Izvanredan genetičar i uzgajivač Acad. N. I. Vavilov pokazao je da su najraznolikiji genotipovi kultiviranih biljaka u centrima svog podrijetla, gdje su njihovi preci sačuvani u divljini.

S tim u vezi, N. I. Vavilov i njegovi zaposlenici posjetili su ekspedicije na cijelom području bivšeg Sovjetskog Saveza i u mnogim stranim zemljama kako bi prikupili svjetsku kolekciju kultiviranih biljaka: u Iranu, Afganistanu, Sredozemlju, Etiopiji, Srednjoj Aziji, Japanu, Sjevernoj, Srednjoj i Južnoj Americi.

Centri podrijetla

Vavilov je utvrdio sedam glavnih centara podrijetla kultiviranih biljaka.

1. Južnoazijska (domovina riže, šećerne trske, banane, kokosove palme itd.).
2. Istočnoazijska (domovina prosa, heljde, kruške, jabuke, šljive, brojnih agruma).
3. Jugozapadna Azija (domovina obične pšenice, patuljaste pšenice, grašak, leća, konjski grah, pamuk).
4. Mediteranski (domovina maslina, repe, kupusa itd.).
5. Abesinijska (etiopska) (domovina durum pšenice, ječma, stabla kave).
6. Srednjoamerička (rodno mjesto kukuruza, američkog graha, bundeve, paprike, kakaa, američkog pamuka).
7. Južnoamerička (domovina krumpira, duhana, ananasa, kikirikija).

N. I. Vavilov prikupio je najveću kolekciju kultiviranih biljaka na svijetu, koju uzgajivači i danas koriste u svom praktičnom radu.

Dakle, P. P. Lukyanenko, dobro poznata sorta ozime pšenice Bezostaya-1, dobivena je kao rezultat hibridizacije argentinske pšenice korištene iz Vavilove kolekcije, križane s sortama uzgojenim na teritoriju naše zemlje.

Glavne metode koje uzgajivači koriste su odabir, hibridizacija, selekcija i edukacija. Hibridizacija se temelji na kombinacijskoj varijabilnosti. Zahvaljujući njemu, u jednom hibridnom organizmu moguće je kombinirati vrijedne osobine koje su postojale prije u različitim vrstama biljaka i pasmina životinja. Uzgajivači odabiru roditeljske parove, nakon čega slijedi odabir u potomstvu.

Tablica centara podrijetla kultiviranih biljaka prema N. I. Vavilov

Sjetite se iz udžbenika "Biljke. Bakterija. Gljive i lišaji ”i“ Životinje ”, u tu svrhu osoba uzgaja kultivirane biljke i uzgaja domaće životinje. Koja je glavna pokretačka snaga i materijal za stvaranje novih kultivara biljaka i pasmina domaćih životinja od strane ljudi?

Dugo je čovjek za svoje potrebe vodio ribolov na razne životinje i skupljao biljke. S povećanjem broja stanovnika Zemlje i širenjem njezine sjedeće prirode, priroda više nije mogla zadovoljiti potrebe ljudi u hrani, odjeći i drugim resursima. Čovjek se suočio s potrebom za namjernim uzgojem biljaka i uzgojem životinja koje su mu bile potrebne. Postepeno gomilanje informacija o tim drevnim zanimanjima čovječanstva dovelo je do dizajna selekcije (od latinskog. Odabir - selekcija, selekcija) - znanosti o metodama uzgoja biljnih vrsta i pasmina životinja s osobinama koje su čovjeku potrebne.

Podrijetlo kulturnih oblika organizama.  Prva faza selekcije bila je uzgoj divljih biljaka i pripitomljavanje divljih životinja. Započelo je prije 30-20 tisuća godina nasumičnim, očito, uzgojem divljih biljaka od strane naših dalekih predaka koje su rasle u blizini njihovih prebivališta.

Velika većina biljaka uzgajanih ljudima izvorno se uzgajala na područjima koja karakterizira bogata flora i razvijena poljoprivreda. Poklapali su se sa središtima najstarijih civilizacija Kine, Indije, Mezopotamije, Irana, Grčke, Rima, Egipta i Srednje Amerike (sl. 172).

Sl. 172. Centri podrijetla određenih kultiviranih biljaka i domaćih životinja

Veliki doprinos proučavanju podrijetla kultiviranih biljaka dao je domaći znanstvenik Nikolaj Ivanovič Vavilov (Sl. 171). Kao rezultat organiziranih ekspedicija širom svijeta, Vavilov i njegovo osoblje uspjeli su prikupiti kolekciju sjemena kultiviranih biljaka.

