Экологическая генетика

Одной из отрицательных сторон современного сельского хозяйства является то, что его интенсификация требует огромных затрат энергии и химизации. В США, по сравнению с развивающимися странами Азии и Африки, на каждый гектар сельскохозяйственных культур затрачивается в 10 раз больше только механической энергии. В целом, на сельское хозяйство США тратится 13 процентов мировых запасов энергоресурсов. Короче говоря, растениеводство поддерживается путем притока в него извне значительного количества искусственной энергии, запасы которой на Земле, как известно, ограничены. В целом, для повсеместного создания изобилия продуктов такой подход просто неосуществим.

Бичом сельского хозяйства, как мы уже говорили, являются болезни культурных растений, которые ежегодно уносят до 35 процентов урожая. В условиях интенсификации, когда одни и те же сорта или гибриды, обладающие однородной генетической плазмой, распространяются на больших территориях, уязвимость растений к грибным, вирусным, паразитическим и другим заболеваниям возрастает.

Зависит урожай и от почвенных, климатических данных, от погодных колебаний по годам. Природа на территории СССР более сурова, чем, скажем, в США и в Западной Европе. Если в СССР всего 28 процентов земельной посевной площади находится в благоприятных условиях, то в США - 79,9 процента. Заметной причиной неурожаев служат засухи. На территории СССР в XX веке они повторялись 22 раза. Заморозки и морозы тоже наносят большой урон. В Поволжье при падении температур до минус 38 - 40 градусов озимые полностью вымерзают. Эти и другие неприятности выдвигают немалые трудности перед нашим сельским хозяйством, ориентирующимся на крупномасштабную концентрацию.

Можно ли решить эколого-генетические проблемы, сдерживающие продуктивность сельскохозяйственного производства, несмотря на огромные материальные затраты?

Ответ на этот вопрос нашел советский ученый А. А. Жученко. Опираясь на достижения фундаментальной генетики и экологии, он пришел к выводу, что при существующих научно обоснованных формах ведения сельского хозяйства крупный резерв увеличения его эффективности заключен в возможности мобилизовать естественную энергию, заключенную в самих растениях.

В настоящее время на многих территориях произрастают сорта, которые не в состоянии реализовать свои хозяйственно-ценные генотипические возможности. Это обусловлено тем, что при их селекции большое внимание обращалось на качество и урожайность без нужного контроля приспособленности растений к условиям климата, почвы, набору вредителей, патогенных форм и другим факторам, лимитирующим их произрастание на территориях конкретных районов и участков.

О необходимости селекции на адаптивность знали давно. Однако для ее осуществления не было разработанной генетической теории. А. А. Жученко удалось создать ее основы. Он исследовал природу специализации генетико-физиологического потенциала сортов и разработал методы селекции на сочетание свойств адаптивности с хозяйственно важными признаками. Это обеспечит устойчивость растений к болезням и вредителям, повысит способность усваивать высокие дозы удобрений при малом количестве влаги, позволит восстанавливать рост после резких изменений погодных условий. Урожай можно будет долго хранить и транспортировать.

Задача генетической селекции на адаптивность в государственном и научном плане формулируется впервые. Являясь фундаментом формообразования растений, полноценно реализующих свой генетический потенциал, этот вид генетической селекции был разработан очень слабо.

Для этого существовали свои причины. Не сразу удалось выяснить, что комплекс генов, отвечающих за адаптивные свойства организмов, представлен тесно сцепленной группой на ограниченных участках хромосом, что затрудняет искусственную рекомбинацию. Учитывая специфику генетики адаптивности, А. А. Жученко разработал методы, заметно усиливающие рекомбиногенез. Стало возможным "разбивать" блоки генов адаптивности, соединять их в новых соотношениях, обеспечивая этим формообразование по данному свойству.

Проблема адаптациогенеза особенно важна для сельского хозяйства нашей страны, отличающейся громадным разнообразием почвенных, климатических, ландшафтных и других условий. Исследования по генетике адаптивности, по принципам конструирования агробиоценозов - это одно из центральных направлений фундаментальной генетики, вскрывающих основы эволюции. Его применение в практике приведет к подъему сельского хозяйства в условиях энергоэкономичного производства без загрязнения окружающей среды химическими отходами, которое свойственно современной научно-технической революции.