Généticien et académicien éleveur hors pair. N.I. Vavilov a montré que les génotypes les plus divers plantes cultivées sont situés dans les centres de leur origine, où leurs ancêtres ont été conservés à l'état sauvage.

À cet égard, pour rassembler la collection mondiale de plantes cultivées, N.I. Vavilov et ses collaborateurs ont effectué des expéditions sur tout le territoire de l'ancien Union soviétique et dans de nombreux pays étrangers : Iran, Afghanistan, Méditerranée, Éthiopie, Asie centrale, Japon, Amérique du Nord, Centrale et du Sud.

Centres d'origine

Vavilov a identifié sept principaux centres d'origine des plantes cultivées.

1. Asie du Sud (patrie du riz, de la canne à sucre, de la banane, cocotier et etc.).
2. Asie de l'Est (patrie du mil, du sarrasin, de la poire, de la pomme, de la prune et de nombreux agrumes).
3. Asie du Sud-Ouest (patrie du blé tendre, du blé nain, des pois, des lentilles, des fèves, du coton).
4. Méditerranéenne (patrie des olives, des betteraves, des choux, etc.).
5. Abyssin (Éthiopien) (patrie du blé dur, de l'orge, du caféier).
6. Amérique centrale (patrie du maïs, des haricots américains, des citrouilles, des poivrons, du cacao, du coton américain).
7. Amérique du Sud (patrie de la pomme de terre, du tabac, de l'ananas, des cacahuètes).

N.I. Vavilov a rassemblé la plus grande collection de plantes cultivées au monde, qui est encore utilisée par les sélectionneurs dans leurs travaux pratiques.

Ainsi, la célèbre variété de blé d'hiver Bezostaya-1 a été obtenue par P.P. Lukyanenko à la suite de l'hybridation du blé argentin utilisé de la collection de Vavilov, croisé avec des variétés sélectionnées dans notre pays.

Les principales méthodes utilisées par les sélectionneurs sont la sélection, l'hybridation, la sélection et l'élevage. L'hybridation repose sur la variabilité combinatoire. Grâce à cela, il est possible de combiner dans un seul organisme hybride des caractéristiques précieuses qui existaient auparavant dans différentes variétés plantes et races animales. Les éleveurs sélectionnent couples de parents avec sélection ultérieure dans leur progéniture.

Tableau des centres d'origine des plantes cultivées selon N.I.

Rappelez-vous des manuels « Plantes. Bactéries. Champignons et lichens » et « Animaux », dans quel but une personne cultive-t-elle des plantes cultivées et élève-t-elle des animaux domestiques. Qu'est-ce qui sert de principal force motrice et du matériel permettant à l'homme de créer de nouvelles variétés de plantes cultivées et de nouvelles races d'animaux domestiques ?

Pendant longtemps, les gens ont chassé divers animaux et collecté des plantes pour leurs besoins. Avec l'augmentation de la population terrestre et l'expansion de son peuplement, la nature n'était plus en mesure de satisfaire les besoins des hommes en matière de nourriture, de vêtements et d'autres ressources. L’homme était confronté à la nécessité de cultiver des plantes et d’élever les animaux dont il avait besoin. L'accumulation progressive d'informations sur ces anciennes activités de l'humanité a conduit à la formation de la sélection (du latin sélection - choix, sélection) - la science des méthodes de sélection de variétés végétales et de races animales avec nécessaire à une personne panneaux.

Origine formes culturelles organismes. La première étape de la sélection était la culture de plantes sauvages et la domestication des animaux sauvages. Cela a commencé il y a environ 30 000 à 20 000 ans avec la culture apparemment accidentelle par nos lointains ancêtres de plantes sauvages qui poussaient à proximité de leurs habitations.

La grande majorité des plantes cultivées par l’homme l’étaient à l’origine dans des zones caractérisées par une flore riche et une agriculture développée. Ils ont coïncidé avec les foyers civilisations anciennes Chine, Inde, Mésopotamie, Iran, Grèce, Rome, Égypte et Amérique centrale (Fig. 172).

Riz. 172. Centres d'origine de certaines plantes cultivées et animaux domestiques

Une grande contribution à l'étude de l'origine des plantes cultivées a été apportée par le Russe le scientifique Nikolaï Ivanovitch Vavilov (Fig. 171). Grâce à des expéditions organisées à travers le monde, Vavilov et ses collègues ont réussi à collecter une collection de graines de plantes cultivées.

