Диалектика количественных и качественных изменений в развитии растительных организмов
Открытая Мичуриным стадийность в развитии плодово-ягодных растений и созданная акад. Лысенко теория стадийного развития растений представляют блестящее
Т. Д. Лысенко, Агробиология, стр.
640—641.См. Ф. Энгельс, Диалектика природы, фрагменты «Борьба за
существование», стр. 250—252.
подтверждение и конкретизацию диалектической концепции развития живой природы. Рассмотрим этот вопрос под углом зрения диалектики количественных и качественных изменений в индивидуальном развитии растений.
В предыдущей главе показано, что Мичурин в развитии выросших из семян плодово-ягодных растений открыл действие биогенетического закона, выражающегося в том, что организм в течение всего периода своего формирования как бы повторяет (воспроизводит) те формы, которые прошёл данный вид в процессе своего образования и раз-вития; было показано, что эти формы, по Мичурину, выражают «стадии» или решающие этапы на пути развития растения к плодоношению, ибо ветви различных ярусов прироста плодового корнесобственного дерева обладают последовательно различной степенью зрелости к плодоношению. За внешними морфологическими изменениями развивающегося организма Мичурин видел внутренние качественные, биологические переломы в развитии растительной особи. Это значит, что индивидуальное развитие плодово-ягодных растений Мичурин рассматривал не как простой рост, увеличение зародыша семени, но как цепй последовательных качественных превращений организма, ведущих к плодоношению.
Явления рекапитуляции, открытые Мичуриным в растительном мире, представляют дополнительное и неопровержимое доказательство закона поступательного развития органического мира. Эти мысли великого исследователя и преобразователя живой природы явились исходными для его последователя Т. Д. Лысенко в объяс-нении причин невыколашивания озимых при весеннем посеве, а также причин изменения периода вегетации одних и тех же сортов бобовых и хлебных растений в климатически различных районах.
Факты второй группы в громадном количестве был» открыты и подтверждены академиком Лысенко. Оказалось, что растения одного и того же сорта, но BbF ращиваемые в различных условиях, являются, в зависимости от этих условий, озимыми, яровыми раннеспелыми или яровыми позднеспелыми. Оказалось, что нельзя разграничить все сорта пшеницы и других растений на группы озимых и группы яровых, на группы раннеспелых и группы позднеспелых в отрыве от конкретных условии местностей, где эти сорта будут выращиваться. Оказалось, что «все свойства, качества и признаки, в том числе, конечно, и озимость, яровость, раннеспелость, позднеспелость и др., есть конкретный результат взаимодействия растительного организма с условиями внешней среды»1.Применяя мичуринскую биологию к изучению законов развития однолетних и, прежде всего, злаковых растений, акад. Лысенко создал теорию стадийного развития растений. Т. Д. Лысенко открыл, что хлебные растения в цикле развития от семени к семени проходят различные стадии, каждая из которых заключается в специфических требованиях растения к условиям внешней среды, что без удовлетворения этих требований растение не может переходить в новую стадию и к образованию новых органов на пути к плодоношению.
В развитии семенного растения Лысенко установил наличие двух стадий: 1) стадии яровизации и 2) световой дии. Кроме обычных условий, необходимых для жизни тения, каждая из этих стадий развития растения тре- г особых условий существования на весь период те- ¦1 ия данной стадии. На стадии яровизации растение со-ответственно сорту требует известного уровня низкой температуры (холода) в течение определённого периода времени. На световой стадии оно требует, соответственно сорту, известной длины дня также в течение определённого времени. Оказалось, что хлебные растения не могут переходить в стебель и колос без последовательного удовлетворения этих требований растения. На однолетних растениях Лысенко раскрыл и биологическую сущность стадийности. Он показал, что на протяжении многотысячелетней истории любого вида условия жизни организмов неоднократно и резко изменялись.
Ассимилируя эти условия, организмы делали их своими э такой степени, что их потомство в дальнейшем необходимо требует этих условий для своего развития. Изменялись типы приспособления организмов данного вида и соответственно их требования к условиям жизни Д. Лысенко показал, что стадийность в индивидуаль- ном развитии растения, т. е. изменения в требованиях к условиям, представляет собою отражение или воспроизведение смены типов приспособления и требований о р." ганизмов своего вида, выработанных на протяжении его истории. Именно акад. Лысенко глубже, чем кто-либо до него, раскрыл диалектику перехода филогенеза в онтогенез и обратно.Биологию индивидуального развития он рассматривает как конкретизацию развития наследственного основания, представляющего собой сортовое, видовое и т. п. начало в развитии растительного индивидуума. Оно определяет общую канву, общий характер проходящего цикла и иди. видуального развития растения. Всё в растении, каждое его свойство, каждый его признак или орган, есть результат развития наследственного основания в конкретных условиях внешней среды. И всё это может быть правильно понято лишь на базе стадий как наиболее общих биологических этапов индивидуального развития растения.
