АДАПТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ КУЛЬТУРНЫХ ВИДОВ - ОСНОВА
РАЗВИТИЯ АГРАРНОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ
Рецензия на монографию А.А. ЖУЧЕНКО
"Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы): теория и
практика"
(М.: Агрорус, 2008. Т. 1. 814 с.)

А.А. Жученко - крупный организатор науки, автор фундаментальных научных
трудов, получивших мировое признание. В своих научных исследованиях А.А.
Жученко уделяет особое внимание средообразующим функциям биоразнообразия,
увязывая их с формированием среды обитания человека. Его исследования
фундаментальны, касаются различных проблем биологии, генетики, экологии,
селекции и растительных ресурсов. Они важны в теоретическом плане, имеют
практическое значение, актуальны для мировой научной общественности.
Работы А.А. Жученко развивались последовательно от решения задач частной
генетики к формированию наиболее важных положений экологической генетики, а
затем к обоснованию оригинальных представлений об адаптивном растениеводстве,
являющимся, по сути дела, новой экологической парадигмой XXI в. Очевидно, что
актуальность адаптивной концепции сейчас резко возросла из-за необходимости
создания принципиально новой доктрины продовольственной безопасности страны.
Адаптивное растениеводство автор обоснованно представляет как самостоятельную
научную дисциплину, основой которой является природа адаптивных реакций растений
и предложенная им стратегия эколого-генетической интенсификации растениеводства.
Особую важность и значимость адаптивная концепция приобретает на фоне прогнозов
международных экспертов ВОЗ и ФАО о кризисе в обеспечении значительной части
населения Земли продовольствием и пресной водой – этой важнейшей составляющей
глобальной экологической проблемы, обострившейся из-за общепланетарного
потепления и аридизации многих регионов планеты. Важно подчеркнуть, что в
мировой литературе аналоги дискретно-системного анализа эколого-генетических
основ адаптивного потенциала культурных растений ? фундамента адаптивной
системы селекции, адаптивного растениеводства и стратегии его адаптивной
интенсификации ? представлены либо фрагментарно, либо отсутствуют вовсе.
В цикле работ А.А. Жученко, посвященных адаптивному потенциалу
культурных растений и его использованию, обобщены результаты многолетних
исследований автора по одной из ключевых проблем современной биологии ?
адаптации растений. Теоретические обобщения автора являются оригинальным и
весомым вкладом в общую теорию адаптации живых организмов. Они представляют
несомненный интерес для биологов, экологов, генетиков, селекционеров и
специалистов сельскохозяйственного профиля.
В трудах А.А. Жученко по экологической генетике растений представлены
принципиально новые взгляды на растение как интегрированную систему генетических
детерминантов ядра и цитоплазмы, на роль комбинаторной изменчивости и систем ее
регуляции, на роль абиотических и биотических факторов внешней среды,
выступающих не только в качестве векторов отбора, но и индукторов мутационной и
рекомбинационной изменчивости организмов. Анализ большого количества
собственных и привлеченных экспериментальных данных последовательно и системно
рассматривался и обобщался А.А. Жученко в многочисленных публикациях. Автор
обосновал первостепенную роль интегрированности генома у высших эукариотов,
проявляющейся в формировании блоков коадаптированных генов и сохранении их при
передаче наследственной информации от одного поколения к другому. А.А. Жученко
выделил роль мейотической рекомбинации в формировании потенциальной и
доступной отбору генетической изменчивости цветковых растений, показал
необходимость перехода от управления наследуемостью моногенных признаков к
контролю комбинаторики полигенных признаков, многие из которых ассоциированы с
изменчивостью хозяйственно-ценных характеристик. В своих фундаментальных
работах А.А. Жученко раскрывает эколого-генетические основы адаптивного
потенциала сельскохозяйственных растений, определяет приоритетные направления в
их адаптивной селекции, сортоиспытании и семеноводстве, в интегрированных
системах защиты растений.
В рецензируемой монографии на основе анализа механизмов и эффектов
проявления адаптивных реакций культурных растений в онтогенезе и филогенезе А.А.
Жученко анализирует многовековый опыт науки в развитии подходов к адаптивному
растениеводству. Он отграничивает это направление от других дисциплин, обобщает
собственные и полученные другими исследователями данные о сложных сетевых
взаимодействиях между биотическими и абиотическими факторами окружающей
среды и геномами, генофондами видов. Для рецензируемой книги характерна
фундаментальность, широта охвата рассматриваемых проблем в области
биологической и сельскохозяйственной наук, анализ разных уровней организации
жизни растения ? от молекулярного через клеточный, органный, онтогенетический к
популяционному, фитоценотическому и биогеоценотическому. В монографии
подчеркивается важность пространственного дифференцирования систем земледелия
по зонально-ландшафтным условиям. Однако не меньшее значение адаптация имеет и
применительно к различным уровням интенсификации агропромышленного
производства, формам организации труда, определяющим, в конечном счете,
специализацию структуры использования земли и применяемые технологии. С этой
точки зрения, несомненную практическую ценность представляют варианты сред:
микро-, мезо- и макроэкологические ниши в пределах одного или нескольких
географических регионов.