Sl. 171. Nikolaj Ivanovič Vavilov (1887. - 1943.)

Sl. 173. Kućna jabuka

Analizirajući ovaj materijal, došao je do zaključka da je područje najvećeg genetskog, a samim tim i sortnog raznolikosti određene vrste kultivirane biljke njeno središte.

Centri podrijetla domaćih životinja, kao i centri podrijetla uzgajanih biljaka, podudaraju se s centrima drevnih civilizacija. Ova područja uglavnom su određena staništima divljih predaka domaćih životinja (sl. 172).

Raznolikost i pasmina.  Uzgajivači rade s biljnim sortama i pasminama životinja. Sorta je skupina kultiviranih biljaka jedne vrste nastala kao rezultat selekcije, na primjer, stabla kućne jabuke (Sl. 173), koja posjeduje naslijeđene ekonomski vrijedne osobine.

Sorte uzgajanih biljaka dijele se na lokalne i uzgojne. Lokalne sorte dobivaju se kao rezultat produljene prirodne i umjetne selekcije u procesu uzgoja određenog usjeva. Uzgojne sorte (sl. 174) nastaju u istraživačkim institucijama primjenom metoda genetike i selekcije.

Sl. 174. Sorte stabala jabuka

Pasmina je skupina domaćih životinja iste vrste nastala kao rezultat uzgoja, na primjer, piletina, ovaca, svinja koje imaju naslijeđene ekonomski vrijedne osobine.

Razlikovati između primitivnih i tvorničkih pasmina domaćih životinja. Primitivne pasmine dobro su prilagođene lokalnim uvjetima, izdržljive su i imaju niske, ali stabilne osobine. Tvorničke pasmine uzgajaju se u posebnim uzgajalištima. Posjeduju posebno vrijedne kvalitete, visoku produktivnost i koriste se za dobivanje elitnih životinja (sl. 175).

Sl. 175. Pasmine konja

Dakle, sorta i pasmina su intraspecifične skupine koje umjetno stvara čovjek - populacija organizama koja posjeduju ekonomski vrijedne nasljedne osobine.

Značajke kulturnih oblika organizama.  Kućni ljubimci i kultivirane biljke na različite su načine izrazito različite od svojih divljih predaka. Prije svega, kulturni oblici organizama imaju značajno veću raznolikost nasljedne varijabilnosti od svojih matičnih vrsta. Takva raznolikost rezultat je stvaralačke uloge umjetnog odabira, koju ljudi provode kako bi sačuvali pojedince s osobinama koje ga zanimaju (sl. 177).

Sl. 177. Ilustracija stvaralačke uloge umjetnog odabira: razne sorte ruža razlikuju se bojom, oblikom i brojem latica vijenca; predak kultiviranih ruža - dogroza (u sredini) ima ružičastu boju vijenca i pet latica

Sl. 176. Pijetao pasmina Yokohama feniks

Često kulturni oblici organizama imaju znakove koji su za njih nepotrebni, pa čak i štetni, ali korisni za ljude. Na primjer, pijetlovi ukrasne pasmine Yokohama phoenix imaju repno perje duljine do 11 m. Takav bi znak sigurno spriječio pticu da živi u prirodnim uvjetima, ali kao nužnu (ukrasnu) osobu osigurao je umjetnim odabirom pri uzgoju ove pasmine (sl. 176) ,

Druga razlika između kulturnih oblika organizama je u tome što je njihova produktivnost u pravilu veća od produktivnosti njihovih divljih vrsta organizama. Na primjer, proizvodnja jaja pilića White Leghorn doseže 350 jaja godišnje, a njihovi preci, kokoši Banker, godišnje odlažu samo 18-20 jaja (Sl. 178). To znači da odabir kulturnih oblika organizama dovodi do stvaranja takvih biljnih sorti i pasmina životinja koje imaju svojstva koja su čovjeku potrebna i najproduktivnija su.