Наследственное основание есть результат всей предшествующей филогенетической истории, творящейся путём отбора полезных приспособлений организмов к определённым условиям. Являясь развитием наследственного основания, стадийные процессы в своей специфике «суть самые сокровенные процессы, присущие жизни растений. Открыть биофизику и биохимию стадийных процессов, — указывает Лысенко, — это значит открыть биофизику и биохимию самых интимных процессов жизни растительной клетки» В развитии растительных организмов Лысенко устанавливает два рода качественных изменений. Во-первых, качественные изменения, «связанные с процессом осуществления индивидуального цикла развития, когда природные потребности, т. е. наследственность, нормально удовлетворяются соответствующими условиями внешней среды» 2.
При этом понятно, что если развитие растительного организма от семени к семени протекает в условиях, привычных для данного вида, т. е. в условиях, существенно не отличающихся от тех, к которым приспособлен его вид, то он является более или менее точным осу-ществлением видовой, сортовой наследственной природы. Во-вторых, качественные изменения, связанные с изме- леяиями породы, с изменениями наследственности. Качественные изменения этого рода являются обычно «результатом развития организма в условиях внешней среды, в той или иной мере не соответствующих природ- ным потребностям данной органической формы»Остановимся на качественных изменениях этого рода в развитии растительных организмов. Стадии развития растений образуют общебиологические этапы индивидуального развития самого наследственного основания.
«Стадии развития растения и их условия существования образуют общую закономерность, общий тип в цикле развития растения. Но на каждой из этих стадий своей жизни растение вступает и не может не вступить в бесчисленные связи с многими другими факторами неорганической и органической природы, и эти последние всегда несколько отклоняют и индивидуализируют общую сортовую, видовую и т. д. картину развития растения. Те же или иные органы и признаки растения, развивающиеся на базе определённых стадий, в свою очередь для своего развития требуют своих условий суще-ствования и также неизбежно подвержены влиянию тех или иных факторов. Конкретные признаки растения — это уже результат этой сложнейшей связи» 2.
Различное течение той или иной стадии, вызываемое различием в условиях внешней среды (которые никогда абсолютно не повторяются), приводит к тому, что по-разному формируются такие признаки хлебных растений, как яровость, озимость, морозостойкость, длительность вегетации, величина и вес зёрен, их окраска и форма, и даже такие .признаки, как мучнистость и стекловидноеть зерна, поражаемость или непоражаемость растения грибками и т. д. Так, в зависимости от времени прохождения растениями стадий может быть и различное развитие величины и веса зерна.
По опытным данным акад. Лысенко в 1933 г., абсолютный вес зерна пшеницы «гирки 0274» при развитии её в условиях Одессы был 17,8 г. На том Же поле и в тот же день высеянная «гирка 0274», но прошедшая световую стадию более скоро благодаря добавочному свету после захода солнца, дала абсолютный вес зерна 28 г. Так, морозостойкость растений, будуЧй весьма высокой на стадии яровизации, почти совершенно исчезает, когда растение переходит к стеблеванию. Все эти признаки будут разными при различном течении ста- дий, несмотря на то, что общее направление индивиду, ального развития определяется наследственным основанием.Особи данного вида, в своём развитии оказавшиеся в непривычных жизненных условиях и вынужденные ассимилировать эти условия, передают своему потомству изменённое строение своих органов и изменённые требования к условиям внешней среды на той или иной стадии своего развития. Мичуринское понимание биологии развития растений, громадный фактический материал, полученный в опытах мичуринцев, показывают, что онтогенетическое развитие не является простым воспроизведением и повторением филогенетического развития, что онтогенетическое развитие всегда вносит нечто новое в филогенез, что поэтому развитие живой природы идёт не по кругу, как думают метафизики-биологи, а по восходящей ли-, нии, по восходящей спирали. Именно открытие Мичуриным пластичности и наследственной передачи изменений, вызванных у стадийно наиболее молодых организмов, обогатило наше знание законов развития растений, наше понимание диалектики взаимопереходов онтогенеза и филогенеза и показало, что онтогенетическое развитие является в конечном счёте исходным для понимания филогенеза.
Тонкий экспериментатор и глубокий мыслитель, акад.- Лысенко своей теорией стадийного развития дал образцы раскрытия диалектики эволюционных количественных и революционных качественных изменений в индивидуальном развитии однолетних растений. Он показал, что развитие растения от семени к семени представляет не простой рост, т.
