В мире исчезающих растений

Заморский пришелец

Честь открытия картофеля принадлежит колумбийской экспедиции Гонсало де Кесады (1536–1537 годы).

Нечаянная встреча европейцев с картофелем произошла на горном плато недалеко от города Велес. Участник экспедиции Кастельянос много лет спустя напишет о картофеле: «Мучнистые корни хорошего вкуса, вполне приемлемый дар для индейцев и деликатное блюдо даже для испанцев».

Захватив Боготу — столицу царства Чибча на плоскогорье на высоте более 2000 метров, испанцы убедились, что картофель наряду с кукурузой составляет здесь основную пищу индейцев. В 1538 году Сиеса де Леон, волонтер экспедиции в район Попаяна, познакомился с картофелем в высокогорных селениях и городах, расположенных на территории современных Колумбии и Эквадора. Описывая картофель на возвышенности Кольяо, он сообщил: «Жители этой местности живут в селениях, окруженных возделываемыми полями. Главным питанием их является папа… (картофель на языке племени кечуа), который напоминает трюфели. Жители сушат папа на солнце и сохраняют от урожая до урожая. В высушенном виде эти папа называются чуньо, причем их очень высоко ценят».

Способ изготовления чуньо возник примерно за 1100 лет до нашей эры в зоне сухой высокогорной пуны и поныне используется современными индейцами и туземцами Южной Америки. Для приготовления этого ныне изысканного продукта клубни после сбора (май — июнь) рассыпают на земле и на ночь оставляют на морозе (–4–10 °C). Если готовят белое чуньо, или так называемую тунту (морайя), вымытые клубни перед восходом солнца прикрывают соломой; если обыкновенное (черное) чуньо, — то их оставляют открытыми. Клубни, оттаявшие днем на солнце, отжимают от влаги босыми ногами или между двумя сыромятными кожами. Эта операция с выжиманием воды из оттаявшего на солнце картофеля повторяется от 4–5 до 15–20 дней подряд (более продолжительное время при слабых заморозках). После этого черное чуньо высушивают и складывают в амбар. «Полуфабрикат» же белого чуньо помещают еще на 25–60 дней (а иногда лишь на 5–6 дней) в мелкий бассейн с водой или в проточную воду, а затем высушивают на солнце.

Полученная тунта бела как мел, сохраняет форму клубня и гораздо легче обыкновенного черного чуньо. Она идет обычно на приготовление муки. Чуньо, как правило, приготовляют из сортов видов картофеля ахануири, Юзепчука, гониокаликс, андигенум или некоторых диких видов.

Давность употребления клубней в пищу индейцами Южной Америки доказана археологическими находками. Самые древние образцы посуды, выполненные в форме клубней (в том числе чуньо) картофеля, относятся ко II веку до нашей эры. Возможно, что впервые рецепт приготовления чуньо подсказала южноамериканцам сама природа. Замерзшие клубни после переменного оттаивания и высыхания теряли горечь и представляли собой готовый к употреблению в пищу продукт.

Мексиканские индейцы в глубокой древности, вероятно, не выращивали картофель, а собирали его. Во всяком случае, клубни дикого мексиканского картофеля демиссиум (S. demissum) и сейчас часто добавляют здесь в супы и тушеное мясо. Скорее всего, после завоевания Мексики испанцами в XVII веке культурный андийский картофель типа староевропейского картофеля был завезен из Чили или с острова Чилоэ завоевателями и постепенно привился в культуре.

Вопрос о родине культурного тетраплоидного картофеля учеными до сих пор не решен, несмотря на жаркие дебаты, длящиеся уже десятки лет. По мнению Дарвина, Гукера, Гумбольдта и де Кандоля, родина нашего картофеля — чилийское побережье с прибрежными островами; по утверждению Путша, Саламана, Хокса и Брюхера — колумбийские, боливийские и перуанские Высокие Анды с центром около озера Титикака (Перу — Боливия), а Чили с островами — район вторичного внедрения андийских сортов туберозум (S. tuberosum). Нет единого мнения ботаников и по вопросу о том, считать ли культурный чилийский и культурный андийский картофели самостоятельными видами или объединять их в один вид.

