Кафедра микробиологии и физиологии растений:
история становления и развития
Развитие микробиологии и физиологии растений в Саратовском университете неразрывно связано с развитием этих наук в России. С момента создания в 1867 году в С.- Петербургском университете А.С. Фаминцыным кафедры анатомии и физиологии растений подобные кафедры создаются и в других университетах страны. Перечень объектов исследования в этот период очень широк – от вирусов, открытых Д.И. Ивановским (одним из учеников А.С. Фаминцына), бактерий, грибов, водорослей, до высших растений. При основании Саратовского университета 10 (23) июня 1909 года в составе медицинского факультета были учреждены 7 кафедр, в том числе зоологии и ботаники. С момента основания кафедры ботаники до 1914 г. её заведующим был проф. А.Я. Гордягин (впоследствии член-корреспондент АН СССР).
В сентябре 1915 года, в связи с близостью театра военных действий, в Саратов прибыл по эвакуации Киевский университет, в составе которого было много известных деятелей науки. Вместе с сотрудниками Киевского университета в Саратов приезжает выдающийся ботаник и физиолог растений В.Р. Заленский, ученик В.А. Ротерта, А.Я. Гордягина. В 1917-1918 году в университете создается три новых факультета: физико-математический, историко-филологический и юридический. С сентября 1918 года в университете открывается ещё один новый факультет – агрономический. Деятельное участие в его развитии принимают зав. кафедрой физиологии растений, декан агрофака В.Р. Заленский, зав. кафедрой частного земледелия и селекции Н.И.Вавилов (впоследствии директор Всесоюзного института растениеводства, академик АН СССР, президент и академик ВАСХНИЛ). В период работы в Киеве (1899–1914 гг.) В.Р. Заленский проводил исследования на 40 видах мезофильных растений, у листьев которых ему удалось выявить ярусную ксерофилизацию по 14 признакам (утолщение кутикулы, измельчение клеток, повышение густоты жилкования, увеличение числа устьиц на единицу поверхности и др.). Отмеченная закономерность получила определение как закон Заленского. В саратовский период деятельности (1915–1923 гг.) В.Р. Заленский в основном работал как физиолог, а в качестве модельных объектов использовал ксерофиты. Им было отмечено, что у ксерофитов ярусная структурная изменчивость листа проявляется лишь по единичным признакам, тогда как интенсивность транспирации и величина осмотического давления клеточного сока верхних листьев по сравнению снижнимизначительно выше.
В развитии кафедры и университета заметную роль играла научная и педагогическая деятельность А.Р. Кизеля (ученика К.А.Тимирязева), крупнейшего специалиста в области аналитической химии, стоявшего у истоков зарождающегося направления биологической науки – молекулярной биологии. По завершении обучения в Московском университете и стажировки в ведущих лабораториях Европы в 1918 г. А.Р. Кизель был избран профессором Саратовского университета. С 1918 по 1922 гг. он работал на кафедре физиологии растений, читал курс общей ботаники на медицинском факультете, в 1921-1922 гг. – декан физико-математического факультета. В 1922 г. Александр Робертович Кизель вернулся в Московский университет, где основал кафедру биохимии растений и подготовил значительное число учеников, среди которых академики А.И.Опарин, А.Н. Белозерский. Экспериментальные работы, проведенные А.Р. Кизелем, были посвящены следующим вопросам: 1. Исследования по биохимии углеводов. В данных работах уделялось большое внимание совершенствованию методики количественного определения различных групп углеводов в растительном материале, и в частности клетчатки. Их описание вошло в написанное А.Р. Кизелем первое пособие по биохимической методике: «Практическое руководство по биохимии растений» (1934), по которому занимались в университетах страны до 1951 г., когда появилось одноименное пособие А.Н.Белозерского и Н.И. Проскурякова, заменившее учебник А.Р. Кизеля. 2. Работы по биохимии протоплазмы. Результаты были опубликованы в монографии «Химия протоплазмы», первое издание которой вышло в 1930 г. на немецком языке и в 1940 г. – на русском. Книга цитировалась в биохимической и цитологической литературе всех стран. Монография охватывала раздел работ, выполненных как самим А.Р. Кизелем, так и его учениками, среди которых основное место принадлежит, по определению самого А.Р. Кизеля, «ближайшему и основному сотруднику А.Н. Белозерскому». 3. Исследования по изучению аминокислотного состава и изменению физико-химических свойств белков в растении в онтогенезе. 4. Работы по изучению нуклеиновых кислот. По результатам совместных исследований, а в последующем А.Н.Белозерского, еще в 30-х годах было отвергнуто разделение нуклеиновых кислот на особые «растительную» и «животную» группы и окончательно утвердилось представление об универсальном присутствии ДНК как в животных, так и в растительных клетках. 5. Работы в области биохимии зерна, о влиянии влажности зерна на ферментативные процессы в нём и сохранность зерна при хранении.