Ориентируя на широкое использование всего комплекса достижений
современной науки, А.А. Жученко определяет главную задачу ? превращение
традиционного земледелия, основанного на все возрастающих затратах невосполнимых
(невозобновляемых) ресурсов, в "индустрию жизни", позволяющую удовлетворять
разумные потребности человека в продуктах питания при сохранении и поддержании
чистоты окружающей среды. Последнему аспекту автор уделяет особое внимание,
поскольку "переход к адаптивной стратегии интенсификации растениеводства
следует рассматривать в качестве важнейшего условия защиты природной среды от
разрушения и загрязнения".
Монография А.А. Жученко отличается не только широтой охвата проблем
адаптивной системы селекции и растениеводства, но и глубиной их разработки. Автор
впервые подробно изучил и описал взаимосвязь потенциальной продуктивности и
экологической устойчивости на уровне сорта, aгроценоза и агроэкосистемы, а также
вскрыл механизмы, ограничивающие генетическую изменчивость в селекции; он
показал возможности расширения уровня и спектра генетической изменчивости
растений методами индуцированного рекомбиногенеза. Особое внимание автор уделил
вопросам, связанным с формирующей ролью отбора в условиях эколого-
географической селекционной сети, а также взаимосвязи этапов сбора и
идентификации генофонда, селекции, сортоиспытания и семеноводства ? атрибутах
адаптивной системы селекции.
Монография состоит из трех крупных глав, заключения, указателей латинских
названий растений и авторского указателя. Возможно, что уникальное по масштабу
построение выросло из первоначальной потребности автора найти такие направления
исследований, которые могли бы превращать "знания о генах" в пищевые калории.
Оказалось, что для этого требуется формирование новой науки. А.А. Жученко показал
возможности управления продукционным и средоулучшающим процессами на уровне
сортов (гибридов), агроценозов и агроландшафтов; обосновал приоритетные
направления в адаптивной системе селекции, агротехнике и агротехнологии,
конструировании агроэкосистем, агроэкологическом макро-, мезо- и
микрорайонировании сельскохозяйственных угодий, обеспечении
ресурсоэнергоэкономичности, экологической безопасности и рентабельности
растениеводства в целом.
Углубляя и развивая положение об адаптивном потенциале культурных
растений, автор продемонстрировал принципиально новые возможности управления их
адаптивными реакциями как в онтогенезе (сортовая агротехника, агроэкологическое
районирование сельскохозяйственной территории, конструирование адаптивных
агроэкосистем и агроландшафтов, интегрированная система защиты растений), так и в
филогенезе (адаптивная система селекции, обеспечивающая функциональную
взаимосвязь этапов создания новых сортов и гибридов, их государственного
испытания, организации семеноводства, а также развитие таких качественно новых
направлений селекции, как биоценотическая, биоэнергетическая, симбиотическая,
эдафическая и др.). Подчеркнем, что положение об адаптивном потенциале и
предлагаемые пути перехода к адаптивной интенсификации растениеводства
востребованы и нашли широкое использование в селекционных центрах, зональных
системах земледелия, отраслевых научно-производственных программах, научно-
практических руководствах и рекомендациях, методиках, пособиях, концепциях и
монографиях.
Сегодня концепции дальнейшего развития растениеводства как главной сферы
жизнеобеспечения человечества должны быть переосмыслены и сформулированы с
учетом усиления способности агроэкосистем и агроландшафтов к быстрому
адаптивному реагированию и саморегуляции в ответ на действие как природных
(климат, почва, погода), так и антропогенных факторов. Лучший способ снизить
зависимость агроэкосистем от варьирующих почвенно-климатических условий и
"капризов" погоды, а также возможных изменений климата ? это приспособиться
(адаптироваться) к ним. Именно этот принцип и был положен в основу требования Н.И.
Вавилова к конструируемым агроэкосистемам, где "генотип доминирует над средой".
Что же касается исчерпаемых ресурсов, то конструирование адаптивных агроэкосистем
и агроландшафтов, так же как и соответствующая система селекции, должны быть
ориентированы на их адекватную замену и возобновление, т.е. повышение
продукционной, средоулучшающей и ресурсовозобновляющей роли культивируемых
автотрофных растений.
Развитие системных представлений об уровнях и механизмах формирования
адаптивного потенциала отдельного растения, популяции, вида, агробиоценоза дало
возможность автору обосновать ряд важных новых положений синтетической теории
селекции растений. В их числе: сохранение адаптивного потенциала генофонда
культивируемых видов как постоянно эволюционирующей системы; создание
идентифицированных генетических коллекций детерминантов мейотической
рекомбинации (rес-генов, mei-генов и др.); построение интегрированных селекционно-
агротехнических и эколого-технологических программ; учет энергетической "цены"
экологической устойчивости растений; повышение пространственной и временнoй
репрезентативности оценок адаптивного потенциала сортов; принципы организации
эколого-географической селекционной и сортоиспытательной сети и др.
Ниже представлена краткая аннотация глав рецензируемой книги.
В главе 1 "Проблемы адаптации в сельском хозяйстве XXI века" А.А.
Жученко подробно обосновал необходимость выделения экологической генетики в
отдельную дисциплину в системе общих проблем биологии и экологии. Представлены
история ее развития, предмет и цели исследования, методология и методы.
