Опыты показали, что листопад можно предотвратить или значительно задержать, дополнительно освещая лимоны электричеством в зимние месяцы. Особенно хорошо переносили зиму крепкие, нормально развитые растеньица. И мы занялись разведением таких растений.
Здесь также пришла на помощь углекислота. Черенкование — один из главных способов размножения лимонов. Не все черенки хорошо дают корни: многие гибнут от разных причин, не давая корней. Мы сажали лимоны под колпаками или в парниках и повышали содержание углекислоты в воздухе.
Количество черенков, образующих корни, увеличилось на 50 %.
Лимоны-однолетки мы ставили в парники, куда пускалась углекислота. Оказалось, что воздушное удобрение, то есть «подкормка» углекислотой, действует на лимоны так же благоприятно, как на огурцы и капусту.
Лимоны, получавшие добавочно углекислоту, имели очень хороший вид — ветвистые, зеленые, давали хороший урожай крупных и тяжелых плодов.
Опыты с углекислотой показали, что найден еще один путь для повышения урожайности. Это прежде всего относится к огородным растениям и в особенности к культуре закрытого грунта.
Георгий Францевич Гаузе
родился в Москве в 1910 году, в семье преподавателя. Учеником пятого, шестого и седьмого классов средней школы я увлекался работой живого уголка, а летом, в деревне, собирал насекомых, червей и других беспозвоночных животных. В школе я получил некоторые определители и знал названия насекомых. Уже тогда меня особенно интересовали те насекомые, которые имеют практическое значение для человека. Пчелы, конечно, стояли на первом месте. Помню, в седьмом классе я собрал всю доступную мне литературу и сделал доклад на тему о пчеловодстве. Но окончательно убедила меня стать биологом случайная встреча на экскурсии с группой студентов во главе с профессором Алпатовым. Рассказы профессора об основных проблемах биологии меня так увлекли, что я бесповоротно решил поступить на Биологический факультет Московского университета.
Свою первую научную работу я сделал в 1927 году, семнадцати лет, на первом курсе университета. Эта работа называлась «К изменчивости у азиатской саранчи». Саранча в то время приносила большой вред сельскому хозяйству, и биология ее была еще недостаточно изучена. Наркомзем поручил Зоологическому музею Московского университета изучить биологию саранчи, и я был привлечен к этой работе.
Существуют две формы саранчи. Одна встречается поодиночке и не приносит вреда, вторая встречается стаями и совершает массовые нашествия на поля. Я должен был установить, принадлежат ли эти формы к одному и тому же или к разным видам. От этого зависела организация борьбы с саранчой. Оказалось, что обе формы саранчи принадлежат к одному и тому же виду. Результаты моей первой научной работы были опубликованы в журнале «Защита растений от вредителей» за 1927 год.
По окончании университета, я работал в Средней Азии, изучая насекомых, вредящих каучуконосному растению «тау-сагыз», работал в Институте зоологии Московского университета над экологией (взаимоотношение организма и среды) шелковичного червя и ряда других животных.
С 1933 года я стал читать лекции студентам и в 1935 году получил степень — кандидата биологических наук.
В марте 1938 года, я защитит докторскую диссертацию, и Комитет по делам высшей школы присудил мне степень доктора биологических наук.
* * *
Летом 1932 года я охотился по отрогам Тянь-Шаня за насекомыми — вредителями каучуконосного растения тау-сагыз. Придумывая способы борьбы с этими вредными насекомыми, я еще раз перечитал «Происхождение видов» Дарвина. Совсем по-новому читается Дарвин в Средней Азии! Куда ни посмотришь — везде бросается в глаза приспособление животных и растений к условиям существования, борьба за жизнь и естественный отбор.
Маленькие суховатые кустики тау-сагыза, в соке И корнях которых содержится каучук, ютятся между камнями, на склонах и вершинах скалистых, безлесных гор. Но ботаники нашей экспедиции говорят, что в древние времена тау-сагыз рос повсюду и лишь потом появились растения, приспособленные лучше, чем тау-сагыз, к сухому, ветреному климату этих гор. Пришельцы загнали слабый тау-сагыз в неудобные убежища между камнями, где он, по какой-то странной случайности, оказался лучше приспособленным к условиям среды, чем его победители, и где он отсиживается до сих пор. И только в 1931 году пришел человек, чтобы освободить тау-сагыз из плена, собрать его семена, расселить широко по степи и в конце концов из его кустиков получить нужный стране каучук…
Уголок лаборатории в Институте аналогии.
