсона в Мертоне около Лондона и несколько месяцев в лаборатории генетики профессора Пиннета в Кембриджском университете, Н. И. Вавилов смог проверить свои ранее полученные результаты. Так, в 1914 году он одновременно высеял на ферме Кембриджского университета и в Мертоне коллекцию пшеницы, овса и ячменя, уже исследованную им на иммунитет в 1911 и 1912 годах в Петровке. Это позволило ему определить отношение растений к паразитам, которые изучались в России, но живут в новых условиях, и к другим, ранее не изученным.

Кроме Англии, Н. И. Вавилов работал во Франции у Вильморена и в Германии в лаборатории Эрнеста Геккеля (в Иене). Начавшаяся в августе 1914 года первая мировая война заставила его вернуться на родину.

Возвратившись из-за границы, молодой ученый продолжал работать над той же темой, и основным местом его работы была селекционная станция Петровской академии, коллектив которой к этому времени значительно вырос и изменился. Встретили Н. И. Вавилова, как всегда, тепло и радостно.

Когда началась война, обстановка для научной работы на селекционной станции, как и всюду, осложнилась: не хватало рабочих, уменьшились средства, невозможно было достать необходимые реактивы, многих сотрудников привлекли для обслуживания военного ведомства и т. д. А тема у Николая Ивановича углублялась и расширялась. Уже не хватало места для опытов на полях селекционной станции; часть их пришлось перенести на территорию фитопатологической станции Петровской академии, опыты по иммунитету к головне проводились в теплицах Московского Политехнического музея.

Теперь наблюдения велись не только над основными полевыми культурами. Внимание Николая Ивановича привлекали многие и многие растения, вплоть до роз. О розах он всегда говорил с восторгом, потому что едва ли можно найти другое растение, которое имело бы такое огромное число сортов (по каталогу 1911 года — 5675). К тому же розы размножаются вегетативно, и поэтому сорта их почти всегда константны. Сотни сортов роз, как и предполагал ученый, оказались устойчивыми к мучнистой росе, при этом иммунитет их резко выражен. А это и позволяет изучать разное проявление иммунитета.

Огромное число сортов и рас различных растений, высеянных в поле и теплицах, подверглось ботаническому анализу, гибридизации, заражению паразитами, химическим анализам, просмотру под микроскопом.

Например, из 360 сортов культурных и диких овсов, изучавшихся только на иммунитет, были найдены всего две формы овса, устойчивые к линейной ржавчине, и восемь сортов, наиболее устойчивых к корончатой ржавчине. Из 577 номеров яровых и озимых форм, принадлежащих к семнадцати ботаническим разновидностям мягкой пшеницы (Triticum vulgare Vill), только 36 форм оказались среднепоражаемыми бурой ржавчиной и девять — устойчивыми к пей. Из семидесяти девяти форм яровой твердой пшеницы только одна форма выделялась по устойчивости к бурой ржавчине. В общей сложности было исследовано около 1000 номеров одной только пшеницы.

Надо иметь способности и выносливость Н. И. Вавилова, чтобы выполнить все эти работы. В течение дня его можно было встретить в самых различных местах академии: только что он был в вегетационном домике на селекционной станции, а через несколько минут уже шагал с защитной книжкой в поле, позже появлялся в дендрологическом саду, где осматривал коллекции шиповника, затем на участке фитопатологической станции и т. д.

А когда наступала пора скрещивания растений, Н. И. Вавилов часто не уезжал домой даже на ночь. Связь с городом, где он жил, в то время была плохая, попасть в Петровку рано было невозможно. Николай Иванович в такие дни появлялся в поле уже в 3—4 часа утра. Он радовался, когда старший рабочий селекционной станции Н. И. Хохлов разрешал ему ночевать на сеновале.

В сложных условиях того времени многие работы Н. И. Вавилову помогали выполнять сотрудники селекционной станции. Так, определение кислотности иммунных и поражаемых сортов пшениц и роз проводила химик Н. Е. Прокопенко, ряд цитологических исследований — А. Г Николаева, а позже — Г. Д. Карпеченко

Коллектив селекционной станции жил исключительно дружно. Все интересовались не только своей, но и работой других, старались во всем помогать друг другу. Такая дружная и здоровая обстановка облегчала трудности, поднимала настроение, интерес к научной работе.

На станции у научных сотрудников вошло в обычай каждый день в 4 часа дня во время получасового перерыва собираться в химической лаборатории. Там работавших в поле ожидала чашка чаю, заботливо приготовленная теми, кто был в лаборатории.