Адаптивное растениеводство характеризуется фундаментальными
особенностями, отличающими его от других наук. Они обусловлены его
принципиально обобщающей и интегрирующей функцией, описывающей в итоге
основные характеристики живого в масштабах биосферы и его сетевые взаимодействия
с различными абиотическими факторами. Данное обстоятельство важно потому, что
сама постановка вопросов и задач привела к странной ситуации, когда в конце концов
все оказывается принадлежащим этой науке. В частности, сложность и многообразие
задач экологической генетики, неисчерпаемые возможности ее применения для
решения прикладных вопросов ускорения и повышения эффективности селекционной
работы по формированию оптимальной генетической компоненты агроценозов, четкое
выделение основных параметров и сетевых взаимоотношений между ними в мировой
научной литературе представлены впервые.
Как справедливо подчеркивает автор, радужные надежды части научной
общественности на инновационную биотехнологию и многообещающие заявления ее
апологетов позволяют руководящим администраторам и чиновникам уклоняться от
требующих незамедлительного решения кардинальных социально-экономических и
экологических проблем вообще и в сельском хозяйстве в частности. Поэтому вопрос
состоит в том, бороться ли с глобальным изменением климата, изничтожением лесов и
голодом или же "сотрудничать" с изменениями окружающей среды, беря на
вооружение биотехнологию и генную инженерию, не втягиваясь в бесконечную и
бессмысленную дискуссию об эволюционных, экологических и медико-биологических
аспектах биобезопасности широкого распространения посевов генетически
модифицированных культур.
Убедительно обосновывается стратегия адаптивной интенсификации
растениеводства, ориентирующая эту важнейшую отрасль народного хозяйства на
устойчивое повышение продуктивности, ресурсоэнергоэкономичности и
рентабельности. В качестве информационной базы новой стратегии широко
использованы достижения фундаментальной науки в познании адаптивного потенциала
живых организмов и путей рационального управления им в условиях агроэкосистем.
Рассмотрена стратегия адаптивной интенсификации растениеводства
(методологические аспекты) и особенности ее реализации в нашей стране.
Продемонстрирована необходимость формирования устойчивого производства
сельскохозяйственной продукции, его ресурсоэнергоэкономичности и охраны
окружающей среды. Разработки, представленные в книге, интересны для широкого
круга специалистов и являются руководством к действию.
В главе 2 "Значение адаптивного потенциала культурных видов растений"
А.А. Жученко рассмотрел современные достижения в его оценке и анализе
феноменологии. Отмечено, что отсутствие системного подхода в исследованиях
живого часто приводит к масштабным казусам в самой генетике, как, например,
современная мода на поиски главных генов количественных признаков. Такие поиски
были одним из базовых аргументов при создании проектов картирования геномов
разных видов. В то же время, достаточно давно стало ясно, что для данного
количественного признака в разных условиях определяющее значение могут иметь
абсолютно разные гены, например (как отмечает автор), гены устойчивости к
абиотическим и биотическим стрессорам окружающей среды. Очевидно, что само
свойство "ключевого" ограничения развития конкретного количественного признака,
как эстафета может мигрировать от одного гена к другому, в зависимости от
особенностей эндо- и экзогенных условий развития организма. Видимо, именно
поэтому в частной генетике различных видов культурных растений накапливаются
экспериментальные данные о десятках генов (целых "батареях"), аллельные варианты
которых оказываются связанными с устойчивостью растений к конкретному
фитопатогену или абиотическому стрессору. Явный контраст между степенью
сложности воздействия и количеством "главных" генов устойчивости наглядно
свидетельствует о низкой эффективности таких исследований. В них не учитывалась
интегрированность ответа организма в сетевых взаимоотношениях между
генотипической и окружающей средой, что является, по определению А.А. Жученко,
основным предметом исследований экологической генетики.
Автор аргументированно раскрывает главные причины и пути перехода к
адаптивной системе сельскохозяйственного природопользования. Особое внимание
уделяется "экологизации" и "биологизации" процессов интенсификации за счет
агроэкологического макро-, мезо- и микрорайонирования территории, адаптивной
селекции, конструирования высокопродуктивных и экологически устойчивых
агроэкосистем и агроландшафтов, дифференцированного (высокоточного) применения
техногенных ресурсов (минеральных удобрений, мелиорантов, пестицидов, техники и
пр.). В то же время, учитывая основополагающую роль фотосинтеза в формировании
величины и качества урожая, вложениям ископаемой энергии автор обоснованно
отводит хотя и важную, но лишь вспомогательную роль. При этом малые потоки
техногенной энергии должны использоваться, в первую очередь, для увеличения
ассимилирующей, почвообразующей и фитосанитарной производительности основных
биологических компонентов агробиогеоценозов (растений, почвенной микрофлоры,
орнито- и энтомофауны и др.), т.е. для управления большим потоком солнечной
энергии. Причем адаптивная интенсификация растениеводства ориентирует на
расширение не только продукционной, но и средообразующих (почвоулучшающей,
ресурсовосстанавливающей, почвозащитной, фитосанитарной, дизайно-эстетической и
др.) функций агроэкосистем и агроландшафтов.
