История развития фитопатологии

 Фитопатология — наука о болезнях растений, вызванных патогенами (инфекционные болезни) и экологическими факторами (физиологические факторы). Включает разработку средств борьбы с заболеваниями, профилактику поражения растений.

Историю развития фитопатологии можно условно разделить на три периода.

Первый период начинается от древности до середины XIX столетия. Начало фитопатологии положено очень давно.

Занимаясь с давних пор сельским хозяйством, человек не мог не обратить внимания на те неблагоприятные явления, которые препятствуют развитию разводимых растений. У древних греческих и римских писателей (Аристотеля, Теофраста, Плиния и др.) мы находим указания на болезни растений, на ржавчину, головню, рак деревьев и др. У греческого ученого Теофраста, жившего в IV в. до нашей эры (372—287), имеется описание некоторых болезней и даже название erysibe (erysiphe в латинской транскрипции), в котором объединяются и собственно мучнистая роса, и ржавчина. По Теофрасту, эти болезненные явления, вызываемые паразитными грибами, имеют другое объяснение: изменения частей самого растения под влиянием избыточной влажности.

В связи со сравнительно высокоразвитым земледелием древнего Рима у римских ученых того времени (Плиний, 23—79 гг.; Диоскорид, I в. и. э.) уделяется известное внимание болезням растений, таким, как ржавчина, головня, мучнистая роса. Однако понимание их остается таким, как и у Теофраста, т. е. с грибами их не связывают.

В более позднее накапливались зачатки рационалистических знаний об условиях произрастания, свойствах растений и возникновении их болезней. В начале XVIII столетия возникают уже попытки классифицировать как растения, так и вызываемые ими болезни. Здесь особенно необходимо отметить  Карла Линнея (1707—1778), завершившего классификаторское направление в ботанике XVII—XVIII вв., и Ж. Турнефора (1656— 1708).

Видный французский ботаник Ж. Турнефор подразделяет болезни растений на два класса: к первому классу он относит болезни, вызываемые внутренними причинами (изобилием, отсутствием или недостатком питательного сока и пр.), ко второму — болезни, вызываемые внешними причинами (градом, морозом, паразитами и т. п.). В этой классификации, изложенной в одной из работ, опубликованной в 1705 г. в Париже, впервые положены в основу естественные причины возникновения болезней.

Среди естественных причин, обусловливающих возникновение болезней, еще в середине XVIII столетия назывались грибы как самостоятельные организмы, способные вызывать заболевания. Замечательными опытами выдающегося естествоиспытателя и агронома А. Т. Болотова (1738—1833) в России, фермера М. Тиллета (1714— 1791) во Франции, натуралиста Яна Фабрициуса (1745—1803) в Дании была подмечена и доказана заразность (контагиозность) многих болезней растений. Первые микроскописты XVII в. Р. Гук (1635—1703) и М. Мальпиги (1628—1694) наблюдали под микроскопом некоторые ржавчинные грибы и довольно точно изображали их споры, так что сейчас можно без особого труда идентифицировать изображенные виды. И все же это не мешало тому, что и такие сложные наблюдаемые под микроскопом структуры толковались как продукт видоизменения частей растения в процессе их разрушения от каких-то особых причин и что паразитные грибы, причиняющие разнообразные болезни растениям, производятся самим растением вследствие его ненормального питания — «расстройства соков».

В 1833 г. венский натуралист Ф. Унгер (1800—1870) опубликовал целую книгу о сыпях растений (Exantheme der pflanzen, Wena, 1833), в которой им подробно изложена «теория экзантем» (т. е. сыпей, эксудатов) по отношению к различным болезням. Согласно этой теории, болезни растений, подобно болезням человека, представляют собой не что иное, как результат «порчи соков». Вследствие этой «порчи», обусловленной причинами естественными и сверхъестественными, на больных растениях самопроизвольно зарождаются в виде своеобразных экзантем другие виды растений: ржавчинные, головневые и иные грибы и даже цветковые растения, как заразиха, омела и т. д. Другими словами, паразитические грибы рассматривались не как самостоятельные организмы, а как выделения больных растений. Представления о возможности порождения грибов растениями, на которых они паразитируют, иногда служили в то время аргументом в пользу идеи о самозарождении.

Таким образом, ложная теория, лежавшая в самой основе фитопатологии, приводила последнюю к тупикам и на целые десятилетия задерживала ее развитие. Эта теория исходила из общих взглядов (мировоззрения) первого периода, который Ф. Энгельс характеризовал так: «Но что особенно характеризует рассматриваемый период, так это — выработка своеобразного общего мировоззрения, центром которого является представление об абсолютной неизменяемости природы».

Второй период в истории фитопатологии продолжается от середины до конца XIX столетия. Этот непродолжительный по времени период замечателен рядом открытий, с которыми связано начало научной фитопатологии.