е. увеличение массы растения и плавное развёртывание его органов, как думают преформисты, но целую цепь качественных биологических и, соответственно, морфологических превращений. Он показал, что рост и развитие растений — это процессы не только не тождественные, но и не связанные между собой непосредственным образом.Под ростом растения мичуринцы, вслед за Тимирязевым, понимают увеличение массы растения, его веса и объёма, независимо от того, за счёт развития каких органов или признаков это увеличение происходит. Рост есть лишь одно из свойств развития растения, говорит 'Лысенко. Развитие же растения есть - «тот путь необхо-димых качественных изменений содержимого клеток и органообразовательных процессов, который растение проходит от посеянного семени до созревания новых семян»
При этом оказывается, что растение, например озимая пшеница «украинка», не прошедшее стадии яровизации или световой стадии, будет продолжать расти, т. е. накоплять зелёную массу в виде листьев, но не пойдёт в стебель и не выколосится, т. е. не будет развиваться, не будет претерпевать качественных изменений. Лысенко показывает, что «быстрота развития растений, т. е. темп прохождения развития всего растения от семени до новых семян, как и темп развития отдельных органов растения, зависит не только от скорости накопления массы этого растения» 2.
Это положение он подтверждает экспериментальными данными, из которых видно, что быстрый и медленный темп развития растения может иметь место как при быстром, так и при медленном росте. Так, в колхозном сарае всю стадию яровизации проходят чуть тронувшиеся в рост зародыши семян при чрезвычайно замедленном, на глаз почти не обнаруживаемом росте, В экспериментальной обстановке можно получить созревшие растения'в одних условиях в сотню раз меньшие по ве-личине и по весу, чем растения того же сорта за тот же период времени, но развившиеся в других условиях.
Первое качественное превращение состоит в переходе от семени к растению. Под действием необходимого количества влаги, например 50% воды от абсолютно сухого вещества, и тепла не ниже 0° Ц при свободном доступе воздуха пластические вещества, сосредоточенные в эндосперме семени, переходят в удобоусвояемую для зародыша, т. е. в деятельную, форму. При этих условиях зародыш семени начинает ассимилировать эти вещества, трогается в рост, и тем самым наклюнувшееся семя пре-вращается в растение, способное к новым качественным превращениям. Дальнейшие качественные изменения растения находят своё выражение в переходе от одной стадии к другой по пути развития к плодоношению, «...под стадиями развития, — читаем мы у акад. Лысенко, — мы понимаем не само образование (развитие) различных органов и частей растения, как-то: листьев, стеблей и т. д., а те этапы и качественно-переломные моменты в развитии растений (происходящие в точках роста стебля), без которых невозможен дальнейший нормальный путь развития, ведущий через образование различных органов и признаков к плодоношению»
«Стадии являются определёнными, необходимыми этапами в развитии растения, на базе которых и происходит развитие всех частных форм — органов и признаков растения» .
Что медленные и незаметные количественные изменения приводят к открытым коренным, качественным из-менениям — это является универсальным законом природы, истории человеческого общества и человеческого мышления, «...в природе качественные изменения — точно определенным для каждого отдельного случая способом,— пишет Энгельс,— могут происходить лишь путем количественного прибавления либо количественного убавления материи или движения (так называемой энергии)» .
Здесь нет необходимости более подробно говорить о содержании этого закона в различных областях природы. Отметим лишь замечание Энгельса, что этот закон в живых телах «проявляется в весьма запутанных условиях, и количественное измерение здесь для нас в настоящее время часто еще невозможно» .
Теорией стадийного развития растений, представляющей дальнейшее раскрытие и конкретизацию законов развития растений, акад. Лысенко обогащает наше понимание диалектики живой природы. Он считает, что «на каждой стадии... в растительном организме происходит качественный перелом в требованиях к условиям внешней среды. А для того чтобы этот перелом произошёл, необходимы в количественном отношении некоторые определённые внешние условия. После того как организм их получит, ассимилирует, в нём происходит качественный перелом, развитие переходит в новую стадию, и организм изменяет свои требования к внешней среде. Например, требование холода для яровизации озимых сменяется требованием тепла»
Каковы же те специфические внешние условия, при которых в растении происходит качественный перелом? Для озимых растений при их весеннем посеве в полевых условиях обычно имеются все компоненты, кроме необходимого периода времени действия на растение холода, и всё же озимые растения не могут проходить яровизации весной в полевых условиях. Очевидно, что необхо-димый минимум влажности почвы, доступа воздуха и прочее не составляют специфического требования растения для прохождения им стадии яровизации.
