Izcils ģenētiķis un Acad selekcionārs. N. I. Vavilovs parādīja, ka daudzveidīgākie kultivēto augu genotipi ir to izcelsmes centros, kur viņu senči tika saglabāti savvaļā.

Šajā sakarā N. I. Vavilovs un viņa darbinieki apmeklēja ekspedīcijas visā bijušās Padomju Savienības teritorijā un daudzās ārvalstīs, lai savāktu kultivēto augu pasaules kolekciju: Irānā, Afganistānā, Vidusjūrā, Etiopijā, Centrālāzijā, Japānā, ziemeļos, centrālajā daļā un Dienvidamerika.

Izcelsmes centri

Vavilovs secināja septiņus galvenos kultivēto augu izcelsmes centrus.

1. Dienvidāzija (rīsu, cukurniedru, banānu, kokosriekstu palmu utt. Dzimtene).
2. Austrumāzijas valstis (prosa, griķu, bumbieru, ābolu, plūmju, daudzu citrusaugļu dzimtene).
3. Āzijas dienvidrietumi (parasto kviešu, punduru kviešu, zirņu, lēcu, zirga pupiņu, kokvilnas dzimtene).
4. Vidusjūra (olīvu, biešu, kāpostu utt. Dzimtene).
5. Abesīnijas (Etiopijas) (cieto kviešu, miežu, kafijas koka dzimtene).
6. Centrālamerika (dzimtene kukurūzai, amerikāņu pupiņām, ķirbjiem, paprikai, kakao, amerikāņu kokvilnai).
7. Dienvidamerika (kartupeļu, tabakas, ananāsu, zemesriekstu dzimtene).

N. I. Vavilovs savāca lielāko kultivēto augu kolekciju pasaulē, kuru selekcionāri joprojām izmanto savā praktiskajā darbā.

Tātad P. P. Lukjaņenko, labi pazīstama ziemas kviešu šķirne Bezostaya-1, tika iegūta, hibridizējot argentīniešu kviešus, ko izmanto no Vavilova kolekcijas, sakrustojot ar šķirnēm, kas audzētas mūsu valsts teritorijā.

Galvenās selekcionāru izmantotās metodes ir atlase, hibridizācija, atlase un izglītība. Hibridizācijas pamatā ir kombinēta mainība. Pateicoties tam, vienā hibrīda organismā ir iespējams apvienot vērtīgās iezīmes, kas iepriekš pastāvēja dažādu augu un dzīvnieku šķirņu šķirnēs. Selekcionāri izvēlas vecāku pārus, kam seko atlase viņu pēcnācējos.

Kultivēto augu izcelsmes centru tabula pēc N. I. Vavilova

Atcerieties no mācību grāmatām “Augi. Baktērijas. Sēnes un ķērpji ”un“ Dzīvnieki ”, šim nolūkam cilvēks audzē kultivētus augus un audzē mājas dzīvniekus. Kāds ir galvenais virzītājspēks un materiāls, lai cilvēki izveidotu jaunas augu un mājdzīvnieku šķirnes?

Ilgu laiku cilvēks savām vajadzībām veica dažādu dzīvnieku makšķerēšanu un augu savākšanu. Palielinoties Zemes populācijai un paplašinoties tās mazkustīgajai dabai, daba vairs nespēja apmierināt cilvēku vajadzības pēc pārtikas, apģērba un citiem resursiem. Vīrietis saskārās ar nepieciešamību mērķtiecīgi audzēt augus un audzēt viņam nepieciešamos dzīvniekus. Pakāpeniska informācijas uzkrāšana par šīm senajām cilvēces profesijām noveda pie atlases (no latīņu valodas. Atlase - atlase, atlase) izstrādes - zinātnes par augu šķirņu un dzīvnieku šķirņu selekcijas metodēm ar personai nepieciešamajām īpašībām.

Organismu kultūras formu izcelsme. Pirmais atlases posms bija savvaļas augu audzēšana un savvaļas dzīvnieku mājināšana. Tas sākās apmēram pirms 30 - 20 tūkstošiem gadu ar nejaušu savvaļas augu, kas, acīmredzami, audzēšanu savvaļas augiem, kas auga viņu mājokļu tuvumā.