По видовому разнообразию в Южной Америке можно выделить два центра: первый в Боливии и Перу, второй — в горных районах Мексики. Окультурен картофель был, вероятно, все же в Перу, где произрастает свыше 60 его видов, но в процессе окультуривания постепенно сложились два очага эволюции: один на высоких плоскогорьях Перу, Колумбии, Боливии и Северного Чили, а другой — на острове Чилоэ и в соседних областях Чили. До прихода европейцев индейцы имели в культуре несколько видов.

На холодных открытых ветрам плато Кордильер Тихоокеанского побережья картофель издавна являлся ежедневной и основной пищей населения, лишенного в связи с суровыми климатическими условиями кукурузы и изнеженных корнеплодов. Во времена инков картофель обычно возделывали на искусственных террасах, укрепленных каменными насыпями.

На горных плато Перу, Колумбии и Боливии индейцами были отобраны и культивировались виды, наиболее подходящие к суровым условиям. Советские исследователи впервые изучили их и дали им ботанические названия: ахануири (S. ajanhuiri), орко-малько — картофель Юзепчука (S. juzepczukii) и чина-малько (S. curtilobum).

Среди широко распространенных в культуре, по крайней мере, еще в 800 годах нашей эры, были виды андигенум и папа-амарилья, то есть желтый картофель (S. goniocalyx), с желтой мякотью и хорошим вкусом.

В погребениях вдоль бесплодной пустыни на побережье Чили и в Северном Перу около Чимботе и Чене найдены прекрасно сохранившийся благодаря отсутствию дождей и почве, пропитанной селитрой, высушенный картофель, а также погребальные глиняные вазы, изображающие обычно стилизованно клубни картофеля.

Первые изображения картофеля относятся к периоду культуры Прото-Чиму, то есть ко второму столетию нашей эры. Клубни часто сдвоены, ибо таким клубням приписывалась повышенная урожайность. Им индейцы молились, а мешкам с обрядовым сдвоенным картофелем приносили в жертву животных — лам.

В Латинскую Америку, на родину картофеля, советские ботаники-картофелеводы (солянологи) впервые попали в 1925 году. Туда Резинотрестом была направлена экспедиция за каучуконосами, руководимая Ю. Н. Вороновым. В эту экспедицию вошли и специалисты по картофелю — С. В. Юзепчук и, по предложению Н. И. Вавилова, ассистент Отдела прикладной ботаники (будущего ВИР) С. М. Букасов. Сборы диких видов были поручены проживавшему в Мексике агроному М. С. Антиповичу.

Маршрут экспедиции по причинам дипломатического порядка начинался в Мексике и, к сожалению, зимой. Первое впечатление о Мексике у советских ученых сложилось не очень благоприятное. Действительно, вместо изобилия зелени путешественников поразили бесконечно голые пространства, где росли только колючие редкие агавы да кактусы самых фантастических форм. И все же страна была поистине удивительна: три совершенно различных по климату области уживались в ней бок о бок, а рядом с великолепием тропиков лежала бескрайняя мертвая пустыня.

На перевале перед Мехико путешественники остановились, охваченные восторгом и удивлением. Далеко внизу, словно в огромной чаше, лежали земли и озера, еще скрытые от глаз ночными тенями, зато прямо перед путешественниками возвышались окутанные облаками вершины двух снежных гор. Лучи еще невидимого солнца уже играли на них. Это были древние Попокатепетль — «Холм, который курит» и Истаксиуатль — «Белая женщина». Казалось, невозможно представить более величественное зрелище, чем эти две вершины в предрассветный час. Когда-то ацтеки считали обе горы мужем и женой. «Белая женщина» с первого взгляда действительно казалась огромной, словно изваянной из снега, фигурой лежащей женщины, рассыпавшей волной длинные волосы по склону горы.