Образно говоря, автор наделен "системным зрением" и способностью заставить
читателя не только увидеть и понять его позицию, но и разделить ее. Так, всем
экспериментаторам хорошо известна необходимость выделения генетических основ
нормы реакции организма на внешние воздействия и изменений приспособленности
генотипа (в смысле его вклада в следующее поколение) в меняющихся условиях
окружающей среды. В свое время одним из нас (В.И. Глазко) эти явления были
охарактеризованы как генетические основы "физиологической" и "популяционно-
генетической" адаптации. А.А.Жученко, обозначив эти явления как "онтогенетическая"
и "филогенетическая" адаптация, тем самым сделал их понятийно более системными и
продуктивными.
А.А. Жученко вводит системное понятие "адаптивного потенциала" как функции
взаимосвязи генетических программ онтогенетической и филогенетической адаптации.
В такой формулировке нетрадиционными являются два аспекта: а) в общей
"генетической системе" организма функционально выделены генетические программы
онтогенетической и филогенетической адаптации, которые могут быть подвержены
дальнейшей структуризации; б) учтены особенности функционирования каждой из
указанных программ и составляющих их генетических детерминант, а также их
взаимодействия при формировании онтогенетических и филогенетических адаптивных
реакций целостного организма.
Дискретно-системный подход к анализу адаптивного потенциала растений
позволяет более реалистично оценивать характер действия факторов внешней среды,
выступающих не только в роли "сортировщика" генотипов по признакам
онтогенетической адаптации, но и влияющих прямо и косвенно на генотипическую
изменчивость популяции (частоту и спектр мутаций, рекомбинаций, SOS-репараций и
транспозиций мобильных элементов). При этом условия биоценотической среды
эволюционируют и в результате изменения адаптирующих функций самих
компонентов биоты. Автором подчеркивается, что адаптивный потенциал высших
растений, как интегрированное свойство целостных систем, характеризуется
специфичной для каждого вида взаимосвязью адаптивных реакций в онтогенезе и
филогенезе, функциональной иерархией соответствующих генетических детерминант,
проявлением компенсаторных, синергетических и проспективных (ретроспективных по
своей природе) эффектов.
Рассматриваются мейотические мутации и другие факторы, влияющие на
частоту рекомбинационных процессов, такие как регуляция конъюгации хромосом,
внутри- и межхромосомная интерференция, изменения размера генома, числа
хромосом, плоидности, зависимость от пола и возраста. Изложена концепция
двойственного ("грубого" и "тонкого") генетического контроля рекомбинаций.
Обосновывается положение об эколого-филогенетической обусловленности
рекомбинаций, намечены пути для управления скрытой потенциальной изменчивостью.
Такой подход поднимает на новый уровень возможности решения проблем адаптивной
селекции и по-новому освещает значение рекомбиногенеза для синтетической теории
эволюции.
Автор подчеркивает, что перемещение кроссоверных обменов в ранее
"запрещенные" зоны генома, т.е. деканализация эволюционно сложившихся систем
ограничения рекомбинационной изменчивости, имеет важнейшее значение для
эволюции и успехов селекции. Другая обсуждаемая в монографии проблема ?
формирование генетической системы вида, исходя из идеологии адапциогенеза, т.е. из
того, что условия среды ? это факторы, не только элиминирующие неприспособленных
особей, но и формирующие особенности самой генетической системы популяций и
видов через влияние на процессы рекомбинации.
В дискуссиях по проблемам генетической инженерии основной упор пока
делается на критерии, показатели и методы оценки пищевой безопасности генетически
модифицированных организмов (ГМО) и получаемых из них продуктов. Между тем,
главное внимание, на взгляд автора, должно быть уделено эволюционной,
биологической и экологической безопасности ГМО. Кроме того, по мнению А.А.
Жученко, при обсуждении возможностей ДНК-технологий все больше доминирует
тенденция недооценки сложности, а также динамический и непрерывный характер
"живых явлений" и преувеличивать роль отдельных генов в определении способности
организмов к адаптации, в том числе за счет саморегуляции. Односторонний
структуралистский подход, ориентирующий на манипуляцию отдельными генами,
кодирующими "признаки с определенными функциями" и рассматривающий онтогенез
в качестве их "реестра", позволяет решить лишь небольшую, причем далеко не самую
главную часть современных селекционных задач. При этом очевидна неправомерность
игнорирования интегрированности процесса биологической адаптации, определяющей
эволюционную сущность всего живого.
Рассматриваются возможности эффективного применения генетических знаний
об адаптивных реакциях в селекции и защите растений, при конструировании
агроэкосистем и агроландшафтов и, наконец, при разработке стратегии адаптивного
развития сельского хозяйства в целом. Отмечается, что для современного сельского
хозяйства характерны экспоненциальный рост затрат невосполнимой энергии на
каждую дополнительную единицу продукции (в том числе, пищевую калорию),
нарушение экологического равновесия в агроэкосистемах и агроландшафтах, все
бoльшая их генетическая однотипность и уязвимость, а также усиливающаяся
зависимость от нерегулируемых факторов внешней среды и применения антропогенной
(техногенной) энергии. Проблемы сохранения мировых растительных ресурсов,
перехода к адаптивному сельскому хозяйству и выживание человечества оказываются
взаимосвязанными. Автор приводит статистические и экспериментальные данные,
убедительно иллюстрирующие его утверждение о том, почему в стратегии адаптивной
интенсификации растениеводства агроэкологическое районирование территории
занимает центральное место.