Riz. 171. Nikolaï Ivanovitch Vavilov (1887 - 1943)

Riz. 173. Pommier fait maison

Après avoir analysé ce matériel, il est arrivé à la conclusion que la zone de plus grande diversité génétique, et donc variétale, d'un type particulier de plante cultivée est son centre d'origine.

Les centres d'origine des animaux domestiques, ainsi que les centres d'origine des plantes cultivées, coïncident avec les centres des civilisations anciennes. Ces zones sont principalement déterminées par les habitats des ancêtres sauvages des animaux domestiques (Fig. 172).

Variété et race. Les sélectionneurs de plantes travaillent avec des variétés végétales et des races animales. Une variété est un groupe de plantes cultivées de la même espèce, créées à la suite d'une sélection, par exemple un pommier domestique (Fig. 173), possédant des traits économiquement précieux et hérités.

Les variétés de plantes cultivées sont divisées en locales et sélectives. Les variétés locales sont obtenues à la suite d'une sélection naturelle et artificielle à long terme au cours du processus de culture d'une culture particulière. Les variétés sélectionnées (Fig. 174) sont créées dans des instituts de recherche en utilisant la génétique et des méthodes de sélection.

Riz. 174. Variétés de pommiers

Une race est un groupe d'animaux de ferme de la même espèce, créés à la suite d'une sélection, par exemple du poulet, du mouton, du porc, qui possèdent des caractéristiques économiquement précieuses et héritées.

Il existe des races primitives et industrielles d'animaux domestiques. Les races primitives sont bien adaptées aux conditions locales, robustes et caractérisées par des qualités faibles mais stables. Les races d'usine sont élevées dans des fermes d'élevage spéciales. Ils ont un spécial qualités précieuses, à productivité élevée et sont utilisés pour produire des animaux d'élite (Fig. 175).

Riz. 175. Races de chevaux

Ainsi, une variété et une race sont des groupements intraspécifiques créés artificiellement par l'homme - des populations d'organismes possédant des traits hérités économiquement précieux.

Caractéristiques des formes culturelles d'organismes. Les animaux domestiques et les plantes cultivées diffèrent fortement par un certain nombre de caractéristiques de leurs ancêtres sauvages. Tout d’abord, les formes culturelles d’organismes présentent une variété de variabilité héréditaire nettement plus grande que leurs espèces ancestrales. Une telle diversité est le résultat du rôle créateur de la sélection artificielle exercée par l'homme pour préserver les individus présentant des traits qui l'intéressent (Fig. 177).

Riz. 177. Illustration du rôle créatif de la sélection artificielle : diverses variétés les roses se distinguent par la couleur, la forme et le nombre de pétales de corolle ; l'ancêtre des roses cultivées - l'églantier (au centre) a une corolle rose et cinq pétales

Riz. 176. Coq Phénix de Yokohama

Souvent, les formes culturelles d'organismes présentent des caractéristiques qui leur sont inutiles, voire nuisibles, mais qui sont utiles pour l'homme. Par exemple, les coqs race décorative Le phénix de Yokohama a des plumes de queue atteignant 11 m de long. Une telle caractéristique empêcherait certainement l'oiseau de vivre dans des conditions naturelles, mais en tant que personne nécessaire (décorative), elle a été fixée par sélection artificielle lors de l'élevage de cette race (Fig. 176).

Une autre différence entre les formes d'organismes cultivés est que leur productivité est généralement supérieure à celle des espèces d'organismes sauvages apparentées. Par exemple, la production d'œufs des poules White Leghorn atteint 350 œufs par an, et leurs ancêtres, les poules de banque, ne pondent que 18 à 20 œufs par an (Fig. 178). Cela signifie que la sélection de formes culturelles d'organismes conduit à la création de variétés végétales et de races animales présentant les caractéristiques nécessaires à l'homme et la plus grande productivité.