В связи с отделением в 1922 году от Саратовского университета агрономического факультета и его преобразовании в Сельскохозяйственный институт, ректором которого был назначен В.Р. Заленский, при кафедре ботаники естественного отделения физико-математического факультета, которой заведовал профессор Д.Е. Янишевский, была организована лаборатория анатомии и физиологии растений.
Новый импульс в развитии кафедры связан с именем академика А.А. Рихтера (15.08.1871-02.04.1947). Андрей Александрович Рихтер, один из учеников А.С. Фаминцына, в связи с созданием в г. Перми в 1917 году филиала Петроградского (С.-Петербурского) университета, организовывает в Пермском университете кафедру анатомии и физиологии растений, становится его ректором. После семи лет работы в Перми, в 1924 г. А. А. Рихтер переехал в Саратов, приняв одновременное избрание его заведующим лабораторией анатомии и физиологии растений Саратовского университета (им же реорганизованной в том же году в одноименную кафедру), а также заведующим кафедрой физиологии растений и микробиологии Саратовского сельскохозяйственного института и заведующим отделом прикладной ботаники Саратовской сельскохозяйственной областной опытной станции (в настоящее время НИИСХ Юго-Востока).
В университете, на опытной станции, в СХИ он получил уже до некоторой степени оборудованные лаборатории, где до него работали выдающиеся ученые: А.Р. Кизель (1918-1922) и В.Р. Заленский (1918-1923). В весеннем семестре 1924 г. А.А. Рихтер приступил к чтению курсов анатомии и физиологии растений в Саратовском университете. Не ограничиваясь чтением только лекций, он сам вел большие практикумы, руководил дипломными работами студентов, работой аспирантов и сотрудников кафедры. В Саратове основным центром научной деятельности А.А. Рихтера был отдел прикладной ботаники на областной опытной станции. Тесное и неудобное помещение, отведенное для отдела, А.А. Рихтер сумел превратить в хорошо оборудованную физиологическую лабораторию. Все свободное от педагогической и общественной работы время он проводил здесь за своей исследовательской работой.Климатические и хозяйственные особенности Нижнего Поволжья, Юго-Востока Европейской части СССР, сельское хозяйство которого была призвана обслуживать саратовская станция, определяли собою и основные задачи отдела прикладной ботаники и его физиологической лаборатории, которая при А.А. Рихтере стала ведущей частью этого отдела. Центральной задачей работ лаборатории Андрей Александрович наметил изучение основ устойчивости культурных растений Юго-Востока, а также и некоторых наиболее интересных представителей дикой растительности, к важнейшим неблагоприятным воздействиям внешней среды, обусловленным резко континентальным климатом, - засухе, морозу, засолению почвы. К этим работам, широко развернувшимся уже с первого года деятельности А.А. Рихтера в Саратове, он привлек многочисленных сотрудников, чему благоприятствовала тесная связь между лабораторией станции и университетской кафедрой, все экспериментальные работы студентов и научных сотрудников которой проводились в отделе прикладной ботаники. В этот период в должности профессора на кафедре работал Г.К. Мейстер, директор Саратовской опытной станции. Постепенно выделилась довольно большая группа постоянных сотрудников Андрея Александровича, которая по праву может быть названа его школой: А.А. Ничипорович (впоследствии член-корреспондент АН СССР, автор фотосинтетической теории продуктивности растений), В.А. Новиков, К.Т. Сухоруков, А.А. Образцова, А.Р. Вернер, В.Н. Наугольных, Е.И. Дворецкая, А.Д. Страхов, О.Ю. Соболевская, А.И. Гречушников и другие, впоследствии ставшие профессорами и видными научными работниками.
В 1931 г. А.А. Рихтер переехал из Саратова в Москву, на кафедру физиологии растений Московского университета, а через год был избран действительным членом Академии Наук СССР и стал во главе лаборатории биохимии и физиологии растений, что повлекло за собой его переезд, в Ленинград. Вскоре лаборатория была переведена в Москву и преобразована в Институт физиологии растений имени К.А. Тимирязева, а А.А. Рихтер был назначен его первым директором. Значительная часть опубликованных А.А. Рихтером работ может быть отнесена к следующим разделам науки: 1)брожение и ферменты, 2) фотосинтез и пигменты, 3) физиологические основы устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды, 4) физиология и химия технических растений, 5) физиология низших растений. А.А. Рихтер всегда интересовался микробиологией и в совершенстве владел методами этой науки. Им представлены интересные работы по физиологии и биохимии низших организмов: по осмотическому давлению у грибов, реакции микроорганизмов на микроэлементы, распространению в почвах различных микроорганизмов. Уехав из Саратова, Андрей Александрович сохранил связи с университетом, коллективом кафедры и своими учениками и аспирантами. Его ученик - профессор К.Т. Сухоруков возглавил кафедру анатомии и физиологии растений, а А.Д. Фурсаев, один из последних аспирантов А.А. Рихтера в Саратовском университете, стал заведующим кафедрой морфологии и систематики растений (впоследствии член-корреспондент АН СССР).
