1.1. Наука об иммунитете: предмет, задачи, история развития
Наука об иммунитете изучает функции и свойства растений, различные факторы внешней среды, определяющие его способность противостоять поражению или повреждению вредными организмами.
Определение «иммунитет» (от латинского immunitus – свободный от чего-либо) характеризует невосприимчивость растений к вредителям и продуктам их жизнедеятельности.
Основной задачей науки об иммунитете является выявление закономерностей проявления невосприимчивости и путей практического использования этого свойства при создании хозяйственно ценных устойчивых сортов сельскохозяйственных растений.
Учение об иммунитете, которое возникло и входило первоначально в качестве отдельных разделов микробиологии, физиологии, ботаники и ряда других наук, в настоящее время представляет собой самостоятельную дисциплину. Это обусловлено, во-первых, тем особым кругом вопросов, который она изучает, и во-вторых, специфичностью методов, используемых для обнаружения иммунологических отношений, например, реакции преципитации.
Явления иммунитета были известны еще в глубокой древности. Например, отмечались факторы снижения продуктивности при возделывании монокультур, которые земледельцы объясняли «усталостью» почвы (земли).
В течение многих веков существовал метод предохранения людей от оспы путем искусственного заражения. Например, индийские врачеватели для этого прикладывали к натертой до ссадин коже размельченные оспенные корки и струпья; в Грузии наносили уколы на коже здорового человека иглами, смоченными в гное. При таких способах заболевание чаще всего протекало в легкой форме, после которого организм становился невосприимчивым к оспе.
В 1798 году английский врач Э. Дженнер доказал, что прививка человеку коровьей оспы предохраняет его от заболеваний натуральной человеческой оспой. Прививки получили название «вакцинация» (от латинского vacca – корова).
С 1798 года, можно считать берет свое начало наука о защитных особенностях организма – иммунология (но это была еще эмпирическая наука).
Луи Пастер в 1879 году выяснил природу таких опасных болезней, как куриная холера, сибирская язва и бешенство. Он обосновал эффективность прививок.
Выдающийся вклад в науку об иммунитете внес русский ученый И.И. Мечников (1845–1916) с его фагоцитарной теорией, за которую в 1908 году он получил Нобелевскую премию. Сущность теории заключается в том, что все животные организмы обладают способностью с помощью особых блуждающих по кровеносной системе клеток – фагоцитов захватывать и переваривать внедрившихся микробов. В настоящее время установлено, что в животных организмах наряду с фагоцитами антимикробную защиту осуществляют интерфероны, специфические антитела и т. д.
Среди других крупных русских ученых, работавших в этой области, следует отметить Н.Ф. Гамалея (1859–1949) и Д.К. Заболотного (1866–1929). Однако настоящее развитие учение об иммунитете приобрело лишь в конце XIX – начале XX веков.
Появилось ряд теорий. Австралиец Кобба – иммунитет обусловлен наличием механических защитных приспособлений, препятствующих проникновению возбудителей болезней в ткани растений. В 1900 году итальянец Комес отметил, что наибольшей восприимчивостью к болезням обладают органы растений, более богатые сахаром и крахмалом. С другой стороны, чем больше в клеточном соке содержится свободных органических кислот, дубильных соединений и антоциана, тем устойчивее сорт. У устойчивых к мильдью и мучнистой росе сортов винограда кислотность (в процентном отношении к сухому веществу) находится в пределах от 6,2 до 10,3, а у пораженных – от 0,5 до 1,9 %.
В 1905 году английский ученый Масси предложил хемотропическую теорию, согласно которой иммунитетом обладают такие растения, у которых отсутствуют вещества, привлекающие их паразитов, но не объяснил почему.
В 1911 году А. Ячевский выступил с предложением проводить искусственный отбор в местах массового и постоянного распространения патогенов. Было создано несколько устойчивых сортов подсолнечника и льна к ржавчине. Однако эффективность подобных работ осталась низкой.
Первое широкое обобщение накопленного в мире опыта в области иммунитета было проведено Н.И. Вавиловым (1887–1943). Им были установлены закономерности формирования и принципы географического распространения иммунных и восприимчивых форм растений (устойчивые к болезням и вредителям формы и даже виды следует искать на первичной родине культурного растения).
Дальнейшее развитие эти идеи получили в работах И.М. Жуковского. Созданная им теория сопряженной эволюции хозяина и паразита на их совместной родине дала обоснование практического значения интродукции исходного селекционного материала.