Riz. 178. Poulets de la race pondeuse White Leghorn (à gauche) et leurs ancêtres - poulets de banquier (à droite)

Exercices basés sur la matière abordée

1. Expliquez ce qu'est la sélection.
2. Quelles sont les conditions préalables à la domestication humaine des plantes sauvages et à la domestication des animaux sauvages ?
3. Parlez-nous de la contribution de N.I. Vavilov dans l'étude de l'origine des plantes cultivées.
4. Pourquoi les centres d'origine des formes culturelles des organismes coïncident-ils avec les centres des civilisations les plus anciennes de l'humanité ?
5. Qu'est-ce que la variété et la race ?
6. En quoi les formes cultivées d’organismes diffèrent-elles de leurs ancêtres sauvages ?

Utiliser des livres d'histoire Ancien monde Et carte géographique, découvrez avec quelles civilisations anciennes coïncident les centres d'origine des plantes cultivées et des animaux domestiques les plus importants.

Au cours de son histoire, l'humanité a domestiqué environ 3 000 espèces de plantes sauvages, les transformant en céréales, légumineuses, fruits, plantes industrielles et cultures ornementales. Le processus de domestication des animaux n'a pas été aussi réussi : les humains n'ont domestiqué qu'environ 60 espèces de mammifères, 12 espèces d'oiseaux et moins de 10 espèces de poissons et d'insectes.

Plus le matériel source utilisé pour la sélection est diversifié, plus il offre de possibilités de création réussie de variétés et plus les résultats de la sélection seront efficaces. Mais où dans la nature chercher cette diversité ?

N.I. Vavilov et ses collègues, à la suite de nombreuses expéditions, ont étudié la diversité et la répartition géographique des plantes cultivées. Les expéditions ont couvert l'ensemble du territoire de l'ex-Union soviétique et de nombreux pays étrangers : Iran, Afghanistan, pays méditerranéens, Éthiopie, Asie centrale, Japon, Amérique du Nord, Centrale et du Sud, etc.

Lors de ces voyages, environ 1 600 espèces de plantes cultivées ont été étudiées. Des milliers d'échantillons de graines ont été apportés des expéditions, qui ont été semées dans les pépinières du All-Union Institute of Plant Growing, situées dans différentes zones géographiques. ex-URSS. Les travaux d'étude de la diversité mondiale des plantes cultivées se poursuivent à ce jour. Ces précieuses collections uniques, constamment renouvelées, servent de matériau à travail d'élevage.

Après avoir étudié tout ce matériel colossal, N.I. Vavilov a établi des modèles importants, montrant que toutes les zones géographiques n'ont pas la même diversité de plantes cultivées.

Pour différentes cultures il y a leurs propres centres de diversité, où le plus grand nombre variétés, variétés, diverses déviations héréditaires. Ces centres de diversité sont aussi les zones d'origine des variétés d'une culture donnée. La plupart des centres coïncident avec d’anciens centres agricoles. Il ne s’agit pour la plupart pas de zones plates mais montagneuses.

De tels centres de diversité N.I. Vavilov en a d'abord compté 8. Dans des travaux ultérieurs, il distingue 7 centres principaux.

Centre tropical sud-asiatique. Inde tropicale, Indochine, Chine du Sud, îles d’Asie du Sud-Est. Exceptionnellement riche en plantes cultivées (environ la moitié espèce connue plantes cultivées). Patrie du riz, de la canne à sucre, de nombreuses plantes fruitières et potagères.

Centre d'Asie de l'Est. Chine centrale et orientale, Japon, île de Taiwan, Corée. Patrie du soja, de plusieurs types de mil et de nombreuses cultures fruitières et maraîchères. Ce centre est également riche en espèces de plantes cultivées – environ 20 % de la diversité mondiale.

Centre de l'Asie du Sud-Ouest. Asie Mineure, Asie centrale, Iran, Afghanistan, Inde du Nord-Ouest. Patrie de plusieurs formes de blé, de seigle, de nombreuses céréales, légumineuses, raisins et fruits. 14 % de la flore culturelle mondiale y est originaire.

Centre méditerranéen. Pays situés le long des rives de la mer Méditerranée. Ce centre, où se trouvaient les plus grandes civilisations anciennes, produisait environ 11 % des espèces végétales cultivées. Parmi eux se trouvent des olives, beaucoup plantes fourragères(trèfle, lentilles), de nombreux légumes (chou) et cultures fourragères.

Centre abyssin. Une petite région du continent africain (territoire éthiopien) avec une flore de plantes cultivées tout à fait unique. Il s’agit évidemment d’un centre très ancien de culture agricole originale. Patrie du sorgho en grains, d'un type de banane, du pois chiche oléagineux et d'un certain nombre de formes spéciales de blé et d'orge.