Подчеркиваются особенности принципов и методов адаптивной селекции
растений, базирующихся на дискретно-системном подходе экологической генетики к
функциональной структуризации "генетической системы". Именно экологическая
генетика учитывает важнейшие приоритеты стратегии адаптивной интенсификации
растениеводства, раскрывает цели и возможности биоэнергетического,
биоценотического, симбиотического, эдафического и других направлений селекции.
При этом потенциал онтогенетической адаптации растений рассматривается как
результат действия и взаимодействия коадаптированных блоков генов. Отмечается, что
дальнейший рост урожайности по важнейшим культурам сдерживается уже
достигнутым высоким индексом урожая, в частности, зернопродукции (0.5?0.8).
Констатируется усиление зависимости вариабельности величины и качества урожая от
нерегулируемых факторов внешней среды, доля которых по основным зерновым
злаковым культурам превышает 60%.
При внесении больших доз минеральных удобрений и мелиорантов,
использовании полного набора пестицидов, применении средств механизации
происходит экспоненциальный рост затрат исчерпаемых ресурсов на каждую
дополнительную единицу урожая, в том числе пищевую калорию, усиливается
зависимость продуктивности агроэкосистем от техногенных факторов, ускоряются
процессы и возрастают масштабы загрязнения и разрушения экосферы.
Сформулированы главные проблемы, вследствие которых ключевым звеном селекции
XXI в. должна стать адаптивная система селекции и семеноводства растений. В
частности, потенциальная урожайность сортов и гибридов реализуется лишь на 25?40%
из-за недостаточной, а зачастую и снижающейся устойчивости растений к действию
абиотических и биотических стрессоров; снижение экологической устойчивости и
качества урожая, а также средоулучшающих и ресурсовосстанавливающих свойств
сортов и гибридов растений при достижении ими высокой потенциальной
урожайности. Зачастую современные сорта и гибриды недостаточно приспособлены к
конструированию высокопродуктивных, экологически устойчивых и дизайно-
эстетических агроэкосистем и агроландшафтов.
Особое внимание уделяется интегративной природе адаптивного потенциала
высших растений, а также возможностям использования соответствующих знаний в
теории и практике растениеводства. В числе качественно новых интегративных
эффектов рассмотрены:
• особенности коррелятивных связей, а также компенсаторных, синергетических,
кумулятивных и проспективных адаптивных реакций систем онтогенетической и
филогенетической адаптации и идиотипа в целом;
• эволюция генетических систем преобразования генетической информации
(эволюция факторов эволюции) в процессе отбора rес-локусов по фенотипически
экспрессируемым признакам ("попутного транспорта");
• механизмы сбалансированной реализации потенциала генотипической
изменчивости и эволюционного компромисса между требованиями максимального
приспособления видов растений в настоящем и сохранения возможности их изменения
в будущем (эволюционная стратегия);
• эколого-генетические механизмы агроэкологической и эколого-географической
дифференциации видов культурных растений.
Во взаимодействии систем онто- и филогенетической адаптации автор выделяет
две взаимодополняющие тенденции: первая ? множественность интегративных
эффектов этих систем (компенсаторных, синергетических и др.), вторая ? тенденция
закономерности этих взаимодействий в эволюционном ряду. Феномен неслучайного
взаимодействия между блоками генов F- и R-программ автор использует для
расширения прогностических возможностей закона гомологичной изменчивости Н.И.
Вавилова, а также считает его весьма полезным для анализа соотношения "внутренних"
и "внешних" факторов эволюции, связывая с этим существование ограниченного числа
типов адаптивных стратегий.
В заключительной части главы автор формулирует следующие основные
причины кризисного состояния современного сельского хозяйства:
• "уравнительность" систем сельскохозяйственного природопользования и
нарушение требований о размещении культивируемых видов и сортов растений в
строгом соответствии с особенностями их адаптивного потенциала, т.е. в наиболее
благоприятных для их возделывания почвенно-климатических макро-, мезо- и
микрозонах;
• недооценка средоулучшающей (в том числе, почвозащитной,
почвоулучшающей, ресурсовосстанавливающей и дизайно-эстетической) функции
видовой структуры посевов;
• неадаптивность меж- и внутрихозяйственного землеустройства, не
учитывающего в должной степени (особенно в условиях крупномасштабных
севооборотов и полей) неравномерность распределения во времени и пространстве
лимитирующих величину и качество урожая факторов природной среды.
В Главе 3 "Стратегия адаптивной интенсификации растениеводства
(методологические, эколого-генетические и концептуальные основы)" А.А.
Жученко проанализировал место растениеводства в системе адаптивного
природопользования, методологические основы определения научных приоритетов в
адаптивном растениеводстве, а также состояние и задачи научного обеспечения
растениеводческой отрасли.
Чрезвычайно важным условием конструирования адаптивных агроэкосистем и
агроландшафтов автор считает активное использование многочисленных механизмов и
структур саморегуляции, функционирующих на всех уровнях организации биосистем –
от субклеточного и организменного до биоценотического и биосферного. Эти
механизмы включают авторегуляцию динамики численности популяций полезной и
вредной биоты по типу обратной связи. Для снижения эффекта "пестицидного
бумеранга" и темпов "эволюционного танца" в системе "растение-хозяин–паразит–
среда" необходимо индуцировать усиление стабилизирующего (а не движущего)
естественного отбора вредных видов с использованием конкурентных,
аллелопатических, коэволюционных, симбиотических и других типов взаимодействий.
