Izjemen genetik in rejski akademik. N.I. Vavilov je pokazal, da so najrazličnejši genotipi gojene rastline se nahajajo v središčih svojega izvora, kjer so se njihovi predniki ohranili v divjem stanju.

V zvezi s tem, da bi zbrali svetovno zbirko gojenih rastlin, so N.I. Vavilov in njegovi sodelavci odšli na ekspedicije po vsem ozemlju nekdanje Sovjetska zveza in v številnih tujih državah: Iran, Afganistan, Sredozemlje, Etiopija, Srednja Azija, Japonska, Severna, Srednja in Južna Amerika.

Središča izvora

Vavilov je opredelil sedem glavnih središč izvora kulturnih rastlin.

1. Južna Azija (domovina riža, sladkornega trsa, banan, kokosovo drevo in itd.).
2. Vzhodna Azija (domovina prosa, ajde, hrušk, jabolk, sliv in številnih agrumov).
3. Jugozahodna Azija (domovina mehke pšenice, pritlikave pšenice, graha, leče, fižola, bombaža).
4. Sredozemlje (domovina oljk, pese, zelja itd.).
5. Abesinski (etiopski) (domovina trde pšenice, ječmena, kavovca).
6. Srednja Amerika (domovina koruze, ameriškega fižola, buč, paprike, kakava, ameriškega bombaža).
7. Južna Amerika (domovina krompirja, tobaka, ananasa, arašidov).

N.I. Vavilov je zbral največjo svetovno zbirko gojenih rastlin, ki jo rejci še vedno uporabljajo pri svojem praktičnem delu.

Tako je dobro znano sorto zimske pšenice Bezostaya-1 pridobil P.P. Lukyanenko kot rezultat hibridizacije argentinske pšenice iz Vavilove zbirke, križane s sortami, vzrejenimi v naši državi.

Glavne metode, ki jih uporabljajo rejci, so selekcija, hibridizacija, selekcija in vzgoja. Hibridizacija temelji na kombinacijski variabilnosti. Zahvaljujoč temu je mogoče v enem hibridnem organizmu združiti dragocene lastnosti, ki so prej obstajale v različne sorte rastline in pasme živali. Rejci izbirajo starševski pari s kasnejšo selekcijo njihovih potomcev.

Tabela centrov izvora gojenih rastlin po N.I. Vavilovu

Ne pozabite na učbenike "Rastline. Bakterije. Gobe ​​in lišaji« in »Živali«, za kakšen namen človek prideluje gojene rastline in redi domače živali. Kaj služi kot glavno gonilna sila in material za človeka za ustvarjanje novih sort kulturnih rastlin in pasem domačih živali?

Dolgo časa so ljudje lovili različne živali in nabirali rastline za svoje potrebe. Z naraščanjem prebivalstva na Zemlji in širjenjem poselitve narava ni mogla več zadovoljiti potreb ljudi po hrani, oblačilih in drugih virih. Človek se je soočil s potrebo po namenskem gojenju rastlin in vzreji živali, ki jih je potreboval. Postopno kopičenje informacij o teh starodavnih dejavnostih človeštva je privedlo do oblikovanja selekcije (iz latinske selekcije - izbira, selekcija) - znanosti o metodah žlahtnjenja rastlinskih sort in pasem živali z potrebno za človeka znaki.

Izvor kulturne oblike organizmi. Prva faza selekcije je bila gojenje divjih rastlin in udomačitev divjih živali. Začelo se je pred približno 30-20 tisoč leti z očitno naključnim gojenjem divjih rastlin, ki so rasle v bližini njihovih domov, s strani naših daljnih prednikov.

Velika večina rastlin, ki jih gojijo ljudje, je bila prvotno gojena na območjih, ki jih zaznamujeta bogata flora in razvito kmetijstvo. Sovpadali so z žarišči starodavne civilizacije Kitajska, Indija, Mezopotamija, Iran, Grčija, Rim, Egipt in Srednja Amerika (slika 172).

riž. 172. Središča izvora nekaterih kulturnih rastlin in domačih živali

Velik prispevek k preučevanju izvora kulturnih rastlin je dal Rus znanstvenik Nikolaj Ivanovič Vavilov (slika 171). Kot rezultat organiziranih odprav po vsem svetu je Vavilov in njegovi sodelavci uspeli zbrati zbirko semen gojenih rastlin.