Пока путешественники любовались вершинами, заря постепенно разливалась сверху по склонам вулканов, освещая покрывающие их леса. Однако обширная равнина все еще была заполнена густым туманом, который медленно рассеивался, открывая сверкающие в лучах солнца зеркала озер. Открывшийся город словно плыл посреди водной глади. Далеко позади него возвышалась черная гряда скал, замыкающих долину.

К сожалению, сборы С. М. Букасова (С. В. Юзепчук отправился в Чили) были ограничены из-за зимнего времени покупкой образцов на местных базарах Мексики и Гватемалы. Лишь летом М. С. Антиповичу удалось провести детальную разведку в долинах Мехико и Толуки и прилегающих районов. Здесь М. С. Антиповичем найдены ранее неизвестные науке 36- и 60-хромосомные виды картофеля.

В 1926 году С. М. Букасов исследует картофели Колумбии, а С. В. Юзепчук — Перу, Боливии и Чили. Во время второго «вторжения» в ботаническое царство Латинской Америки наши путешественники были уже вооружены знанием испанского языка и немного индейских наречий. Тем не менее не обошлось без недоразумений. В Арауканской провинции Чили С. В. Юзепчука приняли было за землеустроителя, явившегося отобрать землю, и чуть не закидали камнями. А в С. М. Букасове заподозрили колдуна (индейские колдуны используют картофель для обрядов) и едва не утопили его вместе с коллекцией картофеля в реке.

Открытие районов наибольшего разнообразия картофеля в Южной Америке потребовало дополнительных исследований сборов образцов на месте, что и было выполнено новой экспедицией С. В. Юзепчука в Перу, Боливию и Чили. Еще одна экспедиция в Южную Америку была вскоре (1932 год) осуществлена Н. И. Вавиловым.

Трудности почти непроходимых дорог, тяжелые непривычные климатические условия, тропические болезни и постоянное нервное напряжение либо в связи с белой кожей путешественников, принимаемых индейцами за ненавистных поработителей-колонизаторов, либо из-за постоянной угрозы ареста как «агентов большевиков» в «культурных центрах», были позади. Впереди предстояло испытание и изучение собранных форм картофеля на родине.

Коллекции впервые были апробированы на опытном поле Всесоюзного института растениеводства «Красный пахарь» под Ленинградом. Наших ботаников, а еще более любопытствующих агрономов из соседних сел новые пополнения поразили и зачаровали разнообразием цветков необыкновенных красок и удивительнейшей рассеченностью и формой листьев. С первого взгляда было ясно, что ботаники здесь столкнулись не с сортовым, а с видовым разнообразием картофеля.

Изумили ботаников и неожиданные данные, полученные В. А. Рыбиным при цитологическом исследовании коллекции. В то время как всем был известен 48-хромосомный культурный картофель и один 72-хромосомный дикий вид, вдруг обнаруживаются 24-, 36- и 60-хромосомные формы. Это открытие было настолько неожиданным, что привлекло внимание ученых всего мира, внезапно уразумевших, что русские совершили новую революцию, на этот раз «зеленую». Ботанико-систематическое исследование коллекций, проведенное С. В. Юзепчуком, С. М. Букасовым и В. С. Лехновичем, позволило им выделить 18 новых культурных и более 30 диких видов картофеля.

Оправившиеся от шока, причиненного открытием русских, зарубежные ученые срочно снаряжают в Южную Америку экспедиции за этим «загадочным» картофелем, преподнесшим очередной сюрприз. По проложенным русскими тропам идут уже экспедиции Германского института селекции из Мюнхеберга, две экспедиции департамента земледелия США, шведская и английская экспедиции.

А в «Красном пахаре» и Детском Селе под Ленинградом одни открытия сменялись другими. Обнаружены новые фитофтороустойчивые, морозостойкие, засухоустойчивые и необыкновенно скороспелые формы с высоким содержанием белка и крахмала (эти открытия новых свойств у первых южноамериканских сборов будут следовать еще и десятилетия спустя по мере разработки новых методов изучения и повышения требований к селекционным сортам).