Важна и агроэкологическая дифференциация территории, предусматривающая
адаптивное размещение культивируемых видов растений на наиболее благоприятных
для их роста и развития территориях с учетом специфики водосбора, литологии,
гидрогеологии и других особенностей агроландшафтной территории.
Важной особенностью стратегии адаптивной интенсификации, по мнению
автора, считается всемерное повышение прогностических и преадаптивных
возможностей растениеводства. В практическом плане это означает учет влияния на
производство продовольствия таких факторов, как возможные глобальные и локальные
изменения климата, а также погодных условий, демографической ситуации,
конъюнктуры рынка, платежеспособного спроса и др. с целью своевременного
принятия упреждающих мер для снижения степени риска (погодного, коммерческого и
др.). Дальнейший прогресс в этой сфере связан с переходом от умозрительных
заключений к формализованным, т.е. математическим моделям.
Автор убедительно доказывает, что только при агроэкологически адресном
размещении культивируемых видов и сортов растений возможна объективная оценка
агроклиматического потенциала конкретной макро-, мезо- и микротерритории.
Основным критерием при этом выступает соответствие потенциала онтогенетической
адаптации культивируемых растений местным особенностям почвы, климата, погоды,
агротехники, которые, в свою очередь, определяются "в цене" величины, качества и
сроков поступления урожая. Именно в этой связи каждая страна имеет свой
специфический набор культур и сортов, которые в силу лучшей приспособленности к
местным почвенно-климатическим, погодным, технологическим, социально-
экономическим и другим особенностям обеспечивают наибольшую реализацию как
естественного, так и эффективного (актуального) плодородия.
Наиболее полно здесь обсуждены проблемы устойчивости культурных растений
к действию абиотических и биотических стрессоров, ускорения темпов отбора искомых
генотипов и конструирования адаптивных агроэкосистем, рассмотрены методы и
перспективы развития биоэнергетического, биоценотического, симбиотического,
эдафического и других направлений селекции, обеспечивающих повышение
ресурсоэнергоэкономичности, охраны окружающей среды и рентабельности
растениеводства. Особое внимание уделено "формирующей" роли естественного
отбора в условиях эколого-географической селекционной сети, а также взаимосвязи
этапов сбора и идентификации генофонда, селекции, сортоиспытания и семеноводства,
что позволило автору говорить об "адаптивной системе селекции".
Вслед за важностью сортосмены в практике сельского хозяйства, предложенной
Н.И. Вавиловым, особого внимания заслуживают сформулированные А.А. Жученко
положения о средообразующей и ресурсовосстанавливающей
(природовосстановительной) роли сорта. Это еще почти неиспользованный ресурс в
селекции растений. Между тем, он представляется исключительно важным в системе
природоохранных и ресурсосберегающих мероприятий.
При обсуждении проблем дальнейшего развития мирового и отечественного
сельского хозяйства автор считает исключительно важным вопрос о месте
сельскохозяйственной науки, а также ее главных приоритетах в сложившейся системе
знаний в целом. Известно, что вся история развития сельского хозяйства в мире и
особенно в нашей стране многократно доказывала пагубность подмены широкого
научного базиса сиюминутным узким прагматизмом и всякого рода политической,
экономической и прочей "целесообразностью". Не секрет, что многие из тех, кто даже
признает практическую ценность теории вообще, не относят сельскохозяйственные
исследования к фундаментальным. Между тем, благодаря новым знаниям именно в
земледелии, около 10 тыс. лет назад (в период неолита) началась революция в
производстве продуктов питания, изменившая весь материальный и общественный
способ существования человека. Интенсивные поиски пищи привели к изобретению
"техники земледелия" (обработке почвы, сбору и посеву семян, разведению злаков),
являющейся, по словам Дж. Бернала (1956), наряду с употреблением огня и энергии
одним из трех наиболее важных изобретений в истории человечества. Только с
переходом к земледелию человечество смогло сделать первый шаг на пути к созданию
нового типа общества, качественно отличного от предшествующих, прежде всего, в
силу колоссального роста числа людей, которые могли бы прокормиться на той же
земле. Вот почему сельскохозяйственная наука по праву считается матерью всех
других наук. С учетом неизбежной смены приоритетов в ресурсном обеспечении
человечества, трудно усомниться в ее обязанности и праве занимать главенствующее
положение в системе наук в ближайшей и долговременной перспективе. Хорошо
известны слова Дж. Свифта: "Всякий, кто вместо одного колоса или одного стебля
злака сумеет вырастить на том же поле два, окажет человечеству и своей родине
большую услугу, чем все политики, вместе взятые".