Lielākā daļa cilvēku kultivēto augu sākotnēji tika kultivēti apgabalos, kuriem raksturīga bagāta flora un attīstīta lauksaimniecība. Tie sakrita ar Ķīnas, Indijas, Mesopotāmijas, Irānas, Grieķijas, Romas, Ēģiptes un Centrālamerikas seno civilizāciju centriem (172. att.).

Att. 172. Dažu kultivētu augu un mājas dzīvnieku izcelsmes centri

Lielu ieguldījumu kultivēto augu izcelsmes izpētē sniedza pašmāju zinātnieks Nikolajs Ivanovičs Vavilovs (171. att.). Organizēto ekspedīciju rezultātā visā pasaulē Vavilovam un viņa darbiniekiem izdevās savākt kultivēto augu sēklu kolekciju.

Att. 171. Nikolajs Ivanovičs Vavilovs (1887. - 1943. g.)

Att. 173. Mājas ābele

Pēc šī materiāla analīzes viņš secināja, ka konkrētā kultivētā auga veida ģenētiskā un līdz ar to daudzveidīgā daudzveidība ir tā izcelsmes centrs.

Mājas dzīvnieku izcelsmes centri, kā arī kultivēto augu izcelsmes centri sakrīt ar seno civilizāciju centriem. Šīs teritorijas galvenokārt nosaka savvaļas mājas dzīvnieku senču dzīvotnes (172. att.).

Šķirne un šķirne.  Selekcionāri strādā ar augu šķirnēm un dzīvnieku šķirnēm. Šķirne ir vienas sugas kultivētu augu grupa, kas izveidota selekcijas rezultātā, piemēram, mājas ābele (173. att.), Kurai piemīt iedzimtas ekonomiski vērtīgas iezīmes.

Kultivēto augu šķirnes iedala vietējās un selekcionārajās. Vietējās šķirnes iegūst ilgstošas \u200b\u200bdabiskās un mākslīgās selekcijas rezultātā noteiktas kultūras audzēšanas procesā. Vaislas šķirnes (174. att.) Tiek izveidotas pētniecības iestādēs, izmantojot ģenētikas un selekcijas metodes.

Att. 174. Ābeļu šķirnes

Šķirne ir vienas sugas lauksaimniecības dzīvnieku grupa, kas izveidota vaislas rezultātā, piemēram, vistas, aitas, cūkas, kurām piemīt iedzimtas ekonomiski vērtīgas iezīmes.

Atšķirt primitīvas un rūpnieciskas mājas dzīvnieku šķirnes. Primitīvās šķirnes ir labi pielāgotas vietējiem apstākļiem, ir izturīgas un tām ir zemas, bet stabilas īpašības. Rūpnīcas šķirnes tiek audzētas īpašās selekcijas saimniecībās. Viņiem ir īpaši vērtīgas īpašības, augsta produktivitāte un tos izmanto elitāru dzīvnieku iegūšanai (175. att.).

Att. 175. Zirgu šķirnes

Tātad šķirne un šķirne ir intraspecifiskas grupas, kuras mākslīgi radījuši cilvēki - organismu populācijas, kurām piemīt ekonomiski vērtīgas iedzimtas iezīmes.

Organismu kultūras formu iezīmes.  Mājdzīvnieki un kultivētie augi vairākos veidos krasi atšķiras no to savvaļas senčiem. Pirmkārt, organismu kultūras formām ir ievērojami lielāka iedzimtā mainīguma dažādība nekā to vecāku sugām. Šāda dažādība ir mākslīgās atlases radošās lomas rezultāts, ko veic persona, lai saglabātu indivīdus ar viņu interesējošām iezīmēm (177. att.).

