Изключителен генетик и академик-селекционер. Н. И. Вавилов показа, че най-разнообразните генотипове култивирани растениясе намират в центровете на техния произход, където техните предци са били запазени в диво състояние.

В тази връзка, за да съберат световната колекция от култивирани растения, Н.И съветски съюзи в много чужди страни: Иран, Афганистан, Средиземно море, Етиопия, Централна Азия, Япония, Северна, Централна и Южна Америка.

Центрове на произход

Вавилов идентифицира седем основни центъра на произход на култивираните растения.

1. Южна Азия (родина на ориз, захарна тръстика, банан, кокосово дървои т.н.).
2. Източна Азия (родина на просо, елда, круша, ябълка, слива и редица цитрусови плодове).
3. Югозападна Азия (родина на мека пшеница, пшеница джудже, грах, леща, боб, памук).
4. Средиземноморие (родина на маслините, цвеклото, зелето и др.).
5. Абисинско (етиопско) (родина на твърда пшеница, ечемик, кафеено дърво).
6. Централна Америка (родина на царевицата, американския боб, тиквите, чушките, какаото, американския памук).
7. Южна Америка (родина на картофи, тютюн, ананас, фъстъци).

Н. И. Вавилов събра най-голямата в света колекция от култивирани растения, която все още се използва от животновъдите в тяхната практическа работа.

Така добре познатият сорт зимна пшеница Безостая-1 е получен от P.P. Lukyanenko в резултат на хибридизация на аржентинска пшеница от колекцията на Вавилов, кръстосана със сортове, отглеждани в нашата страна.

Основните методи, използвани от животновъдите, са селекция, хибридизация, селекция и отглеждане. Хибридизацията разчита на комбинираната променливост. Благодарение на него е възможно да се комбинират в един хибриден организъм ценни характеристики, които преди са съществували в различни сортоверастения и породи животни. Развъдчиците селектират родителски двойкис последваща селекция в тяхното потомство.

Таблица на центровете за произход на култивираните растения според Н.И

Спомнете си от учебниците „Растения. Бактерии. Гъби и лишеи” и „Животни”, с каква цел човек отглежда културни растения и домашни животни. Какво служи като основно движеща силаи материал за човека за създаване на нови сортове културни растения и породи домашни животни?

Дълго време хората ловували различни животни и събирали растения за своите нужди. С нарастването на населението на Земята и разрастването на нейното заселване, природата вече не е в състояние да задоволи нуждите на хората от храна, дрехи и други ресурси. Човекът беше изправен пред необходимостта целенасочено да отглежда растения и да развъжда нужните му животни. Постепенното натрупване на информация за тези древни дейности на човечеството доведе до формирането на селекцията (от лат. selection - избор, селекция) - науката за методите за отглеждане на сортове растения и породи животни с необходимо за човекзнаци.

Произход културни формиорганизми.Първият етап на селекция беше отглеждането на диви растения и опитомяването на диви животни. Започва преди около 30-20 хиляди години с очевидно случайното отглеждане от нашите далечни предци на диви растения, които растат в близост до домовете им.

По-голямата част от растенията, култивирани от хората, първоначално са били култивирани в райони, характеризиращи се с богата флора и развито земеделие. Съвпадаха с огнищата древни цивилизацииКитай, Индия, Месопотамия, Иран, Гърция, Рим, Египет и Централна Америка (фиг. 172).

ориз. 172. Центрове на произход на някои културни растения и домашни животни

Голям принос в изучаването на произхода на култивираните растения е направен от руснака учен НиколайИванович Вавилов (фиг. 171). В резултат на организирани експедиции по света Вавилов и колегите му успяха да съберат колекция от семена на култивирани растения.

ориз. 171. Николай Иванович Вавилов (1887 - 1943)

ориз. 173. Домашно ябълково дърво

След като анализира този материал, той стигна до извода, че зоната на най-голямо генетично и следователно сортово разнообразие на определен вид култивирано растение е неговият център на произход.

Центровете на произход на домашните животни, както и центровете на произход на култивираните растения, съвпадат с центровете на древните цивилизации. Тези райони се определят главно от местообитанията на дивите предци на домашните животни (фиг. 172).

Разнообразие и порода.Селекционерите работят със сортове растения и породи животни. Сортът е група от култивирани растения от един и същи вид, създадени в резултат на селекция, например домашна ябълка (фиг. 173), притежаващи икономически ценни признаци, които се наследяват.

Сортовете култивирани растения се разделят на местни и селективни. Местните сортове се получават в резултат на продължителна естествена и изкуствена селекция в процеса на отглеждане на определена култура. Селекционните сортове (фиг. 174) се създават в изследователски институции с помощта на генетика и методи за селекция.