Разумеется, внимание к любой отрасли знаний зависит от степени ее осознанной
востребованности обществом, а также мудрости и дальновидности государственных
деятелей и администраторов. Из истории хорошо известны последствия
недальновидности одних и, наоборот, прозорливости других в использовании парового
двигателя, атомной энергии, молекулярной биологии и т.д. Как считает автор, слабое
влияние фундаментальной науки на решение современных проблем сельского
хозяйства вовсе не свидетельствует о малой значимости теории как таковой, а лишь
подтверждает тот факт, что именно недостаточная фундаментальная база и
естественно-научная обоснованность развития сельского хозяйства в XX в., а также их
низкая востребованность в системе преимущественно химико-техногенной
интенсификации агропроизводства явились главными причинами его глобального
кризиса на рубеже XX и XXI вв. Поэтому центральная задача научного обеспечения
растениеводства в предстоящий период заключается в превращении этой отрасли,
основанной на все возрастающих затратах невосполнимых ресурсов, в подлинную
"индустрию жизни", позволяющую удовлетворять потребности человечества в
продуктах питания и сырье за счет неограниченных возможностей познания Природы и
ее законов.
А.А. Жученко обосновывает актуальность и необходимость "смены парадигм" в
глобальной стратегии развития сельского хозяйства. Так, приводятся данные о том, что
за период 1960?2000 гг. производство всех видов сельскохозяйственной продукции
увеличилось с 3.8 до 7.4 млрд. т. Однако количество продовольствия, произведенного в
среднем на одного человека, осталось неизменным (1.23 т/человек). В настоящее время
в мире недоедает почти половина населения, а четвертая часть голодает. В странах
Западной Европы, Северной Америки и Японии, где наибольшее распространение
получила преимущественно химико-техногенная интенсификация сельского хозяйства
и проживает менее 20% населения земного шара, в пересчете на каждого человека
расходуется в 50 раз больше ресурсов по сравнению с развивающимися странами. При
этом в окружающую среду выбрасывается около 80% всех вредных промышленных
отходов, что ставит все человечество на грань экологической катастрофы (доклад
комиссии ВОЗ). А.А. Жученко обосновывает жизненную важность смены парадигм в
развитии глобального сельского хозяйства, подчеркивая, что система сверхпотребления
"золотого миллиарда" грозит катастрофой всему человечеству (это, кстати, основной
вывод Всемирной конференции по устойчивому развитию представителей 195 стран в
Йоханнесбурге (ЮАР), 26 августа?4 сентября 2002 г.). На мировом форуме "Наука и
общество" (Будапешт, 7?9 октября 2003 г.) было отмечено, что глобальные социально-
экономические и экологические проблемы (дефицит продовольствия, питьевой воды,
возможные изменения климата) требуют и глобальных ответов, основанных на
достижениях науки и техники. Уже сегодня более 1 млрд. человек не имеют доступа к
необходимому количеству и качеству воды, а около 2 млрд. человек голодает. Ученые,
политические деятели и общество в целом должны более тесно взаимодействовать,
чтобы реализовать результаты новых знаний о лучшей "среде обитания" и лучшем
"качестве жизни", осознать свою ответственность за предотвращение необратимых
отрицательных последствий разрушения и загрязнения окружающей среды. Все это и
обусловливает необходимость смены парадигм и перехода к адаптивной системе
жизнеобеспечения.
Автор считает, что при переходе к адаптивному сельскохозяйственному
производству стратегии развития природоохранной деятельности и растениеводства
должны не расходиться, а наоборот, взаимодействуя, обогащать друг друга,
обеспечивая биосферосовместимость и высокое качество жизни человека. Реальность
указанного направления подтверждается многочисленными примерами, как из истории
земледельческой культуры, так и применения наукоемких технологий в современном
сельском хозяйстве. Одновременно система сельскохозяйственного
природопользования и общественных отношений должны органично соответствовать
естественным законам функционирования биосферы, а концепция и принципы
перехода к адаптивному сельскому хозяйству ? выступать в качестве
естественнонаучной базы формирования рыночных механизмов экономики и
регуляторных функций государства. При адаптивной интенсификации растениеводства
продукционные, природоохранные и средообразующие функции агроэкосистем
являются одинаково важными и взаимосвязанными, обеспечивая, тем самым, их
биосферосовместимость и высокое качество среды обитания человека. Адаптивная
стратегия обладает собственной логикой развития, концептуальные, методологические,
аналитические, системообразующие и прогнозные возможности которой базируются на
известных законах развития природы и общества.
Уже сама адаптивная сущность новой стратегии предопределяет ее
поливариантность, динамичность и наукоемкость, а, следовательно, и способность
интегрировать, более того, "технологизировать" достижения не только прикладных, но
и фундаментальных знаний. Поскольку растениеводство является составной частью
общего природопользования, его научные приоритеты рассматриваются в системе
знаний, определяющих в целом стратегию развития цивилизации в XXI в. Если за
пределами преимущественно химико-техногенной стратегии интенсификации
растениеводства остается опыт, накопленный в земледелии за несколько тысячелетий, а
также громадный научный потенциал в области генетики, экологии, зоологии,
ботаники, микробиологии, биоценологии, физиологии растений, химии и других
фундаментальных наук, то альтернативные интенсивной системе биологические
(биоорганическая, биодинамическая и др.) системы земледелия отвергают возможность
применения достижений промышленной революции (пестицидов, минеральных
удобрений, биорегуляторов, мелиорантов и т.д.). В отличие от преимущественно
химико-техногенной и альтернативных систем земледелия, отдающих предпочтение
или даже противопоставляющих техногенные и биологические факторы
интенсификации, адаптивная стратегия ориентирована на их комплексное
использование для достижения наибольшего итегративного эффекта в продукционном
и средоулучшающем процессах агроэкосистем.