Att. 177. Mākslīgās atlases radošās lomas ilustrācija: dažādas rožu šķirnes izšķir pēc krāsas, formas un vainagu ziedlapu skaita; kultivēto rožu sencis - dogrose (centrā) ir rožaina rožu krāsa un piecas ziedlapiņas

Att. 176. Gaiļa šķirne Yokohama phoenix

Bieži vien organismu kultūras formās ir pazīmes, kas viņiem ir nevajadzīgas un pat kaitīgas, bet labvēlīgas cilvēkiem. Piemēram, dekoratīvās šķirnes Yokohama phoenix kukaiņiem ir astes spalvas līdz 11 m garumā.Šāda zīme noteikti neļautu putnam dzīvot dabiskos apstākļos, bet kā nepieciešamu (dekoratīvu) cilvēku šīs šķirnes selekcijas laikā nodrošināja mākslīgā atlase (176. att.). .

Vēl viena atšķirība starp organismu kultūras formām ir tā, ka to produktivitāte, kā likums, ir augstāka nekā to savvaļas organismu sugām. Piemēram, balto leghornu cāļu olu ražošana gadā sasniedz 350 olas, un viņu senči, Bankera vistas, gadā dēj tikai 18-20 olas (178. att.). Tas nozīmē, ka, izvēloties organismu kultūras formas, tiek izveidotas tādas augu šķirnes un dzīvnieku šķirnes, kurām piemīt īpašības, kas cilvēkam vajadzīgas un ir visproduktīvākās.

Att. 178. Balto leghornu olu dējējvistas (pa kreisi) un viņu senči - Banku vistas (pa labi)

Materiālie vingrinājumi

1. Paskaidrojiet, kas ir atlase.
2. Kādi ir priekšnoteikumi savvaļas augu kultivēšanai un savvaļas dzīvnieku pieradināšanai mājās?
3. Pastāstiet mums par N.I. Vavilovs kultivēto augu izcelsmes izpētē.
4. Kāpēc organismu kultūras formu izcelsmes centri sakrīt ar senāko cilvēces civilizāciju centriem?
5. Kas ir šķirne un šķirne?
6. Kā organismu kultūras formas atšķiras no to savvaļas senčiem?

Izmantojot mācību grāmatas par Senās pasaules vēsturi un ģeogrāfisko karti, noskaidrojiet, kuri vissvarīgāko kultivēto augu un mājas dzīvnieku izcelsmes centri sakrīt ar kuru seno civilizāciju perēkļiem.

Savas vēstures laikā cilvēce ir pieradinājusi apmēram 3000 savvaļas augu sugu, pārvēršot tos labībā, pākšaugos, augļos, tehniskajās un dekoratīvajās kultūrās. Dzīvnieku pieradināšanas process nebija tik veiksmīgs, cilvēks pieradināja tikai apmēram 60 zīdītāju sugas, 12 putnu sugas un mazāk nekā 10 zivju un kukaiņu sugas.

Jo daudzveidīgāks izejmateriāls tiek izmantots selekcijā, jo lielākas iespējas tas nodrošina veiksmīgai šķirņu izveidošanai un efektīvāki atlases rezultāti. Bet kur dabā meklēt šo dažādību.

N.I. Daudzu ekspedīciju rezultātā Vavilovs un viņa kolēģi pētīja kultivēto augu daudzveidību un ģeogrāfisko izplatību. Ekspedīcijas aptvēra visu bijušās Padomju Savienības teritoriju un daudzas ārvalstis: Irānu, Afganistānu, Vidusjūras valstis, Etiopiju, Centrālāziju, Japānu, Ziemeļu, Centrālo un Dienvidameriku utt.

Šajos braucienos tika pētītas apmēram 1600 kultivēto augu sugas. No ekspedīcijām tika atvesti tūkstošiem sēklu paraugu, kas tika iesēti Vissavienības augu audzēšanas institūta kokaudzētavās, kas atradās dažādos bijušās PSRS ģeogrāfiskajos apgabalos. Darbs pie kultivēto augu pasaules daudzveidības izpētes turpinās līdz šai dienai. Šīs vērtīgākās, pastāvīgi atjauninātās unikālās kolekcijas kalpo kā materiāls vaislas darbiem.

Izpētot visu šo kolosālo materiālu, N.I. Vavilovs izveidoja svarīgus modeļus, parādot, ka ne visos ģeogrāfiskajos apgabalos kultivētajiem augiem ir vienāda daudzveidība.