Sl. 178. Bijele kokoši nesnice (lijevo) i njihovi preci - bankarske kokoši (desno)

Materijalne vježbe

1. Objasnite što je odabir.
2. Koji su preduvjeti za uzgoj divljih biljaka i pripitomljavanje divljih životinja?
3. Recite nam o doprinosu N.I. Vavilov u istraživanju podrijetla kultiviranih biljaka.
4. Zašto se središta podrijetla kulturnih oblika organizama podudaraju s centrima najstarije civilizacije čovječanstva?
5. Što je sorta i pasmina?
6. Po čemu se kulturni oblici organizama razlikuju od njihovih divljih predaka?

Pomoću udžbenika o povijesti drevnog svijeta i zemljopisne karte otkrijte koja se središta podrijetla najvažnijih kultiviranih biljaka i domaćih životinja podudaraju s žarištima drevnih civilizacija.

Tijekom povijesti čovječanstvo je pripitomilo oko 3000 vrsta divljih biljaka pretvarajući ih u žitarice, mahunarke, voće, tehničke i ukrasne kulture. Postupak pripitomljavanja životinja nije bio tako uspješan, osoba je pripitomila samo oko 60 vrsta sisavaca, 12 vrsta ptica i manje od 10 vrsta riba i insekata.

Što je izvorni materijal raznovrsniji za uzgoj, veće su mogućnosti za uspješno stvaranje sorti i učinkovitiji rezultat selekcije. Ali gdje u prirodi tražiti tu raznolikost.

NI Kao rezultat brojnih ekspedicija, Vavilov i njegovi kolege proučavali su raznolikost i geografsku rasprostranjenost uzgajanih biljaka. Ekspedicije su pokrivale cjelokupni teritorij bivšeg Sovjetskog Saveza i mnoge strane zemlje: Iran, Afganistan, mediteranske zemlje, Etiopiju, Srednju Aziju, Japan, Sjevernu, Srednju i Južnu Ameriku itd.

Tijekom tih putovanja proučeno je oko 1600 vrsta kultiviranih biljaka. Tisuće uzoraka sjemena donijeto je s ekspedicija, koje su posijane u rasadnicima Sve-sindikalnog instituta za biljnu proizvodnju smještenih u različitim geografskim područjima bivšeg SSSR-a. Rad na proučavanju globalne raznolikosti kultiviranih biljaka traje i danas. Ove najvrjednije, stalno ažurirane jedinstvene zbirke služe kao materijal za oplemenjivački rad.

Kao rezultat proučavanja cijelog ovog kolosalnog materijala, N.I. Vavilov je uspostavio važne obrasce, pokazujući da nisu u svim geografskim područjima kultivirane biljke iste raznolikosti.

Različite kulture imaju svoja središta raznolikosti, u kojima je koncentriran najveći broj sorti, sorti i različita nasljedna odstupanja. Ta su središta raznolikosti također područja podrijetla sorti određene kulture. Većina centara poklapa se s drevnim centrima poljoprivrede. To uglavnom nisu ravna, već planinska područja.

Takvi centri raznolikosti N.I. Vavilov je isprva brojao 8. U kasnijim radovima razlikuje 7 glavnih središta.

Južnoazijski tropski centar.Tropska Indija, Indokina, Južna Kina, otoci jugoistočne Azije. Izuzetno bogato kultiviranim biljkama (oko polovine poznatih kultiviranih biljnih vrsta). Zavičaj riže, šećerne trske, mnogih biljaka i povrća.

Istočnoazijski centar. Srednja i istočna Kina, Japan, Tajvan, Koreja. Zavičaj soje, nekoliko vrsta prosoja, mnogo voća i povrća. Ovo središte također je bogato vrstama kultiviranih biljaka - oko 20% svjetske raznolikosti.

Jugozapadni azijski centar.  Mala Azija, Srednja Azija, Iran, Afganistan, sjeverozapad Indije. Zavičaj nekoliko oblika pšenice, raži, mnogo žitarica, mahunarki, grožđa, voća. Podigao je 14% svjetske kulturne flore.

Mediteranski centar.Zemlje smještene uz obale Sredozemnog mora. Ovo središte, u kojem su bile smještene najveće drevne civilizacije, davalo je oko 11% vrsta kultiviranih biljaka. Među njima su masline, mnoge krmne biljke (djetelina, leća), mnoge povrtlarske (kupus) i krmne kulture.

Abesinijski centar.Malo područje afričkog kontinenta (teritorij Etiopije) s vrlo osebujnom florom kultiviranih biljaka. Očito, vrlo drevno središte karakteristične poljoprivredne kulture. Rodno mjesto zrna sireka, jedna vrsta banane, biljka slanuta uljane repice, niz posebnih oblika pšenice i ječma.