Дикий бесстебельный картофель акауле, растущий в Андах выше всех, оказался способным переносить заморозки до –8 °C. Открыта фитофтороустойчивость у нового вида — картофеля Антиповича.

Морозостойкость обнаружена не только у диких видов, но и у таких культурных картофелей, как ахануири, куртилобум и Юзепчука. Во Франции в образцах советских сборов андийского картофеля выявляют ракоустойчивые клоны.

После первого же предварительного исследования картофелей становится ясным, что селекция должна стать на новый путь — использование межвидовых гибридов. Этот путь был также открыт и проложен советскими селекционерами — И. А. Веселовским на Полярной станции ВИР, И. И. Пушкаревым под Москвой, П. И. Альсмиком — в Белоруссии. В наши дни это уже основной метод селекции во всех развитых странах Европы и Северной Америки.

На основе географического, ботанического и цитологического исследований С. М. Букасовым была построена первая в мире научно обоснованная система видов картофеля, сразу же признанная лучшей систематиками Нового и Старого Света. Она положена в основу и всех современных систем клубнеобразующего картофеля.

В настоящее время ботаники различают уже примерно полторы сотни видов картофеля, из которых в селекцию пока вовлечены немногие, хотя круг их постоянно расширяется.

Из эффективно используемых в селекции картофеля видов большинство открыто нашими ботаниками — С. М. Букасовым и С. В. Юзепчуком (лептостигма, Рыбина, бояцензе, пуреха, андигенум, куртилобум, семидемиссум и валлис-мексици).

Картофель обладает неисчислимыми достоинствами. Прежде всего он не приедается и в этом отношении достойный напарник главному хлебу земли — пшенице. В клубнях картофеля содержится до 20–25 процентов крахмала и до 2–2,5 процента белка. Кроме углеводов, белков и всевозможных минеральных солей — кальция, фосфора, натрия, калия, серы — в картофеле есть почти все необходимые человеку витамины — A, B, B₁, B₂, B₆, P, PP, C и D, ряд важных ферментов и органических кислот. Он содержит также микроэлементы, которые играют большую роль в обмене веществ организма человека. Это марганец, йод, никель, кобальт, медь и ряд других. Белок картофеля содержит 14 из 20 незаменимых аминокислот. Причем все это в таких благоприятных для нашего организма соотношениях, что он до сих пор остается единственной полевой культурой, питаясь которой без включения в рацион каких-либо иных продуктов, человек способен прожить длительное время. Таким образом, картофель — наиболее вероятный кандидат в спутники человеку в далекие космические рейсы. Учтите при этом, что 1 грамма семян картофеля вполне достаточно для того, чтобы вырастить 1,5–2 тысячи растений.

Распространение картофеля в Европе в свое время способствовало резкому увеличению народонаселения и отступлению цинги, прежде уносившей тысячи человеческих жизней.

А вот что может дать переработка центнера картофеля промышленности: 9–15 килограммов чистого спирта или 16–25 килограммов крахмала или 22–31 килограмм картофельных хлопьев.

Промышленное использование основных и побочных продуктов переработки картофеля необыкновенно разнообразно. Стоит лишь напомнить о том широком применении, которое имеет спирт. Продукты крахмальной промышленности используются более чем в 700 производствах. Европейской кухне известно более 100 блюд из картофеля.

Куриный белок, как известно, считается наиболее полноценным для питания человека. Если питательную ценность куриного белка принять за 100, то белок пшеницы составит лишь 64, а белок картофеля — 85 единиц от питательности куриного белка.

Но и этим достоинства картофеля не исчерпываются. Он является важным лекарственным растением. Сок сырого картофеля успешно используется в качестве лечебного средства против язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

Будучи лекарственным растением, картофель оказывается сам подвержен целому сонму заболеваний, среди которых особую угрозу представляют фитофтора и вирусные болезни. Вирусные болезни — основная причина вырождения картофеля, ведущего к резкому снижению урожая клубней (на 30–40 процентов и более).