На формирование фитопатологии значительное влияние оказали развитие учения о клетке, распространение дарвиновского учения, систематическое применение микроскопа и введение метода чистых культур изучаемых возбудителей болезней. В результате накопления большого материала «стало возможным — и в то же время необходимым — применение сравнительного метода».

Решающее значение в становлении научной фитопатологии имеют открытия, сделанные выдающимся немецким микологом и фитопатологом А. Де-Бари и работавшим вместе с ним в многолетнем творческом содружестве русским микологом и фитопатологом М. С. Ворониным, а также их многочисленными учениками и последователями.

Антон Де-Бари (1831—1888). Его многочисленные работы имеют большое значение в развитии микологии и фитопатологии. Вот некоторые из них.

Работа опубликованная отдельной книгой в 1853 г., посвящена истории развития головневых, ржавчинных и нероноспоровых грибов, в которой он установил происхождение головневых спор из мицелия. Это было первым доказательством грибной природы головни и того нового положения, что паразитические грибы являются не следствием, а причиной инфекционных болезней. Эго сформулировано им так: паразитические грибы не следствие, а причина болезней растений.

Очень большое значение для фитопатологии имеет исследование А. Де-Бари болезни картофеля, результаты которого опубликованы в 1861 г. Эта работа была проделана под влиянием запросов производства, которое несло большие потери урожая от болезни, сравнительно незадолго до того появившейся в Европе. Де-Бари установил возбудителя болезни, дал ему наименование Phytophthora infestans DB., изучил его строение и историю развития. Это был первый случай непосредственного установления инфекции растений паразитическим грибом. В этой работе Де-Бари дал по существу первое научное фитопатологическое исследование, применив метод искусственного заражения растений. Его исследования легли в основу наших современных знаний об этой важнейшей болезни картофеля и имели большое значение для дальнейшего развития микологии и фитопатологии.

Исследуя ржавчинные грибы, Де-Бари на примере возбудителя ржавчины фасоли (Urortvjces appendiculatus Lev.) установил (1863) наличие пяти закономерно сменяющих друг друга различных спороношений у ржавчинников: спермогонии со спермациями, эцидии с эцидиоспорами, уредо — и телейтоспоры, базидии с базидиоспорами. В этом случае прослежен цикл развития однохозяйного ржавчинного гриба. Несколько позднее (1865) он установил у Puccinia gramitiis Pers. явление разнохозяйности, т. е. последовательное паразитирование одного и того же гриба в различных стадиях развития на двух далеких в систематическом отношении видах растений-хозяев. Возбудитель стеблевой ржавчины злаков спермогонии и эцидии развивает на барбарисе, уредо — и телейтоспоры на стеблях злаков.

Воронин Михаил Степанович (1838—1903) изучал историю развития грибов и других низших растений, различные болезни растений, а также клубеньковые бактерии. Им опубликовано свыше 100 научных работ. Например, он первый открыл представителя группы экзобазидиальных грибов Exobasidium vaccini Woron., не имеющего плодового тела (1867), разнохозяйность у сумчатых грибов Sclerotinia heteroiса Woron. (1888).

Важное практическое значение имеют исследования Воронина по многим грибным болезням растений. Он первый (1874—1880) выяснил и проследил цикл развития возбудителя опасной болезни корней капусты «капустной килы» (Plastnodiophora brassicae Woron.) Его исследования и до сих пор лежат в основе наших знаний об этой важной болезни и се возбудителе. В работах о ржавчине подсолнечника (1869—1875) Воронин тщательно проследил весь цикл развития се возбудителя, оказавшегося, по его наблюдениям и опытам с заражением, однохозяйным ржавчинником. На основе изучения биологии паразита он рекомендовал практические мероприятия по борьбе с этим опасным заболеванием.

Работы Воронина по капустной киле, ржавчине подсолнечника, а также по плодовой гнили яблок, «пьяному хлебу» имеют важное практическое значение и являются первой попыткой подобного рода работ в России. Поэтому М. С. Воронин может считаться у нас одним из первых (по времени) фитопатологов. А. А. Ячевский считал его основателем русской фитопатологии.

Большую роль в развитии фитопатологии и микологии сыграли также французские микологи братья Л. Тюлан и Ч. Тюлан, которые изучали историю развития и строение грибов и установили понятие о плеоморфизме (свойства организма развивать в онтогенезе несколько различных спороношений). Они установили связь между конидиальным (Oidium) и сумчатым (Erysiphe) спороношениями у некоторых мучнисторосяных грибов (Erysiphe graminis DC.). У спорыньи установлено три следующих друг за другом состояния: копидпальпая стадия (Sphacelia), склероции (Sclerotium) и сумчатая стадия, которая считалась самостоятельным организмом. Л. Тюлан объединил эти состояния и дал общее название этому возбудителю Claviceps purpurea Tul.