Centre centraméricain. Sud du Mexique. Le berceau du maïs, du coton, du cacao, de nombreuses citrouilles et des haricots.

Centre andin (sud-américain). Comprend une partie de la région andine chaîne de montagnes le long de la côte ouest de l’Amérique du Sud. Patrie de nombreuses plantes tubéreuses, dont les pommes de terre, certaines plantes médicinales(cocaïer, quinquina, etc.).

La grande majorité des plantes cultivées sont associées dans leur origine à un ou plusieurs des centres géographiques énumérés ci-dessus.

Les centres d'origine des plantes cultivées et des animaux domestiques sont les zones de la Terre où sont apparus ou ont été cultivés certains types de plantes utiles à l'homme et où se concentre leur plus grande diversité génétique. Ce sont donc les centres où, comme on dit, la domestication des animaux a eu lieu. Il est particulièrement important de souligner que presque toutes les plantes cultivées et les animaux domestiques actuellement connus sont apparus des centaines et des milliers d’années avant JC. Peut-être que seules la betterave sucrière, l'hévéa et le quinquina sont devenues des plantes cultivées relativement récemment.
La théorie des centres d'origine des plantes cultivées a été développée par l'éminent scientifique russe N.I. Vavilov sur la base de ses nombreuses expéditions, qui ont couvert l'ensemble du territoire de l'Union soviétique, ainsi que 60 pays d'Asie, d'Afrique, du Nord et du Sud. Amérique. De ces expéditions, des milliers d'échantillons de graines ont été apportés, qui ont ensuite été semés dans les pépinières du All-Union Institute of Plant Growing et soigneusement examinés. La plus grande collection mondiale de graines de céréales, comptant 60 000 variétés, a été collectée dans le même institut ; cette collection unique a été conservée à Léningrad pendant les mois affamés du siège du Grand Guerre patriotique. N.I. Vavilov croyait que nombre total il y a environ 1 500 à 1 600 espèces de plantes cultivées, sans compter les plantes ornementales. Dans le même temps, les différentes cultures ont leurs propres centres de diversité, qui sont généralement les centres de leur origine, coïncidant avec les anciens centres agricoles. N. I. Vavilov a finalement formulé le concept de centre d'origine des plantes cultivées en 1935, lorsqu'il a identifié huit de ces centres les plus importants (tableau 123 et figure 87).
Bien qu'au cours des six dernières décennies, cette théorie, sur la base de nombreuses nouvelles données, ait été soumise à quelques changements et ajouts (il est désormais d'usage de distinguer 7 centres principaux - Tropical, Asie de l'Est, Asie du Sud-Ouest, Méditerranée, Abyssinie, Centre-Américaine et Andine), ses principaux principes n'ont pas été révisés, même par les scientifiques qui proposent d'augmenter le nombre de ces centres à 12. Il est très important que personne ne remette en question le point de départ de la théorie, ce qui relie ces centres non seulement à la diversité floristique naturelle de certains territoires, mais aussi à l'implantation d'anciennes civilisations.
Tableau 123


De nombreux travaux sont consacrés à l'identification de l'histoire de la domestication des animaux sauvages (Fig. 88). Dans le même temps, les foyers de domestication de ces animaux proposés par N.I. Vavilov, qui ont identifié cinq foyers principaux et sept autres, sont également généralement pris comme base.

Le succès du travail de sélection dépend principalement de la diversité génétique du groupe de plantes ou d’animaux d’origine. Parallèlement, le pool génétique des races animales ou des variétés végétales existantes est naturellement moins diversifié que le pool génétique des espèces sauvages d’origine.

Par conséquent, lors du développement de nouvelles variétés de plantes et de races animales, la recherche et l’identification de caractères utiles chez les ancêtres sauvages sont très importantes. Afin d'étudier la diversité et la répartition géographique des plantes cultivées, N.I. Vavilov a organisé de nombreuses expéditions tant sur le territoire de notre pays que dans de nombreux pays étrangers. Au cours de ces expéditions, d'énormes graines ont été collectées, qui ont ensuite été utilisées pour des travaux de sélection. N.I. Vavilov a identifié 7 centres d'origine des plantes cultivées (tableau 4). Il a fait d’importantes généralisations qui ont constitué une contribution majeure à la théorie de la sélection.