Борьбу с вирусными болезнями ученые ведут давно. Разработаны индикаторный и серологический методы, позволяющие отбирать растения, не пораженные вирусами X, S и M. Свободные от этих вирусов растения размножают в специальных изолированных семеноводческих зонах и постоянно проверяют на зараженность.

Предполагалось, что освобождение картофеля от вирусов X, S и M будет способствовать быстрому оздоровлению семенного материала и, следовательно, повышению урожайности. Но оказалось, что освобождение картофеля от указанных вирусов открывает двери для заражения его другими, еще более вирулентными вирусами, определение которых сравнительно простыми индикаторным и серологическим методами невозможно.

Казалось, что картофелеводы попали в безвыходное положение. Вот в это время кое-кто и вспомнил о существовании простого и эффективного метода получения картофеля, практически свободного от любых вирусов.

Этот метод заключался в выращивании картофеля не из клубней, а из семян, образующихся в зеленых ягодах растений. Под руководством академика В. И. Эдельштейна на кафедре овощеводства Сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева была разработана методика выращивания картофеля дражированными семенами, что позволяло провести механизированный их посев сеялкой непосредственно в грунт.

Казалось бы, проблема решена, но не тут-то было. Дело в том, что любой сорт картофеля является гибридом, который не расщепляется, если его размножают вегетативным путем — клубнями. Если же сорт размножать семенами, то он в потомстве расщепляется на растения, внешне мало чем напоминающие исходный материнский сорт и, самое главное, в подавляющем большинстве уступающие последнему по продуктивности.

Выход оставался один — получение гибридных семян по способу, который используется при работе с кукурузой, а в последние годы и с пшеницей. У кукурузы для этого надо в течение 5–7 лет проводить самоопыление и таким путем получить линии, скрещивание которых и даст гибридные семена, пригодные для промышленного использования. Однако картофель и здесь придержал для селекционеров очередной «сюрприз». Дело в том, что он является тетраплоидом (полиплоидом) и, следовательно, в противоположность диплоидной кукурузе, обладает не двумя, а четырьмя наборами хромосом. Четыре и два — разница как будто невелика, а между тем она ставит картофелеводов по сравнению с кукурузоводами в очень невыгодное положение. Благодаря этой особенности для получения линий, пригодных для промышленного использования гетерозиса, картофелю требуется не 5–7 лет самоопыления, а примерно 15–20 лет. Но хуже всего то, что картофель «не желает» самоопыляться даже в течение «узаконенных» для кукурузы 5–7 поколений. Одного-двух лет самоопыления вполне достаточно, чтобы потомство большинства сортов картофеля вообще перестало давать ягоды от самоопыления.

Выход из создавшегося положения дала возможность проведения предварительной селекции на диплоидном уровне с использованием гаплоидов (дигаплоидов) культурного картофеля — растений с набором хромосом гаметы. Гаплоиды в небольшом количестве, как установила в 1939 году Е. В. Ивановская, возникают без оплодотворения в результате девственного развития яйцеклетки (партеногенеза) культурного картофеля при опылении его сортов пыльцой примитивных диплоидных видов картофеля (последние по сей день возделываются индейцами в Южной Америке).

Но получаемые таким путем гаплоиды имеют преимущественно стерильную пыльцу и не способны завязывать ягоды от самоопыления. Для придания им фертильности необходимо дополнительное скрещивание с одним из диких или примитивных диплоидных видов картофеля. В ФРГ профессором Россом для этой цели используется скрещивание гаплоидов с диким самофертильным видом веррукозум, а в Научно-исследовательском институте картофельного хозяйства — с примитивным культурным видом — пурехой. Привлечение в скрещивания с гаплоидами диких или примитивных диплоидных видов позволяет в сравнительно короткие сроки получить линии от гибридов и беккроссов, которые после перевода на тетраплоидный уровень методом колхицинирования могут быть использованы для оценки на комбинационную способность.

Создание с участием гаплоидов и диплоидных видов относительно гомозиготных тетраплоидных линий даст возможность, с одной стороны, использовать в производстве картофеля явление гетерозиса, а с другой — поможет решить важную проблему выращивания безвирусного картофеля.