Автором проиллюстрированы простые и очевидные положения, объясняющие
многие механизмы взаимодействия между генофондами популяций и внешними
условиями и позволяющие сформировать новые направления селекционной работы.
Само представление о том, что эволюцию живого нельзя рассматривать без учета
рекомбинационной изменчивости, а также сложности самого понятия об отборе ?
комплекса разнонаправленных векторов и о его мишенях ? коэволюционирующие
сообщества видов и абиотических компонент, по-видимому, может привести к тому,
что эволюционная генетика превратится в естественный подраздел экологической
генетики. Тогда очевидной станет их преемственность, и снимутся противоречия в
оценках, например, отличий механизмов "филогенетической" адаптации между
различными царствами, доминирующим значением горизонтального обмена между
геномами бактерий, полиплоидизации у растений и генных дупликаций у животных.
Более понятной станет взаимосвязь между ними и окажется, что различия в
использовании таких механизмов скорее количественные, чем качественные. Иначе
будут восприниматься вопросы эволюции видовых сообществ, а, значит, и пути
разработки методов управления ими.
Особенность монографии заключается не только в том, что она представляет
целостный "каркас" новой науки ? экологической генетики, но и в том, что в ней
восстанавливается ряд важнейших концептуальных положений работ классиков
отечественной и мировой науки, таких как Н.И. Вавилов, Ф.Г. Добжанский, И.И.
Шмальгаузен, Н.П. Дубинин и многих других. Зачастую истинное значение их
научного наследия ускользает от современной научной мысли, подверженной моде и
конкуренции за социальное признание. Рассматриваемый труд А.А. Жученко
последовательно и скрупулезно, со ссылками на первоисточники восстанавливает
прерванную "связь времен", без которой невозможно продуктивное использование
всего накопленного потенциала отечественной науки. В целом, "дополнительность"
между технологичностью западной науки и концептуальностью отечественной была
известна еще со времен Российской империи. Внимательный читатель обязательно
заметит актуальность многих современных положений (сформулированных в начале
XX в. отечественными учеными-классиками), которые органично вписались в
фундамент экологической генетики.
Фундаментальность и энциклопедичность монографии А.А. Жученко трудно
переоценить. Она, безусловно, окажет влияние на современные мировоззренческие
представления об организации биосферы, направления ее дальнейшего развития,
эколого-сберегающие методы увеличения продуктивности агроценозов, на
использование адаптивного генетического потенциала сельскохозяйственных видов.
Именно в монографии на базе нового синтеза и критического обобщения накопленного
материала иллюстрируется качественно новый эффект, поскольку А.А. Жученко
формирует и описывает многомерное пространство новой науки об адаптивном
растениеводстве как основу продовольственной безопасности России и мира.
Благодаря огромному материалу, привлеченному к аргументации того, что
адаптивное растениеводство является самостоятельной научной дисциплиной,
становится понятным, что тем самым работа А.А. Жученко реально формирует новую
науку ХХI в., независимую и создаваемую на основе синтеза других наук. Вот почему
книга о неизбежности перехода сельского хозяйства к стратегии адаптивного развития
будет интересна и необходима широкому кругу специалистов, работающих в области
растениеводства, генетики и селекции, агроэкологии, агрофитоценологии,
биологизации и экологизации процессов интенсификации.
В заключении отметим блестящие, очень точные эпиграфы, удачно
предваряющие различные разделы монографии. Двумя из них мы бы и хотели
завершить эту рецензию: 1. "Сельское хозяйство нуждается в тонкостях ? но нe
терпит глупостей"; 2. "Великая важность состоит в исправлении и частных вещей, и
много пользы может и от того проистечь, но гораздо важнее и несравненно более
пользы ожидать можно от исправления всего фундаментального основания" (А.Т.
Болотов, 1771 г.). К числу таких перемен в "фундаментальном основании"
государственных приоритетов следует отнести и развитие отечественного сельского
хозяйства на основе его адаптивной интенсификации. Автор справедливо считает, что
об успехах или неудачах страны будут судить по успехам или неудачам в сельском
хозяйстве. Сможем ли мы обеспечить качественной пищей все население, сбережем ли
растительные и другие биологические ресурсы, сохраним ли биосферу и качество
"среды обитания" для себя и будущих поколений ? от этого в итоге зависит не только
благосостояние отдельной страны, но и выживание всего человечества. При создании
монографии всестороннее обоснование именно этого актуальнейшего положения и
явилось главной задачей А.А. Жученко, одним из ведущих мотивов тщательного
анализа собранного фактического материала и всестороннего обсуждения статуса
современного сельского хозяйства.
И все же полное представление о рецензируемой работе А.А. Жученко читатель
получит после выхода из печати II и III томов этой энциклопедической работы. В них
будут подробно рассмотрены пути биологизации и экологизации процессов
интенсификации в растениеводстве, наиболее эффективного использования природных
и техногенных ресурсов, а также особенности реализации стратегии адаптивной
интенсификации сельского хозяйства в России.

© 2010 г. В. И. Глазко, М. С. Соколов