Исторически сложилось так, что развитие производства в стране требовало квалифицированных специалистов в различных направлениях биологии. Кафедра в то время располагала широкими возможностями научного поиска и преподавания новых перспективных дисциплин. В результате в 1935 г. было принято решение о создании самостоятельной кафедры микробиологии, которую возглавил профессор А.Р.Вернер. На первых этапах своей деятельности основным научным направлением вновь созданного подразделения служил поиск биологически активных веществ, а также исследование их влияния на жизнедеятельность важнейших почвенных микроорганизмов. Однако на весь период Великой отечественной войны работа кафедры микробиологии была приостановлена. Вновь кафедра микробиологии была восстановлена в 1947 году. Ее заведующим была избрана профессор М.П. Гнутенко.
В 1935 г. заведующим кафедрой физиологии растений стал член-корреспондент Академии наук СССР, профессор Н.А. Максимов, позже академик, проработавший в Саратовском университете до 1940 год. Вместе с ним на кафедре работала его жена С.В. Тагеева. В период работы в Саратове Н.А. Максимов занимался вопросами орошения, засухоустойчивости и стадийности развития растений. Работы по устойчивости отражены в дальнейшем в книге «Избранные работы по засухоустойчивости и зимостойкости растений». В связи с этой же проблемой он уделял большое внимание проницаемости плазмы. Большим достижением было издание Н.А. Максимовым учебника по физиологии растений, по которому учились многие поколения отечественных и зарубежных студентов. Однако самой большой заслугой Николая Александровича является, несомненно, создание определенного направления в физиологии растений - экологической физиологии растений. Следует особо подчеркнуть значение работ Н.А. Максимова в этой области, так как он, в отличие от иностранных экспериментальных экологов, таких как Клементс, Лундегорд, отчасти Вальтер и др., создавал экологическую физиологию, а не экспериментальную экологию. В то время как упомянутые исследователи ограничивались изучением одних только сдвигов процессов под влиянием того или иного фактора окружающей среды или их совокупного действия, Н.А. Максимов всегда стремился провести глубокий физиологический анализ сущности данного явления. Он подходил к решению этой задачи как физиолог, используя биохимические и физико-химические методы для выяснения причины явлений. Н.А. Максимовым создана научная школа в области изучения засухоустойчивости, водного обмена, фотофизиологии растений: И.В. Красовская, И.М. Васильев, И.И. Туманов, Т.А. Красносельская, Е.В. Лебединцева, В.И. Разумов, Б.С. Мошков, И.Н. Бородина, С.В. Тагеева, А.Е. Вотчал.
С отъездом Н.А. Максимова в Москву кафедру физиологии возглавил профессор Д.Ф. Проценко. Он занимался вопросом зимостойкости древесных пород. В военный период кафедру на короткие сроки возглавляли профессора: Л.И. Рубенчик (1941-1942 гг.; впоследствии член-корреспондент АН УССР) и С.Д. Львов (1942-1944 гг.; впоследствии член-корреспондент АН СССР). За короткий период С.В. Львов развернул большую исследовательскую деятельность по получению витамина «С» и изучению растительных пигментов.
Научная школа физиологов значительно усилилась с приходом И.В. Красовской, вставшей во главе кафедры с 1944 по 1952 г. Ученица Н.А.Максимова, И.В. Красовская являлась известным специалистом по изучению корневой системы растений. За период пребывания в Саратовском университете ею были выполнены работы: «Анатомо-морфологические закономерности в ходе заложения и в строении корневой системы хлебных злаков»; «Разработка приемов заражения корневой системы дуба микоризой в засушливых условиях Саратовской области»; «Достижения и перспективы изучения корневых систем растений» и другие.
После отъезда И.В. Красовской, в 1952-1953 гг. кафедрой временно заведовала доцент А.Д. Смирнова, занимавшаяся изучением развития сеянцев дуба в связи с микоризообразованием и условиями питания. В 1953 г. ее сменил профессор Н.П. Красинский, занимавшийся вопросами питания растений, но в основном исследовавший влияние внекорневой подкормки на плодоягодные, овощные культуры и на кукурузу.
В ноябре 1955 года кафедра физиологии растений была слита с кафедрой микробиологии. Заведующим объединенной кафедрой остался проф. Н.П. Красинский.
С ноября 1966 г. во главе кафедры стала проф. М.П. Гнутенко. Научные интересы М.П. Гнутенко и её сотрудников были сосредоточены вокруг вопросов взаимоотношения микробов между собой и с высшими растениями, использования микробов в интересах народного хозяйства, а также изменчивости микроорганизмов.