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

riž. 173. Domača jablana

Po analizi tega gradiva je prišel do zaključka, da je območje največje genetske in s tem sortne pestrosti posamezne vrste gojene rastline njeno središče izvora.

Središča izvora domačih živali, pa tudi središča izvora kulturnih rastlin, sovpadajo s središči starih civilizacij. Ta območja določajo predvsem habitati divjih prednikov domačih živali (slika 172).

Raznolikost in pasma.Žlahtnitelji rastlin delajo s sortami rastlin in pasmami živali. Sorta je skupina kulturnih rastlin iste vrste, ustvarjenih kot rezultat selekcije, na primer domača jablana (slika 173), ki ima gospodarsko dragocene lastnosti, ki se dedujejo.

Sorte gojenih rastlin delimo na lokalne in selektivne. Lokalne sorte so pridobljene kot rezultat dolgotrajne naravne in umetne selekcije v procesu gojenja določenega pridelka. Vzrejne sorte (slika 174) ustvarjajo v raziskovalnih ustanovah z uporabo genetskih in selekcijskih metod.

riž. 174. Sorte jablan

Pasma je skupina domačih živali iste vrste, ustvarjenih kot rezultat selekcije, na primer kokoš, ovca, prašič, ki ima gospodarsko vredne lastnosti, ki se dedujejo.

Obstajajo primitivne in tovarniške pasme domačih živali. Primitivne pasme so dobro prilagojene lokalnim razmeram, odporne in zanje so značilne nizke, a stabilne lastnosti. Tovarniške pasme se vzrejajo v posebnih vzrejnih farmah. Imajo posebno dragocene lastnosti, visoko produktivnost in se uporabljajo za proizvodnjo elitnih živali (slika 175).

riž. 175. Pasme konj

Sorta in pasma sta torej intraspecifične skupine, ki jih je umetno ustvaril človek - populacije organizmov, ki imajo gospodarsko dragocene podedovane lastnosti.

Značilnosti kulturnih oblik organizmov. Domače živali in gojene rastline se po številnih lastnostih močno razlikujejo od svojih divjih prednikov. Prvič, kulturne oblike organizmov imajo bistveno večjo raznolikost dedne variabilnosti kot njihove vrste prednikov. Takšna raznolikost je rezultat ustvarjalne vloge umetne selekcije, ki jo izvaja človek, da bi ohranil posameznike z lastnostmi, ki ga zanimajo (slika 177).

riž. 177. Ilustracija ustvarjalne vloge umetne selekcije: razne sorte vrtnice ločimo po barvi, obliki in številu venčnih listov; prednik gojenih vrtnic - šipek (v sredini) ima rožnat venec in pet cvetnih listov

riž. 176. Yokohama Phoenix petelin

Pogosto imajo kulturne oblike organizmov lastnosti, ki so zanje nepotrebne in celo škodljive, za človeka pa koristne. Na primer, petelini okrasna pasma Yokohamski feniks ima repno perje do 11 m. Takšna značilnost bi zagotovo preprečila, da bi ptica živela v naravnih razmerah, vendar je bila kot potrebna (dekorativna) oseba določena z umetno selekcijo pri vzreji te pasme (slika 176).

Druga razlika med gojenimi oblikami organizmov je, da je njihova produktivnost praviloma večja kot pri sorodnih divjih vrstah organizmov. Na primer, jajčna proizvodnja piščancev White Leghorn doseže 350 jajc na leto, njihovi predniki, kokoši, pa ležejo le 18-20 jajc na leto (slika 178). To pomeni, da izbor kulturnih oblik organizmov vodi do ustvarjanja rastlinskih sort in pasem živali, ki imajo lastnosti, potrebne za človeka, in največjo produktivnost.

riž. 178. Piščanci jajčne pasme White Leghorn (levo) in njihovi predniki - kokoši (desno)

Vaje na podlagi obravnavane snovi

1. Pojasnite, kaj je selekcija.
2. Kateri so predpogoji za človekovo gojenje divjih rastlin in udomačitev divjih živali?
3. Povejte nam o prispevku N.I. Vavilov pri preučevanju izvora kulturnih rastlin.
4. Zakaj središča izvora kulturnih oblik organizmov sovpadajo s središči najstarejših civilizacij človeštva?
5. Kaj je sorta in pasma?
6. Kako se gojene oblike organizmov razlikujejo od svojih divjih prednikov?