Единственное специфическое требование растения на стадии яровизации—-это взятое в комплексе с другими условиями требование холода, требование относительно низкой температуры, под действием которой в течение строго определённого времени протекают ещё мало изученные, самые интимные физико-химические изменения в клетках конусопарастаиия стебля. Именно эти количественные изменения, протекающие под действием холода, приводят к качественным изменениям растения.
Например, для прохождения стадии яровизации озимая пшеница «степнячка» требует температуры от 0° до + 2° в течение 45 дней. Если же озимой пшенице «степнячка» уменьшить действие указанной температуры только на один-два дня, то в растениях не произойдёт качественного перелома в требованиях к условиям внешней среды, т. е. они не завершат стадии яровизации.
Мера — это единство количественной и качественной определённости. Определяя меру вещи или процесса, мы выражаем определённым количеством материи или движения те границы, в которых количественные изменения не вызывают качественных изменений, и тело или явление остаётся тем, чем оно было. Поскольку мы ещё не знаем содержания тех биохимических изменений, которые подготовляют переход к изменениям качественным, и не можем выразить их количественно, то меру процесса, называемого стадией яровизации, можно выразить лишь количеством времени действия определённой температуры.
Само собой понятно, что каждый сорт имеет свою меру процесса стадии яровизации. «Степень озимости и яровости сорта, — пишет акад. Лысенко, —¦ мы выражаем температурными требованиями данного сорта для прохождения стадии яровизации и продолжительностью времени её прохождения»
Однако эти границы, в которых сохраняется единство количества и качества, являются устойчивыми лишь в определённых условиях. Подобно тому как в физике при изменении давления атмосферы температурные точки превращения различных жидкостей в твёрдые тела или газы или превращения твёрдых тел, например металлов, в жидкие и газообразные будут изменяться, следовательно, будет изменяться и мера этих процессов, — подобно: этому можно изменить и меру процесса стадии яровизации.;
Так, чтобы пройти стадию яровизации, озимая пшеница «новокрымка» при наличии необходимого минимума! прочих условий требует 35 дней времени действия на неё низкой температуры, именно 0°. При повышении же температуры, например, до 5°, т. е. при уменьшении холода, прохождение этой стадии затягивается до 40—45 дней. При дальнейшем повышении температуры соответственно будет удлиняться период времени, необходимый для прохождения стадии яровизации. Меру процесса яровизации до некоторой степени можно изменить также изменением степени влажности почвы. Изучая наиболее эффективную дозировку температуры для прохождения стадии яровизации, акад. Лысенко пришёл к выводу, что для яровизации наших озимых сортов растениям нужно обеспечивать температуру от 0° до + 2°, для яровых позднеспелых сортов — от +3° до +5°, а для яровизации яровых раннеспелых — от +10° до-}- 12°. При таких температурах яровизации требуются и соответствующие дозы влажности. При яровизации влажность семян озимых пшениц необходимо доводить до 55% от абсолютно сухого вещества, влажность семян яровых позднеспелых нужно доводить до 50% и влажность семян яровых раннеспелых — до 48% от абсолютно сухого вещества. Ниже 0° процесс яровизации озимых не протекает, а выше +100 их яровизация практически невозможна. В этих же температурных пределах можно установить- закономерное отношение между температурным фактором и фактором влажности: чем ниже температура, тем выше должен быть процент влажности семян для завершения процесса яровизации в определённое время.
Характерно, что при отсутствии низкой температуры (например, днём при сильном прогревании почвы солнцем) процесс яровизации прекращается, но он возобновляется и идёт к завершению, как только возобновляется действие на растение низкой температуры. Чтобы завершить процесс яровизации, растение, по образному выражению акад. Т. Д. Лысенко, «ловит» каждый час действия холода.
Сказанное о стадии яровизации в полной мере относится и к световой стадии, однако с той существенной разницей, конечно, что на этой стадии растение требует не холода, а света или темноты тоже в течение опреде-лённого количества времени.
И если растение, прошедшее стадию яровизации, не получит определённого количества часов действия света или темноты, в зависимости от культуры, то оно не пройдёт световой стадии и не начнёт колоситься. Поэтому для одних культур увеличение количества часов освещения, для других увеличение количества часов темноты в сутки является средством ускорения течения этой стадии.
Мерой световой стадии будет также период времени Действия света или темноты на растение, конечно, при наличии прочих компонентов, обычных весной в полевых условиях (температура, влажность почвы, доступ воздуха и т. д.). Понятно, что при недостатке влаги, тепла и т. д. течение этой стадии будет замедлено.
Таковы лишь некоторые образцы диалектики количественных и качественных изменений в развитии растительных организмов.