С 1972 по 1993 год кафедру физиологии растений и микробиологии возглавляла доктор медицинских наук, профессор М.К. Щеглова. Она разработала и читала студентам дневного, вечернего и заочного отделений биологического факультета общий курс лекций по микробиологии с основами вирусологии и иммунологии, вела малый практикум по данной дисциплине; для студентов, специализирующихся на кафедре, читала спецкурсы «Частная (медицинская) микробиология», «Техническая микробиология», «Актуальные проблемы микробиологии», «Антимикробные препараты». Под её руководством были проведены обширные исследования по изучению фитопатогенных микроорганизмов, биологических свойств микроорганизмов, детерминируемых экстрахромосомальными генетическими элементами, токсических бактериозов, завершена работа по совершенствованию препарата из энтомопатогенных кристалообразующих бактерий, предназначенного для борьбы с хлебным жуком. Внедрению новых спецкурсов по микробиологии и физиологии растений существенно способствовал доцент кафедры, декан биологического факультета с 1971 по 1986 гг. Н.В.Глухов.
В 1967 году на кафедре создается лаборатория биохимии и биофизики, которую возглавил канд. мед.наук В.В.Игнатов (в 1977 году лаборатория была преобразована в кафедру биохимии и биофизики). За время руководства М.К. Щегловой кафедрой значительно укрепилась её связь с различными научными институтами, научно-практическими лабораториями промышленных предприятий и организаций города и области.
С декабря 1995 по февраль 2006 года кафедру возглавлял доктор биологических наук, профессор П.А. Чиров. Он разработал и читал курсы лекций по микробиологии, вирусологии, паразитологии, по специальным дисциплинам – экологии и систематики бактерий, основам паразитизма. Особое внимание Павел Абрамович уделял подготовке молодых кадров. В этот период под его руководством защищено 6 кандидатских диссертаций, в т.ч. сотрудниками кафедры: А.М. Петерсон «Слепни (Diptera, Tabanidae) Нижнего Поволжья» (2001), О.Ю. Ксенофонтовой «Взаимодействие пестицидов и микроорганизмов почвы» (2004), Е.В. Глинской «Микробная обсемененность колбасных изделий, производимых некоторыми предприятиями России» (2006).
С февраля 2006 г. заведующим кафедрой избрандоктор биологических наук, профессор С.А. Степанов. В настоящее время кафедра микробиологии и физиологии растений превратилась в устойчивое подразделение с двумя научными направлениями исследований: микробиология и физиология растений. Микробиологическое направление учебного процесса и научных исследований обеспечивают: доценты А.М. Петерсон, Е.В. Глинская, Н.Ф. Шуршалова, А.С. Дымнич. Спектр научных исследований, осуществляемых микробиологами кафедры, достаточно широк и включает изучение различных аспектов микробно-растительных взаимодействий, микробиологической деструкции ксенобиотиков, антимикробной терапии. Большое внимание уделяется изучению фитопатогенных бактерий и грибов, участия насекомых в их сохранении и распространении в агроценозах, исследованиям колонизационной резистентности растений к фитопатогенам, разработке биологических методов борьбы с возбудителями болезней растений. Продолжает развиваться традиционное направление научной работы микробиологов кафедры, связанное с изучением влияния на почвенные микроорганизмы различных загрязняющих веществ, а также поиск высокоэффективных микроорганизмов-деструкторов. Новым направлением является исследование антимикробной активности наночастиц различных металлов, поиск способов повышения её эффективности.
Физиологическое направление учебного процесса и научных исследований обеспечивают проф. С.А. Степанов, доценты М.Ю. Касаткин, В.В. Коробко. Физиологами кафедры изучаются структурные и функциональные аспекты интеграции органов растения на примере травянистых и древесных видов, морфолого-анатомическая организация отдельных элементов фитомеров побега пшеницы и ржи - листьев, узлов и междоузлий, механизмы фоторегуляции морфогенеза пшеницы.
В настоящее время кадровый потенциал кафедры составляют 1 доктор наук, 5 кандидатов наук, 1 ассистент, 4 инженера, 2 лаборанта и 4 аспиранта. Обновляя лекционные курсы и обучая новым приемам работы в микробиологии и физиологии растений, преподаватели стремятся расширить представления студентов о современных биотехнологических процессах, используемых в медико-биологической и сельскохозяйственной промышленности. Для закрепления и углубления навыков кафедра направляет студентов на производственную практику в различные научно-исследовательские институты и производственные лаборатории, чтобы приобретенные методы исследования могли быть в дальнейшем использованы в научной работе или производственной деятельности. Такая квалификационная практика позволяет кафедре предопределять выпускникам выбор научной или производственной послевузовской деятельности.