ориз. 174. Сортове ябълкови дървета

Породата е група селскостопански животни от един и същи вид, създадени в резултат на селекция, например кокошки, овце, свине, които имат икономически ценни признаци, които се предават по наследство.

Има примитивни и фабрични породи домашни животни. Примитивните породи са добре адаптирани към местните условия, издръжливи и се характеризират с ниски, но стабилни качества. Фабричните породи се отглеждат в специални развъдници. Те имат специален ценни качества, висока продуктивност и се използват за производство на елитни животни (фиг. 175).

ориз. 175. Породи коне

И така, сортът и породата са вътревидови групировки, изкуствено създадени от човека - популации от организми, които имат икономически ценни наследствени черти.

Характеристики на културните форми на организмите.Домашните животни и културните растения рязко се различават по редица характеристики от своите диви предци. На първо място, културните форми на организми имат значително по-голямо разнообразие от наследствена променливост, отколкото техните предшественици. Такова разнообразие е резултат от творческата роля на изкуствения подбор, извършван от човека, за да запази индивиди с интересни за него черти (фиг. 177).

ориз. 177. Илюстрация на творческата роля на изкуствения подбор: различни сортоверозите се отличават по цвят, форма и брой венчелистчета; предшественикът на култивираните рози - шипката (в центъра) има розово венче и пет венчелистчета

ориз. 176. Йокохама Феникс петел

Често културните форми на организми имат характеристики, които са ненужни и дори вредни за тях, но полезни за хората. Например, петли декоративна породаФениксът на Йокохама има пера на опашката с дължина до 11 м. Такава характеристика, разбира се, би попречила на птицата да живее в естествени условия, но като необходима (декоративна) личност тя беше фиксирана чрез изкуствена селекция при отглеждането на тази порода (фиг. 176).

Друга разлика между култивираните форми на организми е, че тяхната продуктивност като правило е по-висока от тази на сродни диви видове организми. Например, производството на яйца на пилета White Leghorn достига 350 яйца годишно, а техните предци, пилетата банкери, снасят само 18-20 яйца годишно (фиг. 178). Това означава, че селекцията на културните форми на организмите води до създаването на сортове растения и породи животни, които имат необходимите за хората характеристики и най-голяма продуктивност.

ориз. 178. Пилета от яйценосната порода White Leghorn (вляво) и техните предци - банкерски пилета (вдясно)

Упражнения по преминатия материал

1. Обяснете какво е селекция.
2. Какви са предпоставките за опитомяване на диви растения от човека и опитомяване на диви животни?
3. Разкажете ни за приноса на Н.И. Вавилов в изучаването на произхода на културните растения.
4. Защо центровете на произход на културните форми на организмите съвпадат с центровете на най-древните цивилизации на човечеството?
5. Какво е разнообразие и порода?
6. Как култивираните форми на организми се различават от техните диви предци?

Използване на исторически книги Древен святИ географска карта, разберете с кои древни цивилизации съвпадат центровете на произход на най-важните културни растения и домашни животни.

През своята история човечеството е опитомило около 3000 вида диви растения, превръщайки ги в зърнени, бобови растения, плодове, индустриални и декоративни култури. Процесът на опитомяване на животните не беше толкова успешен; хората опитомиха само около 60 вида бозайници, 12 вида птици и по-малко от 10 вида риби и насекоми.

Колкото по-разнообразен е изходният материал, използван за развъждане, толкова по-големи възможности предоставя той за успешно създаване на сортове и толкова по-ефективни ще бъдат резултатите от селекцията. Но къде в природата да търсим това разнообразие?

Н.И. Вавилов и колегите му, в резултат на многобройни експедиции, изучават разнообразието и географското разпространение на култивираните растения. Експедициите обхванаха цялата територия на бившия Съветски съюз и много чужди страни: Иран, Афганистан, средиземноморските страни, Етиопия, Централна Азия, Япония, Северна, Централна и Южна Америка и др.

По време на тези пътувания са изследвани около 1600 вида култивирани растения. От експедициите бяха донесени хиляди проби от семена, които бяха засети в разсадниците на Всесъюзния институт по растениевъдство, разположени в различни географски зони бившия СССР. Работата по изучаване на глобалното разнообразие от култивирани растения продължава и до днес. Тези ценни, постоянно попълвани уникални колекции служат като материал за развъдна работа.

В резултат на изучаването на целия този колосален материал, Н.И. Вавилов установява важни закономерности, показващи, че не всички географски зони имат еднакво разнообразие от култивирани растения.