Dažādām kultūrām ir savi dažādības centri, kur koncentrēts vislielākais šķirņu, šķirņu un dažādu iedzimtu noviržu skaits. Šie dažādības centri ir arī noteiktas kultūras šķirņu izcelsmes apgabali. Lielākā daļa centru sakrīt ar senajiem lauksaimniecības centriem. Tas galvenokārt nav līdzens, bet gan kalnains apgabals.

Šādi dažādības centri N.I. Sākumā Vavilovam tika ieskaitīti 8. Vēlākajos darbos viņš izšķir 7 galvenos centrus.

Dienvidāzijas tropu centrs.Tropiskā Indija, Indoķīna, Ķīnas dienvidi, Dienvidaustrumu Āzijas salas. Īpaši bagāta ar kultivētajiem augiem (apmēram puse no zināmajām kultivēto augu sugām). Rīsu, cukurniedru, daudzu augļu un dārzeņu augu dzimtene.

Austrumāzijas centrs.  Centrālā un Austrumu Ķīna, Japāna, Taivāna, Koreja. Dzimtene no sojas pupām, vairākiem prosa veidiem, daudzām augļu un dārzeņu kultūrām. Šis centrs ir bagāts arī ar kultivēto augu sugām - apmēram 20% no pasaules daudzveidības.

Āzijas dienvidrietumu centrs.  Mazāzija, Vidusāzija, Irāna, Afganistāna, Indijas ziemeļrietumi. Vairāku kviešu, rudzu, daudzu graudaugu, pākšaugu, vīnogu, augļu dzimtene. Tas radīja 14% no pasaules kultūras floras.

Vidusjūras centrs.Valstis, kas atrodas Vidusjūras krastos. Šis centrs, kurā atradās lielākās senās civilizācijas, deva apmēram 11% kultivēto augu sugu. Starp tiem ir olīvas, daudzi lopbarības augi (āboliņš, lēcas), daudz dārzeņu (kāposti) un lopbarības kultūras.

Abesīnijas centrs.Neliela Āfrikas kontinenta teritorija (Etiopijas teritorija) ar ļoti savdabīgu kultivēto augu floru. Acīmredzot ļoti senais, atšķirīgās lauksaimniecības kultūras centrs. Graudu sorgo, viena veida banānu, eļļas augu sēklu aunazirņu, daudzu īpašo kviešu un miežu formu dzimtene.

Centrālamerikas centrs.Dienvidu Meksika Dzimtene no kukurūzas, kokvilnas, kakao, vairākiem ķirbjiem, pupiņām.

Andu (Dienvidamerikas) centrs.Ietver daļu no Andu kalnu grēdas gar Dienvidamerikas rietumu krastu. Daudzu bumbuļveida augu, tostarp kartupeļu, dažu ārstniecības augu (kokaīna krūms, hinin koks utt.) Dzimtene.

Lielākajai daļai kultivēto augu to izcelsme ir saistīta ar vienu vai vairākiem iepriekš minētajiem ģeogrāfiskajiem centriem.