Srednjoamerički centar.Južni meksiko Domovina kukuruza, pamuka, kakaa, brojnih bundeva, graha.

Andeovo (južnoameričko) središte.Uključuje dio područja Andskog grebena uz zapadnu obalu Južne Amerike. Zavičaj mnogih gomoljastih biljaka, uključujući krumpir, neke ljekovite biljke (kokainov grm, stablo hinina itd.).

Velika većina kultiviranih biljaka povezana je u svom podrijetlu s jednim ili više gore navedenih geografskih središta.

Centri podrijetla uzgajanih biljaka i domaćih životinja su ona područja na Zemlji gdje su određene biljke korisne za ljude nastale ili uzgajane i u kojima je koncentrirana njihova najveća genetska raznolikost. Prema tome, to su centri u kojima se, kako kažu, odvijalo pripitomljavanje životinja. Posebno je važno naglasiti da su se gotovo sve poznate kultivirane biljke i domaće životinje pojavile stotinama i tisućama godina prije naše ere. Možda su tek šećerna repa, hevea koja nosi gumu i stablo hinduista relativno nedavno postali kultivirane biljke.
Teoriju centara podrijetla uzgajanih biljaka razvio je izvanredni ruski znanstvenik akademik N. I. Vavilov na temelju svojih brojnih ekspedicija, koje su pokrivale cjelokupni teritorij Sovjetskog Saveza, kao i 60 zemalja u Aziji, Africi, Sjevernoj i Južnoj Americi. Tisuće uzoraka sjemena donijeto je s tih ekspedicija, koje su potom zasijane u rasadnicima Sveučilišnog instituta za biljnu proizvodnju i temeljito pregledane. Na istom je institutu sakupljena najveća svjetska kolekcija sjemenki žitarica koja je brojala 60 tisuća sorti; ova jedinstvena zbirka sačuvana je u Lenjingradu tijekom gladnih mjeseci blokade tijekom Drugog svjetskog rata. N. I. Vavilov vjerovao je da je ukupan broj vrsta kultiviranih biljaka, ne računajući ukrasne biljke, oko 1.500–1600. Štoviše, različite kulture imaju svoje centre raznolikosti, koji su obično centri njihova podrijetla, a koji se poklapaju s drevnim centrima poljoprivrede. N. I. Vavilov konačno je formulirao koncept centra podrijetla uzgojenih biljaka 1935. godine, kada je identificirao osam najvažnijih takvih središta (tablica 123 i slika 87).
Iako je u proteklih šest i pol desetljeća ova teorija, na temelju brojnih novih podataka, pretrpjela neke promjene i dopune (danas je uobičajeno razlikovati 7 glavnih središta - tropsko, istočnoazijsko, jugozapadnoazijsko, mediteransko, abesinsko, srednjoameričko i andsko), ipak glavna njegova načela nisu revidirana, čak ni oni znanstvenici koji predlažu povećanje broja takvih centara na 12. Vrlo je važno da nitko ne dovodi u pitanje početno stajalište teorije koja to povezuje i usredotočuje se ne samo na prirodnu florističku raznolikost određenih teritorija, već i na mjesto drevnih civilizacija.
Tablica 123


Mnogo je rada posvećeno otkrivanju povijesti pripitomljavanja divljih životinja (Sl. 88). Nadalje, žarišta pripitomljavanja ovih životinja, koje je predložio N. I. Vavilov, koji je identificirao pet glavnih takvih žarišta i sedam dodatnih, obično se također uzimaju kao osnova.

Uspjeh u oplemenjivanju uglavnom ovisi o genetskoj raznolikosti početne skupine biljaka ili životinja. U međuvremenu, genski fond postojećih pasmina životinja ili biljnih sorti prirodno je manje raznolik u usporedbi s genskim bazenom izvornih divljih vrsta.

Stoga je pri uzgoju novih sorti biljaka i pasmina životinja vrlo važno pretraživanje i prepoznavanje korisnih osobina divljih predaka. U cilju proučavanja raznolikosti i geografske rasprostranjenosti uzgajanih biljaka N.I. Vavilov je organizirao brojne ekspedicije, kako na području naše zemlje, tako i u mnoge strane zemlje. Tijekom tih ekspedicija prikupljen je ogroman sjemenski materijal koji je kasnije korišten za uzgojni rad. NI Vavilov je identificirao 7 centara podrijetla kultiviranih biljaka (tablica 4). Iznio je važne generalizacije koje su poslužile kao glavni doprinos teoriji odabira.