За различни културиима свои собствени центрове на разнообразие, където най-голямото числоразновидности, разновидности, различни наследствени отклонения. Тези центрове на разнообразие са и районите на произход на сортовете от дадена култура. Повечето центрове съвпадат с древните центрове на земеделието. Това са предимно не равнинни, а планински райони.

Такива центрове на разнообразието N.I. Вавилов първо преброи 8. В по-късни работи той разграничи 7 основни центъра.

Южноазиатски тропически център.Тропическа Индия, Индокитай, Южен Китай, острови от Югоизточна Азия. Изключително богат на култивирани растения (около половината известни видовекултивирани растения). Родина на ориза, захарната тръстика, много овощни и зеленчукови растения.

Източноазиатски център.Централен и Източен Китай, Япония, остров Тайван, Корея. Родината на соята, няколко вида просо и много овощни и зеленчукови култури. Този център е богат и на видове култивирани растения – около 20% от световното разнообразие.

Югозападен азиатски център.Мала Азия, Централна Азия, Иран, Афганистан, Северозападна Индия. Родината на няколко форми на пшеница, ръж, много зърнени култури, бобови растения, грозде и плодове. 14% от световната културна флора е възникнала там.

Средиземноморски център.Държави, разположени по бреговете на Средиземно море. Този център, където са били разположени най-големите древни цивилизации, е произвел около 11% от култивираните растителни видове. Сред тях има маслини, много фуражни растения(детелина, леща), много зеленчуци (зеле) и фуражни култури.

Абисински център.Малък регион на африканския континент (територия на Етиопия) с много уникална флора от култивирани растения. Очевидно много древен център на оригинална земеделска култура. Родината на зърненото сорго, един вид банан, маслодайното растение нахут и редица специални форми на пшеница и ечемик.

Централноамерикански център.Южно Мексико. Родното място на царевицата, памука, какаото, редица тикви и боб.

Андски (южноамерикански) център.Включва част от района на Андите планинска веригапо западния бряг на Южна Америка. Родината на много грудкови растения, включително картофи, някои лечебни растения(кокаинов храст, хиново дърво и др.).

По-голямата част от култивираните растения са свързани по своя произход с един или повече от изброените по-горе географски центрове.

Центровете на произход на култивираните растения и домашните животни са онези райони на Земята, където са възникнали или са били култивирани определени видове растения, полезни за хората, и където е съсредоточено най-голямото им генетично разнообразие. Съответно, това са центрове, където, както се казва, се извършва опитомяването на животните. Особено важно е да се подчертае, че почти всички известни в момента културни растения и домашни животни са се появили стотици и хиляди години пр.н.е. Може би само захарното цвекло, каучуконосната хевея и цинхоната станаха култивирани растения сравнително наскоро.
Теорията за центровете на произход на култивираните растения е разработена от изключителния руски учен академик Н. И. Вавилов въз основа на многобройните му експедиции, обхванали цялата територия на Съветския съюз, както и 60 страни от Азия, Африка, Север и Юг. Америка. От тези експедиции бяха донесени хиляди проби от семена, които след това бяха засети в разсадниците на Всесъюзния институт по растениевъдство и внимателно изследвани. Най-голямата в света колекция от зърнени семена, наброяваща 60 хиляди разновидности, е събрана в същия институт; тази уникална колекция е била запазена в Ленинград по време на гладните месеци на обсадата по време на Великата Отечествена война. Н. И. Вавилов вярваше, че общ бройвидовете култивирани растения, без да се броят декоративните, са приблизително 1500–1600. В същото време различните култури имат свои собствени центрове на разнообразие, които обикновено са центровете на техния произход, съвпадащи с древните центрове на селското стопанство. Н. И. Вавилов окончателно формулира концепцията за центъра на произход на култивираните растения през 1935 г., когато идентифицира осем от най-важните такива центрове (табл. 123 и фиг. 87).
Въпреки че през последните шест и половина десетилетия тази теория, въз основа на множество нови данни, беше подложена на някои промени и допълнения (сега е обичайно да се разграничават 7 основни центъра - тропически, източноазиатски, югозападноазиатски, Средиземно море, Абисин, Централна Америка и Андите), все още основните му принципи не са преразгледани, дори от тези учени, които предлагат увеличаване на броя на тези центрове до 12. Много е важно никой да не поставя под съмнение изходната точка на теорията, което свързва тези центрове не само с естественото флористично разнообразие на определени територии, но и с разположението на древни цивилизации.
Таблица 123


Много работа е посветена на идентифицирането на историята на опитомяването на диви животни (фиг. 88). В същото време огнищата на опитомяване на тези животни, предложени от Н.И. Вавилов, който идентифицира пет основни такива огнища и седем допълнителни, също обикновено се вземат като основа.