Наиболее существенные общие черты рассматриваемого периода развития фитопатологии следующие:

1. Дальнейшая разработка учения о паразитических грибах и обнаружение у них плеоморфизма и смены спороношений.

2. Введение исторического  метода изучения грибов (онтогенеза) в сочетании с экспериментальными  методами — чистых культур  и искусственного заражения.

3. Обоснование новой концепции о причинах болезней растений, согласно которой паразитические грибы являются не следствием, а причиной инфекционных болезней растений.

4. Ведущая роль в исследованиях  по этим вопросам принадлежит  основоположникам научной фитопатологии  А. Де-Бари, братьям Тюлан и М. С. Воронину, а также их ученикам и последователям: О. Брефельду (1839—1925), Ф. М. Каменскому (1851—1912), Л. С. Цеиковскому (1822—1887) и др.

С этого времени устанавливается подлинно научная связь фитопатологии с микологией, но уже на иных принципах. При изучении больных растений центр тяжести переносится на паразитический гриб, его строение, биологические особенности и цикл развития, а само больное растение отодвигалось на дальний план. Это паразитарное, или микологическое, направление, несмотря на односторонность в изучении болезней растений, сыграло крупную положительную роль в развитии фитопатологических знаний.

Третий период фитопатологии начался с конца XIX в. и продолжался до20-х годов XX в. Его содержание не так резко отграничено от предыдущего периода, как этот последний был отчленен от старого периода.

Некоторые направления этого периода (например, изучение фитопатогенных грибов) представляют собой прямое продолжение и дальнейшее развитие тех идей, которые сложились в новом периоде.

Вместе с тем новейший период характеризуется рядом существенных признаков, отличающих его от предыдущего периода и дающих основание на самостоятельное выделение его. Вот некоторые характерные черты периода.

1. Установление новой, ранее  неизвестной, группы возбудителей болезней растений — фитопатогенных бактерий и доказательство существования бактериальных болезней нар яду с грибными болезнями.

2. Открытие фильтрующихся  вирусов и создание нового  этапа и нового направления  в фитопатологии — изучение  вирусных болезней (растительная вирусология).

3. Развитие экологического  направления в фитопатологии  и начало изучения закономерностей  массового распространения и  развития болезней растений (эпифитотиология).

4. Возникновение новых  проблем фитопатологии: проблема иммунитета растений, проблема химических средств борьбы с болезнями растений, проблема генетики грибов.

5. Введение цитологического  метода исследования в изучении  онтогенеза фитопатогенных грибов  и углубление экспериментальных  методов при разработке разных проблем: экологии, иммунитета растений, генетики грибов и др.

Остановимся кратко на отдельных важнейших открытиях в фитопатологии, положивших начало новейшему периоду ее становления.

Выдающимся исследователем этого периода был Артур Артурович Ячевский (1863—1932), завоевавший мировое признание и известность своими многочисленными трудами по микологии и фитопатологии. Но еще более значительна его роль как руководителя и создателя в пашей стране организации защиты растений.

Учитывая большой ущерб, причиняемый сельскому хозяйству грибными паразитами, А. А. Ячевский еще в 1896 г. ходатайствовал перед Министерством земледелия об организации лаборатории по изучению болезней и получил разрешение на открытие фитопатологической станции только в 1901 г. Длительное время он заведовал этой станцией, при которой издавался первый печатный орган по фитопатологии «Листок для борьбы с болезнями и повреждениями растений». Под редакцией А. А. Ячевского с 1903 г. начал выходить «Ежегодник сведений о болезнях растений», в котором публиковались сообщения с мест, а в 1907 г. он организовал «Бюро по микологии и фитопатологии», впоследствии переименованное в лабораторию микологии им. А. А. Ячевского в ВИЗР.

Профессор А. А. Ячевский был последовательным и убежденным поборником организации сети станций защиты растений, которые были проводниками в народные массы идей борьбы с болезнями растений и пропагандировал меры борьбы с ними.

А. А. Ячевский занимался изучением ржавчины хлебных злаков, болезней виноградной лозы, табака, клевера и других растений. По большинству этих вопросов он оставил законченные статьи, книги, монографии. Всего им опубликовано свыше 500 работ и статей. Из них специально следует отметить книгу «Ржавчина хлебных злаков России» (1907), «Основы микологии» (1933), «Бактериозы растений» (1935), Определители грибов, т. I (1913), т. II (1917), а также монографии по миксомицетам и пероноспоровым и определители по голосумчатым и мучнисторосяным грибам (1927).

Можно сказать, что в России никто столь много не сделал в области микологии и фитопатологии, как А. А. Ячевский, и, по мнению большинства ученых, профессор А. А. Ячевский с полной справедливостью считается одним из основоположников отечественной микологии и фитопатологии.