Uporaba zgodovinskih knjig starodavni svet in geografski zemljevid, ugotovite, s katerimi starimi civilizacijami sovpadajo središča nastanka najpomembnejših kulturnih rastlin in domačih živali.

V svoji zgodovini je človeštvo udomačilo približno 3000 vrst divjih rastlin in jih spremenilo v žita, stročnice, sadje, industrijske in okrasne rastline. Proces udomačevanja živali ni bil tako uspešen, človek je udomačil le okoli 60 vrst sesalcev, 12 vrst ptic in manj kot 10 vrst rib in žuželk.

Bolj raznolik kot je izvorni material za žlahtnjenje, večje so možnosti za uspešno ustvarjanje sort in učinkovitejši bodo selekcijski rezultati. Toda kje v naravi iskati to raznolikost?

N.I. Vavilov in njegovi sodelavci so kot rezultat številnih ekspedicij preučevali raznolikost in geografsko razširjenost gojenih rastlin. Odprave so pokrivale celotno ozemlje nekdanje Sovjetske zveze in številne tuje države: Iran, Afganistan, sredozemske države, Etiopijo, osrednja Azija, Japonska, Severna, Srednja in Južna Amerika itd.

Med temi potovanji so proučevali približno 1600 vrst kulturnih rastlin. Iz ekspedicij so prinesli na tisoče vzorcev semen, ki so jih posejali v drevesnicah Vsezveznega inštituta za rastlinstvo, ki se nahajajo na različnih geografskih območjih. nekdanja ZSSR. Delo na preučevanju svetovne raznolikosti kulturnih rastlin se nadaljuje do danes. Te dragocene, nenehno dopolnjevane edinstvene zbirke služijo kot gradivo za rejsko delo.

Kot rezultat preučevanja vsega tega ogromnega materiala je N.I. Vavilov je ugotovil pomembne vzorce, ki kažejo, da gojene rastline nimajo enake raznolikosti v vseh geografskih pasovih.

Za različne kulture obstajajo lastni centri raznolikosti, kjer največje število sorte, sorte, različne dedne nepravilnosti. Ta središča raznolikosti so tudi območja izvora sort določenega pridelka. Večina središč sovpada s starodavnimi središči poljedelstva. To večinoma niso ravninska, ampak gorata območja.

Takšni centri raznolikosti N.I. Vavilov jih je najprej štel 8. V kasnejših delih je ločil 7 glavnih središč.

Južnoazijsko tropsko središče. Tropska Indija, Indokina, južna Kitajska, otoki jugovzhodne Azije. Izjemno bogata s kulturnimi rastlinami (približno polovica znane vrste gojene rastline). Domovina riža, sladkornega trsa, številnih sadnih in zelenjavnih rastlin.

Vzhodnoazijski center. Srednja in vzhodna Kitajska, Japonska, otok Tajvan, Koreja. Domovina soje, več vrst prosa ter številnih sadnih in zelenjavnih rastlin. To središče je bogato tudi z vrstami kulturnih rastlin – približno 20 % svetovne raznolikosti.

Središče jugozahodne Azije. Mala Azija, Srednja Azija, Iran, Afganistan, severozahodna Indija. Domovina več oblik pšenice, rži, številnih žit, stročnic, grozdja in sadja. Tam izvira 14 % svetovne kulturne flore.

Sredozemsko središče. Države, ki se nahajajo ob obali Sredozemskega morja. To središče, kjer so bile največje starodavne civilizacije, je proizvedlo okoli 11 % kulturnih rastlinskih vrst. Med njimi so oljke, številne krmne rastline(detelja, leča), številne zelenjave (zelje) in krmne rastline.

Abesinsko središče. Majhna regija afriške celine (ozemlje Etiopije) z zelo edinstveno floro kulturnih rastlin. Očitno zelo staro središče izvirne kmetijske kulture. Domovina zrnatega sirka, ene vrste banan, oljne rastline čičerike ter številnih posebnih oblik pšenice in ječmena.