Тысячи примеров естественного отбора и борьбы за жизнь видел я в черных, мрачных, безлесных горах Кара-Тау. Вот гусеницы бабочки-совки, пожирающие листья тау-сагыза. Они кажутся опасными вредителями. Но собрав штук сто таких гусениц в горах и принеся их в кибитку-лабораторию в ущелье между гор, я нахожу, что 95 % их заражено паразитом-наездником и что все они погибнут через несколько дней. Вот так вредитель! Он оказывается совсем не таким опасным. А если собрать и размножить этих паразитов, то вредителя можно будет и вовсе уничтожить!
«Изменчивость, наследственность и естественный отбор, — писал Дарвин в 1859 году, — лежат в основе эволюционного процесса». В свободные часы в экспедиции я часто думал о том, как впоследствии развивалось это учение Дарвина. Об изменчивости создана целая новая наука — биометрия. По наследственности написаны томы точных и кропотливых исследований. Ну, а что нового мы знаем о естественном отборе? Почти ничего! Те примеры естественного отбора, которые были известны Дарвину, повторяются в учебниках биологии до наших дней, и никто не потрудился над тем, чтобы углубить, продолжить эти наблюдения. А важно ли это? Конечно, да! Ведь на примере тау-сагыза и гусениц-вредителей мы видели, что процессы борьбы за жизнь и естественный отбор, которые протекают в природе сами собой, очень важны для хозяйственной деятельности человека. Тау-сагыз, которого побеждают другие растения, надо спасти, так как он нам нужен, а гусениц, пожирающих тау-сагыз, надо уничтожить, и это можно сделать с помощью других насекомых — наездников. Так как же не изучать процесса естественного отбора, если он так важен! И если биологи до сих пор очень мало здесь сделали, так надо самому взяться за это дело!
Но одно — пожелать изучать естественный отбор, а совсем другое — знать, как приступить к этому. И только тогда, когда я приехал в Москву и стал работать в Институте зоологии Московского университета, в лаборатории экологии, я начал понимать, как мне следует работать. Я очень хорошо помню лето 1932 года, когда в огромном светлом зале университетской библиотеки я читал работу американского ученого Лотка. И то, что я прочел, меня поразило. Лотка сделал тот шаг, на необходимость которого указывал сам Дарвин.
Биологи до сих пор рассматривали определенных зеленых гусениц данного вида, которых поражают маленькие черные проворные наездники также определенного вида. Но ведь можно отвлечься от данных гусениц и данных наездников и посмотреть, каковы законы взаимодействия гусениц и наездников вообще.
Мы ведь знаем, что медь, железо и алюминий от нагревания расширяются, и мы отвлекаемся от данных меди, железа и алюминия и формулируем более общий закон о том, что металлы при нагревании расширяются.
Вот Лотка и попробовал найти такой закон для взаимоотношений жертв и хищников, или паразитов. Утверждение, что паразиты уничтожают гусениц, Лотка выразил на математическом языке с помощью диференциального уравнения. Он вывел закон борьбы за существование между паразитами и гусеницами, который гласит, что чисто тех и других будет закономерно изменяться во времени и что можно предсказать, сколько через определенное время будет гусениц и сколько паразитов, зная, конечно, их первоначальное количество.
Много таких закономерностей борьбы за существование сформулировал Лотка, основываясь на учении Дарвина. Его математические исследования составили целую книгу в пятьсот страниц, на чтение которой мне пришлось затратить не один день. Помню, как прозрачными холодными октябрьскими вечерами я думал, выходя из библиотеки: верно ли все это? Биология всегда останется биологией, и чтобы сделать какое-нибудь обобщение, надо сперва изучить много отдельных, частных случаев. Не построил ли в воздухе свои теории американский ученый Лотка? Ведь он сам не производил никаких опытов, а только составлял математические уравнения. Но, чтобы установить настоящую закономерность естественного отбора, надо изучать животных, вести наблюдения и лишь потом обрабатывать их с помощью математических уравнений. Здесь нельзя выдумать ничего из головы. И вот я решил заняться таким делом: на основе опытов с животными и диференциальных уравнений установить законы естественного отбора.