Успехът на селекционната работа зависи главно от генетичното разнообразие на първоначалната група растения или животни. Междувременно генофондът на съществуващите породи животни или сортове растения е естествено по-малко разнообразен в сравнение с генофонда на оригиналните диви видове.

Следователно, когато се разработват нови сортове растения и животински породи, търсенето и идентифицирането на полезни черти в дивите предци е много важно. За да проучи разнообразието и географското разпространение на култивираните растения, Н.И. Вавилов организира множество експедиции както на територията на нашата страна, така и на много чужди държави. По време на тези експедиции беше събран огромен семенен материал, който по-късно беше използван за развъдна работа. Н.И. Вавилов идентифицира 7 центъра на произход на култивирани растения (Таблица 4). Той направи важни обобщения, които послужиха като основен принос към теорията на селекцията.

Изследването на наследствената променливост в култивираните растения и техните предци позволи на Н.И. Вавилов да формулира закона хомоложни сериинаследствена променливост: „Видовете и родовете, които са генетично близки, се характеризират с подобни серии от наследствена променливост с такава редовност, че, познавайки серията от форми в рамките на един вид, може да се предвиди наличието на паралелни форми в други видове и родове. Колкото по-близо са родовете и видовете генетично разположени в общата система, толкова по-пълно е сходството в редовете на тяхната променливост. Целите семейства растения обикновено се характеризират с определен цикъл на променливост, преминаващ през всички родове и видове, които съставляват семейството.

Използвайки примера на семейството на зърнени култури N.I.

Вавилов показа, че подобни мутации се срещат в редица видове от това семейство. Така черният цвят на семената се среща в ръжта, пшеницата, ечемика, царевицата и редица други растения, с изключение на овеса, просото и житната трева, а удължената форма на зърното се среща във всички изследвани видове. Подобни мутации се наблюдават и при животни: албинизъм и липса на козина при бозайници,

албинизъм и липса на пера при птици, шипове с къси пръсти при говеда, овце, кучета, птици. Някои наследствени заболявания и деформации, открити при хората, се отбелязват и при някои животни. Животни с такива заболявания се използват като модели за изследване на подобни дефекти при хората. Например катаракта на окото се среща при мишки, плъхове, кучета и коне; хемофилия - при мишки и котки; диабет - при плъх; вродена глухота - при морски свинчета, мишки, кучета и др. Фактът, че подобни, наследствено определени жизнени разстройства се срещат сред представителите различни видовеот същия клас - класът на бозайниците - убедително потвърждава закона за хомоложните серии на наследствената променливост N.I. Вавилова. Появата на подобни мутации се обяснява с общия произход на генотиповете. В процеса на възникване на нови видове от един общ предшественик, различията между тях се установяват само в част от гените, които определят успешното съществуване в дадени конкретни условия. Много гени във видове, които имат общ произход, остават непроменени и, когато са мутирани, произвеждат подобни свойства.

По този начин откриването на спонтанни или предизвикани мутации в един вид дава основание за търсене на подобни мутации в сродни видове растения или животни.

Законът за хомоложните серии на наследствената променливост се използва успешно в развъдната практика. Работата по създаването на колекции от семена от сортове култивирани растения и техните диви предци, която започна с Н.И. Вавилов, продължава в момента. У нас колекцията включва повече от 320 хиляди екземпляра, принадлежащи към 1041 вида растения. Това включва диви видове, роднини на културни растения, стари местни сортове, всичко най-добро и ново, създадено през миналото напоследъкблагодарение на усилията на животновъди от цял ​​свят. От глобалния генофонд учените идентифицират генетични източници на икономически ценни признаци: продуктивност, ранна зрялост, устойчивост на болести и вредители, устойчивост на суша, устойчивост на полягане и др. Съвременните генетични методи позволяват да се постигнат много големи успехи в селекцията на растенията. По този начин използването на ценни гени на дивия етиопски ечемик направи възможно създаването на сорта пролетен ечемик Odessky 100, който е изключителен по производителност.

Въпроси за преглед и задачи

По какво домашните животни и културните растения се различават от дивите?

Какъв е предметът на подбор?

Какво е значението за селекцията на познаването на центровете на сродни културни растения!!

Какви центрове на произход на културните растения познавате?

Защо близкородствените видове показват подобни мутации?

Обяснете същността на закона за хомоложните серии на наследствената променливост N.I. Вавилова.