Srednjeameriški center. Južna Mehika. Domovina koruze, bombaža, kakava, številnih buč in fižola.

Andsko (južnoameriško) središče. Vključuje del andske regije gorovje ob zahodni obali Južne Amerike. Domovina številnih gomoljnic, tudi krompirja, nekaterih zdravilne rastline(kokain grm, cinchona itd.).

Velika večina kulturnih rastlin je po izvoru povezana z enim ali več zgoraj naštetimi geografskimi središči.

Središča izvora kulturnih rastlin in domačih živali so tista območja Zemlje, kjer so nastale ali so se gojile nekatere vrste rastlin, koristnih za človeka, in kjer je skoncentrirana njihova največja genska pestrost. Skladno s tem so to središča, kjer je, kot pravijo, potekala udomačitev živali. Posebej pomembno je poudariti, da so se skoraj vse danes znane kulturne rastline in domače živali pojavile na stotine in tisoče let pr. Morda so le sladkorna pesa, kavčukovec in cinchona relativno nedavno postali gojene rastline.
Teorijo o središčih izvora kulturnih rastlin je razvil izjemni ruski znanstvenik akademik N. I. Vavilov na podlagi svojih številnih ekspedicij, ki so zajele celotno ozemlje Sovjetske zveze, pa tudi 60 držav Azije, Afrike, severa in juga. Amerika. Iz teh ekspedicij so prinesli na tisoče vzorcev semen, ki so jih nato posejali v drevesnicah Vsezveznega inštituta za rastlinstvo in skrbno pregledali. Na istem inštitutu je bila zbrana največja zbirka semen žit na svetu, ki šteje 60 tisoč sort; ta edinstvena zbirka je bila ohranjena v Leningradu v lačnih mesecih obleganja med Veliko domovinska vojna. N.I. Vavilov je menil, da skupno število vrst kulturnih rastlin, brez okrasnih, je približno 1500–1600. Hkrati imajo različne kulture svoja središča raznolikosti, ki so običajno središča njihovega izvora, ki sovpadajo s starodavnimi središči poljedelstva. N. I. Vavilov je dokončno oblikoval koncept središča izvora kulturnih rastlin leta 1935, ko je identificiral osem najpomembnejših takšnih središč (tabela 123 in slika 87).
Čeprav je bila v zadnjih šestih desetletjih in pol ta teorija na podlagi številnih novih podatkov podvržena nekaterim spremembam in dopolnitvam (zdaj je običajno razlikovati 7 glavnih središč - tropsko, vzhodnoazijsko, jugozahodnoazijsko, Sredozemlje, Abesin, Srednja Amerika in Andi), še vedno glavna njena načela niso bila revidirana, niti tisti znanstveniki, ki predlagajo povečanje števila takih centrov na 12. Zelo pomembno je, da nihče ne dvomi v izhodišče teorije, ki ta središča povezuje ne le z naravno floristično pestrostjo določenih ozemelj, ampak tudi z umestitvijo starih civilizacij.
Tabela 123


Veliko dela je namenjenega ugotavljanju zgodovine udomačitve divjih živali (slika 88). Hkrati se za osnovo običajno vzamejo tudi žarišča udomačitve teh živali, ki jih je predlagal N.I. Vavilov, ki je identificiral pet glavnih takih žarišč in sedem dodatnih.

Uspešnost žlahtniteljskega dela je odvisna predvsem od genetske pestrosti izvorne skupine rastlin ali živali. Medtem je genski sklad obstoječih živalskih pasem ali rastlinskih sort naravno manj raznolik v primerjavi z genskim skladom prvotnih divjih vrst.

Zato je pri razvoju novih sort rastlin in živalskih pasem zelo pomembno iskanje in prepoznavanje uporabnih lastnosti pri divjih prednikih. Da bi preučili raznolikost in geografsko razširjenost kulturnih rastlin, je N.I. Vavilov je organiziral številne ekspedicije tako na ozemlju naše države kot tudi na mnoge tuje države. Med temi odpravami je bilo zbranih ogromno semenskega materiala, ki je bil kasneje uporabljen za vzrejo. N.I. Vavilov je identificiral 7 središč izvora kulturnih rastlin (tabela 4). Podal je pomembne posplošitve, ki so služile kot velik prispevek k teoriji selekcije.