L'étude de la variabilité héréditaire des plantes cultivées et de leurs ancêtres a permis à N.I. Vavilov va formuler la loi série homologue variabilité héréditaire : « Les espèces et les genres génétiquement proches sont caractérisés par des séries similaires de variabilité héréditaire avec une telle régularité que, connaissant la série de formes au sein d'une espèce, on peut prédire la présence de formes parallèles dans d'autres espèces et genres. Plus les genres et les espèces sont génétiquement situés dans le système général, plus la similitude dans la série de leur variabilité est complète. Des familles entières de plantes sont généralement caractérisées par un certain cycle de variabilité traversant tous les genres et espèces qui composent la famille.

En prenant l'exemple de la famille des céréales N.I.

Vavilov a montré que des mutations similaires se retrouvent chez un certain nombre d'espèces de cette famille. Ainsi, la couleur noire des graines se retrouve dans le seigle, le blé, l'orge, le maïs et un certain nombre d'autres plantes, à l'exception de l'avoine, du millet et de l'agropyre, et une forme de grain allongée se retrouve chez toutes les espèces étudiées. Des mutations similaires sont également observées chez les animaux : albinisme et manque de fourrure chez les mammifères,

albinisme et manque de plumes chez les oiseaux, épines à doigts courts chez les bovins, les moutons, les chiens et les oiseaux. Certaines maladies et malformations héréditaires constatées chez l’homme sont également constatées chez certains animaux. Les animaux atteints de telles maladies sont utilisés comme modèles pour étudier des défauts similaires chez les humains. Par exemple, les cataractes oculaires surviennent chez les souris, les rats, les chiens et les chevaux ; hémophilie - chez les souris et les chats ; diabète - chez un rat ; surdité congénitale - chez les cobayes, les souris, les chiens, etc. Le fait que des troubles de la vie similaires, déterminés héréditairement, surviennent parmi les représentants différents types de la même classe - la classe des mammifères - confirme de manière convaincante la loi des séries homologiques de variabilité héréditaire N.I. Vavilova. L'apparition de mutations similaires s'explique par l'origine commune des génotypes. Dans le processus d'émergence de nouvelles espèces à partir d'un ancêtre commun, les différences entre elles ne s'établissent que dans une partie des gènes qui déterminent l'existence réussie dans des conditions spécifiques données. De nombreux gènes d’espèces ayant une origine commune restent inchangés et, lorsqu’ils sont mutés, produisent des propriétés similaires.

Ainsi, la découverte de mutations spontanées ou induites chez une espèce donne lieu à la recherche de mutations similaires chez des espèces végétales ou animales apparentées.

La loi des séries homologiques de variabilité héréditaire est utilisée avec succès dans la pratique de la sélection. Les travaux de création de collections de semences de variétés de plantes cultivées et de leurs ancêtres sauvages, entamés avec N.I. Vavilov, est actuellement en cours. Dans notre pays, la collection comprend plus de 320 000 spécimens appartenant à 1 041 espèces végétales. Ceci comprend espèce sauvage, apparentées aux plantes cultivées, aux anciennes variétés locales, à tout ce qu'il y a de meilleur et de nouveau qui a été créé au fil du temps. Dernièrement grâce aux efforts d'éleveurs du monde entier. À partir du pool génétique mondial, les scientifiques identifient des sources génétiques de caractères économiquement précieux : productivité, maturité précoce, résistance aux maladies et aux ravageurs, résistance à la sécheresse, résistance à la verse, etc. Les méthodes génétiques modernes permettent d'obtenir de très grands succès en matière de sélection végétale. Ainsi, l'utilisation de gènes précieux d'orge sauvage éthiopienne a permis de créer la variété d'orge de printemps Odessky 100, exceptionnelle en termes de productivité.

Questions de révision et de devoirs

En quoi les animaux domestiques et les plantes cultivées diffèrent-ils des animaux sauvages ?

Quel est le sujet de la sélection ?

Quelle est l'importance pour la sélection de la connaissance des centres de plantes cultivées apparentées !!

Quels centres d’origine des plantes cultivées connaissez-vous ?

Pourquoi des espèces étroitement apparentées présentent-elles des mutations similaires ?

Expliquer l'essence de la loi des séries homologiques de variabilité héréditaire N.I. Vavilova.