Ispitivanje nasljedne varijabilnosti u kultiviranim biljkama i njihovim precima omogućilo je N.I. Vavilova formulira zakon homolognih niza nasljednih varijacija: „Vrste i rodovi koji su genetski bliski karakterizirani su sličnim nizom nasljednih varijacija s takvom točnošću da je, znajući brojne oblike unutar jedne vrste, moguće predvidjeti prisutnost paralelnih oblika u drugim vrstama i rodovima. Što su rodovi i vrste bliže generičkom sustavu, to je potpunija sličnost u nizu njihove varijabilnosti. Cijele biljne obitelji općenito karakterizira određeni ciklus varijacija koji prolazi kroz sve rodove i vrste koji čine obitelj. "

Na primjer, obitelj žitarica N.I.

Vavilov je pokazao da se slične mutacije nalaze kod mnogih vrsta ove obitelji. Dakle, crno bojenje sjemena nalazi se u raži, pšenici, ječmu, kukuruzu i nekim drugim biljkama, s izuzetkom ovsa, prosa i pšenične trave, izduženog oblika zrna - kod svih ispitivanih vrsta. Kod životinja se također primjećuju slične mutacije: albinizam i odsutnost dlake kod sisavaca,

albinizam i odsutnost perja kod ptica, kratki ubod kod goveda, ovaca, pasa, ptica. Kod nekih životinja zabilježene su neke nasljedne bolesti i deformacije kod ljudi. Životinje s takvim bolestima koriste se kao model za proučavanje sličnih nedostataka u ljudi. Na primjer, katarakta oka pojavljuje se kod miševa, štakora, pasa, konja; hemofilija - kod miševa i mačaka; dijabetes kod štakora; prirođena gluhoća - kod zamoraca, miševa, pasa itd. Činjenica da se slični, nasljedno uzrokovani nedostaci nalaze kod predstavnika različitih vrsta iste klase - klase sisavaca - uvjerljivo potvrđuje zakon homolognih niza nasljedne varijabilnosti N.I. Vavilov. Pojava sličnih mutacija objašnjava se zajedničkim podrijetlom genotipova. U procesu nastanka novih vrsta od jednog zajedničkog pretka, razlike među njima utvrđuju se samo u pogledu gena koji određuju uspješno postojanje u tim specifičnim uvjetima. Mnogi geni u vrstama zajedničkog podrijetla ostaju nepromijenjeni i daju mutaciju slične mutacije.

Otkrivanje spontanih ili induciranih mutacija kod jedne vrste pruža osnovu za potragu za sličnim mutacijama u srodnim biljnim ili životinjskim vrstama.

Zakon homolognih niza nasljednih varijacija uspješno se koristi u uzgojnoj praksi. Rad na stvaranju kolekcija sjemena kultiviranih sorti biljaka i njihovih divljih predaka, čiji je početak postavio N.I. Vavilov trenutno traje. U našoj zemlji zbirka obuhvaća više od 320 tisuća uzoraka koji se odnose na 1041 vrstu biljaka. To uključuje divlje vrste, rodbinu uzgajanih biljaka, stare lokalne sorte, sve najbolje i novo što je nastalo u posljednje vrijeme naporima uzgajivača iz cijelog svijeta. Od globalnog genskog fonda, znanstvenici razlikuju genetske izvore ekonomski vrijednih osobina: produktivnost, rana zrelost, otpornost na bolesti i štetočine, otpornost na sušu, otpornost na stambeno zbrinjavanje itd. Suvremene genetske metode omogućuju postizanje vrlo velikih uspjeha u uzgoju biljaka. Stoga je upotreba vrijednih gena iz divljeg etiopskog ječma omogućila stvaranje Odessa 100, izvanredne proljetne sorte ječma.

Pitanja za ponavljanje n zadataka

Koja je razlika između odomapush drugih životinja i kultiviranih biljaka od divljih?

Što je predmet odabira?

Kakav je značaj za uzgoj poznavanje centara primarno kultiviranih biljaka !!

Koje podrijetle kultiviranih biljaka poznajete?

Zašto usko povezane vrste pokazuju slične mutacije?

Navedite suštinu zakona homolognih niza nasljednih varijacija N. N. Vavilov.