Kultivēto augu un mājas dzīvnieku izcelsmes centri ir tie Zemes apgabali, kur ir radušās vai tika kultivētas noteiktas cilvēkiem noderīgas augu sugas un kurās ir koncentrēta viņu lielākā ģenētiskā daudzveidība. Attiecīgi šie ir centri, kur, kā viņi saka, notika dzīvnieku mājināšana. Īpaši svarīgi ir uzsvērt, ka gandrīz visi šobrīd zināmie kultivējamie augi un mājas dzīvnieki parādījās simtiem un tūkstošiem gadu pirms mūsu ēras. Varbūt salīdzinoši nesen par kultivētajiem augiem kļuva tikai cukurbietes, gumiju saturošā hevea un hindu koks.
Kultivēto augu izcelsmes centru teoriju izstrādāja izcils krievu zinātnieks akadēmiķis N. I. Vavilovs, pamatojoties uz viņa daudzajām ekspedīcijām, kas aptvēra visu Padomju Savienības teritoriju, kā arī 60 valstis Āzijā, Āfrikā, Ziemeļamerikā un Dienvidamerikā. No šīm ekspedīcijām tika atvesti tūkstošiem sēklu paraugu, kurus pēc tam sēja Vissavienības augu audzēšanas institūta stādaudzētavās un rūpīgi pārbaudīja. Tajā pašā institūtā tika savākta pasaulē lielākā graudaugu sēklu kolekcija, kurā bija 60 tūkstoši šķirņu; šī unikālā kolekcija tika saglabāta Ļeņingradā izsalkušajos blokādes mēnešos Otrā pasaules kara laikā. N. I. Vavilovs uzskatīja, ka kopējais kultivēto augu sugu skaits, neskaitot dekoratīvos augus, ir aptuveni 1500–1600. Turklāt dažādām kultūrām ir savi dažādības centri, kas parasti ir to izcelsmes centri, kas sakrīt ar senajiem lauksaimniecības centriem. N. I. Vavilovs 1935. gadā beidzot formulēja kultivēto augu izcelsmes centra jēdzienu, kad viņš identificēja astoņus svarīgākos šādus centrus (123. tabula un 87. attēls).
Lai gan pēdējo sešu ar pusi gadu desmitu laikā šī teorija, pamatojoties uz daudziem jauniem datiem, ir piedzīvojusi dažas izmaiņas un papildinājumus (tagad ir ierasts atšķirt 7 galvenos centrus - tropiskos, Austrumāzijas, Dienvidrietumu Āzijas, Vidusjūras, Abesīnijas, Centrālamerikas un Andu), tomēr galveno tās principi nav pārskatīti, pat tie zinātnieki, kuri ierosina palielināt šādu centru skaitu līdz 12. Ir ļoti svarīgi, lai neviens neapšaubītu teorijas sākumpunktu, kas to savieno un centrē ne tikai noteiktu teritoriju dabisko floristisko daudzveidību, bet arī seno civilizāciju atrašanās vietu.
123. tabula


Daudz darba tiek veltīts savvaļas dzīvnieku pieradināšanas vēstures atklāšanai (88. att.). Turklāt par pamatu parasti tiek ņemti arī N. I. Vavilova ierosinātie šo dzīvnieku pieradināšanas perēkļi, kas identificēja piecus galvenos šādus perēkļus un septiņus papildu.

Audzēšanas darba panākumi galvenokārt ir atkarīgi no sākotnējās augu vai dzīvnieku grupas ģenētiskās daudzveidības. Tikmēr esošo dzīvnieku šķirņu vai augu šķirņu gēnu fonds dabiski ir mazāk daudzveidīgs, salīdzinot ar sākotnējo savvaļas sugu gēnu fondu.

Tāpēc, izstrādājot jaunas augu un dzīvnieku šķirnes, savvaļas senčos ir ļoti svarīgi meklēt un identificēt noderīgas iezīmes. Lai izpētītu kultivēto augu daudzveidību un ģeogrāfisko izplatību, N.I. Vavilovs organizēja daudzas ekspedīcijas gan mūsu valsts teritorijā, gan uz daudzām ārvalstīm. Šo ekspedīciju laikā tika savākts milzīgs sēklu materiāls, kuru vēlāk izmantoja vaislas darbiem. N.I. Vavilovs identificēja 7 kultivēto augu izcelsmes centrus (4. tabula). Viņš veica svarīgus vispārinājumus, kas kalpoja par lielu ieguldījumu atlases teorijā.

Kultivēto augu un viņu senču iedzimtas mainīguma izpēte ļāva N.I. Vavilova formulē iedzimto variāciju homoloģisko virkņu likumu: “Ģenētiski tuvajām sugām un ģintīm raksturīgas līdzīgas iedzimto variāciju sērijas ar tādu pareizību, ka, zinot vairākas formas vienas sugas ietvaros, ir iespējams paredzēt paralēlu formu klātbūtni citās sugās un ģintīs. Jo tuvāk ģintis un sugas ģenētiski atrodas vispārējā sistēmā, jo pilnīgāka ir līdzība to mainīguma virknē. Veselas augu ģimenes parasti raksturo noteikts variāciju cikls, kas iet cauri visām ģintīm un sugām, kas veido ģimeni. ”

Piemēram, labības ģimene N.I.