Študija dedne variabilnosti kulturnih rastlin in njihovih prednikov je omogočila N.I. Vavilov za oblikovanje zakona homologne serije dedna variabilnost: »Za vrste in rodove, ki so si genetsko blizu, so značilni podobni nizi dedne variabilnosti s takšno pravilnostjo, da je mogoče ob poznavanju nizov oblik znotraj ene vrste predvideti prisotnost vzporednih oblik pri drugih vrstah in rodovih. Bližje ko so rodovi in ​​vrste genetsko locirani v splošnem sistemu, bolj popolna je podobnost v vrsti njihove spremenljivosti. Za celotne družine rastlin je na splošno značilen določen cikel variabilnosti, ki poteka skozi vse rodove in vrste, ki sestavljajo družino.«

Na primeru družine žit N.I.

Vavilov je pokazal, da podobne mutacije najdemo pri številnih vrstah te družine. Tako črno barvo semena najdemo pri rži, pšenici, ječmenu, koruzi in številnih drugih rastlinah, z izjemo ovsa, prosa in pšenične trave, podolgovato obliko zrn pa imajo vse proučevane vrste. Podobne mutacije opažamo tudi pri živalih: albinizem in pomanjkanje dlake pri sesalcih,

albinizem in pomanjkanje perja pri pticah, bodice s kratkimi prsti pri govedu, ovcah, psih, pticah. Nekatere dedne bolezni in deformacije, ki jih najdemo pri ljudeh, opažamo tudi pri nekaterih živalih. Živali s takimi boleznimi se uporabljajo kot modeli za preučevanje podobnih napak pri ljudeh. Na primer, očesna mrena se pojavi pri miših, podganah, psih in konjih; hemofilija - pri miših in mačkah; diabetes - pri podganah; prirojena gluhost - pri morskih prašičkih, miših, psih itd. Dejstvo, da se med predstavniki pojavljajo podobne, dedno pogojene življenjske motnje različni tipi istega razreda - razreda sesalcev - prepričljivo potrjuje zakon homoloških serij dedne variabilnosti N.I. Vavilova. Pojav podobnih mutacij je razložen s skupnim izvorom genotipov. V procesu nastanka novih vrst iz enega skupnega prednika se razlike med njimi vzpostavijo le v delu genov, ki določajo uspešen obstoj v danih specifičnih pogojih. Številni geni pri vrstah, ki imajo skupen izvor, ostanejo nespremenjeni in ob mutaciji proizvajajo podobne lastnosti.

Tako je odkritje spontanih ali induciranih mutacij pri eni vrsti podlaga za iskanje podobnih mutacij pri sorodnih vrstah rastlin ali živali.

Zakon homoloških serij dedne variabilnosti se uspešno uporablja v vzrejni praksi. Delo na ustvarjanju semenskih zbirk sort gojenih rastlin in njihovih divjih prednikov, ki se je začelo z N.I. Vavilov, trenutno poteka. Pri nas zbirka obsega več kot 320 tisoč primerkov 1041 rastlinskih vrst. To vključuje divje vrste, sorodnice kulturnih rastlin, stare lokalne sorte, vse najboljše in novo, kar je bilo ustvarjeno v preteklosti Zadnje čase s prizadevanji rejcev z vsega sveta. Iz svetovnega genskega sklada znanstveniki identificirajo genetske vire gospodarsko dragocenih lastnosti: produktivnost, zgodnja zrelost, odpornost proti boleznim in škodljivcem, odpornost na sušo, odpornost na poleganje itd. Sodobne genetske metode omogočajo doseganje zelo velikih uspehov v žlahtnjenju rastlin. Tako je uporaba dragocenih genov divjega etiopskega ječmena omogočila ustvarjanje sorte jarega ječmena Odessky 100, ki je izjemna po produktivnosti.

Vprašanja za pregled in naloge

Kako se udomačene živali in gojene rastline razlikujejo od divjih?

Kaj je predmet izbora?

Kakšen je pomen za selekcijo poznavanje središč sorodnih kulturnih rastlin!!

Katera središča izvora kulturnih rastlin poznate?

Zakaj sorodne vrste kažejo podobne mutacije?

Pojasnite bistvo zakona homološke serije dedne variabilnosti N.I. Vavilova.