Марк-Альфред Карльтон родился в поселке Иерусалиме, в штате Охайо. Первоначальное образование получил там же, в сельской школе. В 1876 году, когда ему было десять лет, он со всей семьей переехал в Клауд-Каунти, в Канзасе, и здесь ему сразу пришлось узнать, какая тяжелая задача — вырастить пшеницу в этой суровой стране. Как раз в том году все посевы поселенцев были уничтожены черной ржавчиной, выпивавшей сок из соломинок и заставлявшей зерна сморщиваться в колосьях. Карльтон ходил тогда еще в коротких штанишках, но в своих воспоминаниях о том времени он пишет: «Ядовитые споры носились в воздухе как серные пары и щекотали ноздри».
Это событие оставило в сознании мальчика неизгладимый след. Увлекался ли он плаванием, играл ли в бэзбол, он никак не мог отделаться от преследовавших его мыслей, не мог позабыть вида и запаха ужасных, пожиравших молодые посевы спор черной ржавчины, этого бича пшеничных полей.
В 1887 году, когда Карльтону исполнился двадцать один год, он получил скромный сверток пергамента, перевязанный красивой ленточкой, в котором говорилось, что он удостоен звания баккалавра наук Канзасского сельскохозяйственного колледжа. Но юноша был уже далеко впереди своих учителей. Он был талантливым ботаником, самородком-одиночкой, и казенное образование не могло оказать на него плохого влияния. Все свободное время он проводил на плоской горячей равнине Канзаса, и это безбрежное земельное пространство было его лабораторией.
Карльтон целыми днями ползал на животе, рассматривая сквозь увеличительное стекло пятнышки ржавчины на стебельках различных трав и растений, или с сосредоточенным видом сидел и ковырялся в черной высохшей земле, изучая ее состав.
Он терпеливо отмечал каждый злак и каждую былинку в этой странной и печальной местности, где почва богата и плодородна, а погода резко изменчива. Он любил шагать по бесконечным просторам полей, покрытых нежной яркой зеленью молодых всходов. Он любил наблюдать, как медленно поднимается стебелек твердой озимой пшеницы, как образуется на нем ржавчина и постепенно убивает растение.
По вечерам он подолгу сидел за изучением греческого и латинского языков, и изучал он их вовсе не для самообразования, а исключительно потому, что все виды пшеницы, трав и паразитов носят в научных трудах названия на этих мертвых языках.
— На всякое дело он набрасывался с таким видом, как будто был погонщиком скота, — рассказывает один из его старых друзей.
Вся страна для него превратилась в поле, засеянное пшеницей, а пшеница стала его жизнью.
Маленькая кафедра профессора естественной истории в Вичитском университете показалась Карльтону слишком тесной. Он бросил эту службу и стал работать на Манхаттанской экспериментальной станции в Канзасе. Здесь в возрасте двадцати семи лет он сделал одно очень важное открытие.
Среди ботаников того времени существовало мнение, что ржавчина может переходить с ячменя на рожь и со ржи на пшеницу. Карльтон осторожно выкопал несколько молодых стеблей ячменя, тоненьким ножичком нанес на их листья споры черной ржавчины, взятой с больного ячменя, и посадил эти стебельки среди молодой пшеницы. Ячмень заболел ржавчиной, но пшеница продолжала оставаться здоровой.
Затем он проделал обратный опыт: привил ржавчину молодой пшенице и посадил ее среди ячменя. Результат получился тот же. Стебельки пшеницы покрылись смертельным черным налетом, ячмень же благополучно продолжал свой рост. Этим простым и точным опытом Карльтон доказал, что каждый хлебный злак имеет своего особого врага, и разрушил старинное суеверие о том, что один и тот же вид ржавчины может поражать разные сорта хлебных злаков.
Это открытие принесло ему большую известность. Правительство назначило его заведующим всеми селекционными работами над пшеницей в САСШ. В 1894 году этот могучий канзасец с большими мечтательными серыми глазами отправился в Вашингтон. Здесь он увидел, что вся армия ученых и борцов за пшеницу состоит из одной конторщицы и двух молодых помощников с грошовыми окладами жалованья. Но Марк Карльтон никогда никому не указывал на смехотворность этого учреждения, имевшего под своим высоким покровительством десятки миллионов акров засеянной земли. В конце концов этот усатый сын равнины представлял собой целую армию. Он горячо взялся за работу.
Когда он работал еще в Канзасе, он пробовал лечить заболевшую пшеницу, опрыскивая ее разными химическими составами, но не добился никаких результатов.
«Странное дело, — рассуждал Карльтон. — На широком пространстве Канзаса носятся биллионы спор ядовитой ржавчины, и все-таки миллионы бушелей пшеницы благополучно вызревают. Где-то в мире должна быть такая пшеница, которая в состоянии отразить атаку любого паразита, и эту пшеницу я должен найти…»
Он затеял грандиозный и довольно фантастический эксперимент, который вряд ли был бы под силу целой коллегии ученых. Из разных концов мира он стал выписывать образцы лучших сортов пшеницы, и вскоре его лаборатория была завалена тысячами пробных пакетов. Здесь были и бородатая онигара из Японии, и гафкани из Турции, и волосатая пролиферо из Италии, и озимая гирка из России, и знаменитые близнецы Джек и Том из далекой Австралии, и много других.
Весь этот интернациональный пшеничный конгресс Карльтон в том же году рассадил на небольших отдельных грядках близ Гаррет-парка, в Мэриленде. Что сделает этим чужеземным гостам оранжевая ржавчина, паразитирующая на листьях? Найдутся ли среди них такие, которые смогут устоять перед спорами черной ржавчины, поражающей стебли?