Vavilovs parādīja, ka līdzīgas mutācijas ir sastopamas daudzās šīs ģimenes sugās. Tātad rudzos, kviešos, miežos, kukurūzā un dažos citos augos sēklas ir iekrāsotas melnā krāsā, izņemot auzas, prosa un kviešu zāles, iegarenu graudu formu - visās pētītajās sugās. Dzīvniekiem novēro arī līdzīgas mutācijas: albīnismu un matu neesamību zīdītājiem,

albīnisms un putnu spalvu neesamība, īss dzēliens liellopiem, aitām, suņiem, putniem. Dažiem dzīvniekiem ziņots par iedzimtām slimībām un deformācijām, ar kurām saskārušies cilvēki. Dzīvnieki ar šādām slimībām tiek izmantoti kā paraugs, lai pētītu līdzīgus defektus cilvēkiem. Piemēram, acu katarakta rodas pelēm, žurkām, suņiem, zirgiem; hemophilia - pelēm un kaķiem; diabēts žurkām; iedzimts kurlums - jūrascūciņām, pelēm, suņiem utt. Fakts, ka līdzīgi, iedzimta rakstura traucējumi ir sastopami vienas un tās pašas klases dažādu sugu pārstāvjiem - zīdītāju klasei, pārliecinoši apstiprina iedzimtas mainīguma homoloģisko sēriju likumu N.I. Vavilova. Līdzīgu mutāciju parādīšanos izskaidro genotipu kopīgā izcelsme. Jaunu sugu rašanās procesā no viena kopīga senča atšķirības starp tām tiek noteiktas tikai daļai gēnu, kas nosaka veiksmīgu eksistenci šajos īpašajos apstākļos. Daudzi gēni sugās, kurām ir kopīga izcelsme, paliek nemainīgi un mutācijas rezultātā rada līdzīgus onenaki.

Tādējādi vienas sugas spontānu vai inducētu mutāciju noteikšana dod pamatu līdzīgu mutāciju meklēšanai saistītās augu vai dzīvnieku sugās.

Audzēšanas praksē veiksmīgi izmanto homoloģisko iedzimto variāciju sēriju likumu. Darbs pie kultivēto augu šķirņu un to savvaļas senču sēklu kolekciju izveidošanas, kuras sākumu ielika N.I. Vavilovs šobrīd turpinās. Mūsu valstī kolekcijā ir vairāk nekā 320 tūkstoši paraugu, kas saistīti ar 1041 augu sugu. Tas ietver savvaļas sugas, kultivēto augu radiniekus, vecās vietējās šķirnes, visu to labāko un jauno, kas nesen izveidots ar selekcionāru pūlēm no visas pasaules. No globālā gēnu kopuma zinātnieki izšķir ekonomiski vērtīgu īpašību ģenētiskos avotus: produktivitāti, agrīnu briedumu, izturību pret slimībām un kaitēkļiem, sausuma toleranci, izturību pret apmešanos utt. Mūsdienu ģenētiskās metodes ļauj sasniegt ļoti lielus panākumus augu selekcijā. Tādējādi savvaļas Etiopijas miežu vērtīgo gēnu izmantošana ļāva radīt Odesu 100, izcilu pavasara miežu šķirni.

Jautājumi atkārtošanai n uzdevumi

Kāda ir atšķirība starp citiem odomapush dzīvniekiem un kultivētiem augiem no savvaļas dzīvniekiem?

Kāds ir atlases priekšmets?

Cik liela nozīme selekcijai ir primāro kultivēto augu centru zināšanām !!

Kādus kultivēto augu izcelsmes centrus jūs zināt?

Kāpēc cieši saistītās sugas demonstrē līdzīgas mutācijas?

Norādiet iedzimto variāciju homoloģisko virkņu likuma būtību. Vavilova.