Глава 10 Общее и специфическое в иммунитете растений и животных
Исторически исследования устойчивости растений, с одной стороны, и человека и животных, с другой, шли различными путями. В фитопатологии, благодаря работам выдающихся ботаников XIX в. братьев Тюлян, де Бари, Кюна, Воронина, Маршалла Уорда и других основное внимание было уделено идентификации причин болезней — паразитических грибов.
Исследования Ивановского и Бейеринка позволили для растений, значительно раньше, чем для животных и человека, показать возможность заражения вирусами. Однако, эти исследования не сопровождались какими-либо серьезными работами в области профилактики и лечения растений. В медицине и ветеринарии, наоборот, основное внимание было уделено путям предотвращения заражения и лечению заболевших пациентов. В период, когда ничего не было известно о возбудителе черной оспы, английским врачом Дженнером был разработан метод вакцинации, защищающий от заболевания оспой. Вот как об этом написал известный русский иммунолог и микробиолог Мечников: «Когда еще бродили впотьмах относительно болезней человека и высших животных — патология растений была уже подробно изучена и этиология множества их болезней прочно установлена. Но в ботанике, несмотря на это, вопрос о невосприимчивости оставался на заднем плане, так что мы не имеем о нем никаких специальных работ» (И. И. Мечников «Невосприимчивость в инфекционных болезнях», 1903, с. 29). Первые интенсивные исследования устойчивости растений к болезням были начаты после выдающихся работ медицинских иммунологов — Пастера, Мечникова, Эрлиха и под впечатлением успехов, полученных ими. Не удивительно, что большинство работ было направлено на вакцинацию растений и поиски у них антител. Обобщение этих исследований дано в сводках D. Carbone, С. Amaudi «L’immunita nello piane» (1930) и H. И. Вавилова «Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям» (1935). Однако, поиски антител оказались безуспешными, практические результаты вакцинации растений оказались незначительными и постепенно интерес к подобным работам упал, чтобы возродиться через 50 лет. Уже в 1928 г. С. Owens писал: «Заметного прогресса в этом направлении нет, и сомнительно даже, будет ли он ко-
гда-либо в отношении растений, как это имеет место применительно к животному царству. Структура растений так отлична от животных, в особенно в отношении сообщающейся системы, что кажется маловероятным, чтобы когда-либо были достигнуты успехи в этом направлении» (Owens С. Е. «Principles of Plant Pathology», 1928, p. 125). Иммунная система позвоночных животных — плод длительной эволюции, приведшей к возникновению специальных органов и клеток, несущих иммунные функции, и гуморальной системы, осуществляющей доставку иммунных клеток к инфицированному месту. Все это отсутствует у растений. Эти различия гениально предвидел еще в 1902 г. Эрвин Смит, писавший: «По моему мнению главной проблемой в патологии как животных, так и растений в течение последующих 50 лет будет изучение различий в отношениях растений-хозяев и животных-хозяев к своим паразитам».
(Erwin Smith «Plant Pathology: Retrospect and Prospect», Science, 1902, p. 611). Поэтому в отличие от медицины, где основные успехи были достигнуты на путях создания приобретенного иммунитета, в фитопатологии с начала XX в. проводились обширные исследования по эксплуатации внутривидовых и межвидовых наследственных различий в устойчивости, генетическому анализу устойчивости, разработке методов отдаленной гибридизации и передачи генов устойчивости от одних образцов растений к другим. Как писал русский фитопатолог А. А. Ячевский, устойчивые сорта — основа защиты растений от болезней. Все остальные мероприятия надо рассматривать как паллиативы. Это не значит, что наследственных различий в устойчивости к инфекционным болезням нет у позвоночных животных. Многие примеры таких различий приведены в книгах F. В. Hutt «Genetic Resistance to Disease in Domestic Animals» (1958) и В. П. Эфроимсона «Иммуногенетика» (1971). Однако возможности использования наследственных различий в устойчивости к болезням у ветеринара и, особенно, у медика ограничены. Только фитопатолог может искусственно заразить огромные популяции растений, выбирать из них устойчивые экземпляры, скрещивать их с восприимчивыми и, с помощью искусственного заражения, выбраковывать все пораженное потомство, проводить мутагенных обработки и отбирать устойчивые мутанты. На этом пути — гибридизации и отбора — получены наиболее впечатляющие результаты повышения иммунитета растений к болезням. «Основная цель медицинских наук о человеке — как сохранить индивидуум; цель фитопатологии иная, меньше всего помышление об индивидууме, а главным образом о популяции — множестве. Медик преимущественно занят терапией, фитопатолог — профилактикой» (Chester К. S. Quartely Rev. Biol., 1933, v. 8, р. 314). Таким образом, болезнеустойчивость позвоночных животных и растений отличается и по биохимическим механизмам, и по методологическим подходам. Различные стратегии повышения устойчивости растений и человека привели к тому, что исследования фитопатологов и медиков проводились независимо друг от друга, так что не было взаимного оплодотворения идеями, методами и результатами.
Положение изменилось в последние несколько десятилетий, когда молекулярные методы исследований стали широко применяться не только
338 в медицинских, но и в фитопатологических исследованиях. По мере углубления знаний о природе болезнеустойчивости, особенно с применением методов работы с рекомбинантной ДНК, различия в механизмах иммунитета растений и позвоночных животных перестали казаться столь разительными. Сейчас накапливается все больше данных о сходстве между ними. Некоторые сведения о таком сходстве были приведены ранее. Здесь хотелось бы представить их в обобщенном виде.