В эти полчаса проходили оживленные беседы. С особым удовольствием слушали Николая Ивановича, который рассказывал о научных новостях и о многом другом. Молодые ученые, только начинающие самостоятельно работать, стремились рассказать ему о своих удачах и неудачах и услышать по этому поводу его слово. Всегда веселый, оживленный и бодрый, он увлекал всех на новые искания и преодоление трудностей.

За это время Вавилов очень сблизился с коллективом селекционной станции. Много лет спустя, будучи уже крупным ученым с мировым именем, встречая кого-нибудь из бывших сотрудников этой станции, он всегда восклицал: «Ах, наш!» или «Ах, наша!» и обязательно подробно расспрашивал о делах и жизни.

Закончив в основном изучение иммунитета растений к инфекционным заболеваниям к 1917 году, Н. И. Вавилов оформил эту работу в виде монографии под названием «Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям», куда включил критический анализ всех материалов, выбранных им из мировой литературы, и результаты личных исследований. Монография была напечатана в Известиях Петровской сельскохозяйственной академии в 1919 году и является классической работой, представляющей и теперь теоретический и практический интерес, В ней разработаны следующие вопросы: распространенность явления невосприимчивости к инфекционным заболеваниям среди высших растений; природа явлений иммунитета растений; иммунитет и среда; изменение реакции растений к паразитам в зависимости от условий среды; закономерности в распределении иммунитета среди растений; иммунитет к паразитическим грибам как физиологический признак в генетике и систематике; наследственность иммунитета при гибридизации; селекция иммунных сортов и ее пределы.

Н. И. Вавилов считает, что в отличие от животных и человека у растений основное значение имеет естественный, или врожденный, иммунитет. Природа естественного сортового иммунитета растений оказалась очень разнообразной, и поэтому ученый выделил разные категории иммунитета или дал им классификацию. Прежде всего им были установлены явления иммунитета, связанные со специализацией паразита по родам и видам растений-хозяев, то есть родовой и видовой иммунитет. Целые роды и виды растений устойчивы к определенным заболеваниям. Распределение иммунитета среди видов и родов культурных растений и их диких сородичей показало, что отношение растения к паразиту определяется его генетическим положением среди других, близких к нему видов.

Рассматривая сортовой иммунитет, И. И. Вавилов подверг ревизии существовавшие тогда теории механического (пассивного) и химического иммунитета и создал учение о физиологическом (активном) иммунитете растений. Эта категория явлений иммунитета связана с активной реакцией клеток растения- хозяина на проникновение в него паразита. Активный иммунитет может сопровождаться не только физиологическими или химическими реакциями, но иногда «выявляется некоторыми анатомическими новообразованиями, например изоляцией гиф грибов тканями растения-хозяина».

Исследуя реакцию сортов — их иммунитет, или восприимчивость к заболеваниям, Н. И. Вавилов установил, что наряду с наследственными особенностями растений и специализацией видов паразита имеют большое значение и условия среды. Меняя условия среды, можно в той или иной степени менять й реакцию иммунитета растений. Ученый впервые показал селекционерам путь, по которому они должны идти при селекции растений на иммунитет к грибным заболеваниям, советуя учитывать:

1. наличие различных физиологических рас паразитов, специализировавшихся по растениям-хозяевам;
2. распространение физиологических рас паразитов в разных географических областях;
3. сортовой иммунитет к разным физиологическим расам паразита;
4. возможность сочетания в одном сорте устойчивости к разным расам паразита;
5. возможность выведения сортов растений, устойчивых к нескольким болезням.

Теперь сортовые различия у растений по устойчивости к заболеваниям являются бесспорным фактом, более того, устойчивость растений к заболеваниям положена в основу государственных мероприятий по борьбе с болезнями.

Н. И. Вавилов в течение всей своей жизни продолжал заниматься проблемой иммунитета. Во время путешествий по разным странам он просматривал, где было можно, сорта и расы культурных растений и определял поражаемость их, а также отбирал мало и совсем не поражаемые грибами формы растений.

В 1935 году вышло переработанное применительно к запросам селекции в новом издании «Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям». В это издание дополнительно был включен раздел об устойчивости к заболеваниям, вызываемым насекомыми, а также дан критический обзор современных знаний о природе и генетике иммунитета.

Насколько тема об иммунитете растений актуальна, можно судить хотя бы по количеству исследований, проводившихся учеными всего мира. За период с 1911 по 1918 год, когда Н. И. Вавилов закончил в основном свою работу, он собрал по этому вопросу всего 200 работ, за время же с 1919 по 1935 год, когда вышло в свет второе издание его книги, ему удалось среди мировой литературы по иммунитету растений отыскать уже 4000 названий.