Учение Вавилова о центрах происхождения культурных растений

6. Центрально-Американский центр  (Южная Мексика, Центральная Америка,  острова Вест-Индии), дал кукурузу, фасоль, хлопчатник упланд (длинноволокнистый), овощной перец, какао и др.

7. Андийский центр (горные области  Южной Америки) - родина картофеля, табака, томата, каучукового дерева и других.

Теория центров происхождения  культурных растений помогла Вавилову и его сотрудникам собрать  крупнейшую в мире мировую коллекцию  семян культурных растений, насчитывающую  к 1940 году 250 тысяч образцов (36 тысяч образцов пшеницы, 10 022 - кукурузы, 23 636 - зернобобовых и т. д.). С использованием коллекции селекционерами было выведено свыше 450 сортов сельскохозяйственных растений. Мировая коллекция семян культурных растений, собранная Вавиловым, его сотрудниками и последователями, служит делу сохранения на земном шаре генетических ресурсов полезных растений.

 

2. Н.И.Вавилов - автор закона гомологических рядов в наследственной изменчивости организмов.

Проблема происхождения видов  неотделима от проблемы изменчивости. Выявление правильностей в изменчивости видов подводит к пониманию линеевского вида как определенной сложной системы, т. е. целого, состоящего из связанных друг с другом частей, в котором части и целое взаимно проникают друг в друга.

Линнеевский вид в нашем понимании является обособленной сложной подвижной морфофизиологической системой, связанной в своем генезисе с определенной средой и ареалом, и в своей внутривидовой наследственной изменчивости подчиняющийся Закону гомологических рядов.

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости проявляется как определенная общая тенденция, присущая организмам и обусловленная общностью свойств  организмов. Естественный отбор и  внешние условия способствовали и способствуют вымиранию многих звеньев. Фактор изоляции, расселение, обособление, игравшие и играющие большую роль в формообразовании, могут быть причиной неполности рядов изменчивости вида по сравнению с исходным потенциалом. С другой стороны, отбор и внешние условия, действуя одинаково на различные роды и виды, могут содействовать выявлению признаков; например, так могут возникать параллельные ряды экотипов у разных видов и родов. Исключительно велика роль человека в изменчивости культурных растений и домашних животных, как в смысле отбора, так и в применении гибридизации, инцеста, сохранения нежизненных в обычных условиях мутаций.

Обработка обширного материала  наблюдений и опытов, детальное исследование изменчивости многочисленных линнеевских  видов (линнеонов), огромное количество новых фактов, полученных главным образом при изучении культурных растений и их диких родичей, позволили Н.И. Вавилову свести в единое целое все известные примеры параллельной изменчивости и сформулировать общий закон, названный им «Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости».

Закон гомологических рядов, прежде всего, устанавливает основы систематики  огромного разнообразия растительных форм, которыми так богат органический мир, позволяет селекционеру получить ясное представление о месте  каждой, даже самой мелкой, систематической единицы в мире растений и судить о возможном разнообразии исходного материала для селекции.

Основные положения закона гомологических рядов следующие:

1. Виды и роды, генетически близкие,  характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и линнеоны, тем полнее сходство в рядах их изменчивости.

2. Целые семейства растений в  общем характеризуются определенным  циклом изменчивости, проходящей  через все роды и виды, составляющие  семейства.

Современные успехи молекулярно-клеточной  биологии позволяют понять механизм существования гомологической изменчивости у близких организмов - на чем именно основывается сходство будущих форм и видов с имеющимися - и осмысленно синтезировать новые, не имеющиеся в природе формы растений. Теперь в закон Вавилова вкладывается новое содержание, точно так же как появление квантовой теории дало новое более глубокое содержание периодической системе Менделеева.

Согласно этому закону генетически  близкие виды растений характеризуются  параллельными и тождественными рядами признаков; тождество в рядах  наследственной изменчивости проявляют и близкие роды и даже семейства. Закон вскрыл важную закономерность эволюции: у близких видов и родов возникают сходные наследственные изменения. Используя этот закон, по ряду признаков и свойств одного вида или рода можно предвидеть наличие сходных форм и у другого вида или рода. Закон гомологических рядов облегчает селекционерам поиск новых исходных форм для скрещивания и отбора.

 

3. Заключение

Николай Иванович Вавилов - выдающийся отечественный генетик, селекционер, агроном, ботаник, географ-путешественник. Его вклад в науку - биологию и географию культурных растений - общепризнан во всем мире.

На III Всероссийском съезде по селекции в 1920 году, где Вавилов впервые  доложил о своем открытии, все  участники съезда признали, что «подобно таблице Менделеева» закон гомологических рядов позволит предсказывать существование, свойства и строение неизвестных еще форм и видов растений и животных, и высоко оценили научное и практическое значение этого закона.

В 1921 году Н.И. Вавилов был командирован в Америку на Международный конгресс по сельскому хозяйству, где выступил с сообщением о законе гомологических рядов. Закон параллельной изменчивости близких родов и видов, установленный Н.И. Вавиловым и связываемый с общностью происхождения, развивающий эволюционное учение Ч. Дарвина, был по достоинству оценен мировой наукой. Он был воспринят слушателями как крупнейшее событие в мировой биологической науке, которое открывает самые широкие горизонты для практики.

Не меньшее значение для мировой науки имеет учение Н.И.Вавилова о центрах происхождения культурных растений и о географических закономерностях в распределении их наследственных признаков. В этих классических трудах Н.И. Вавилов впервые представил стройную картину сосредоточения огромного богатства форм культурных растений в немногочисленных первичных очагах их происхождения и совершенно по-новому подошел к решению вопроса о происхождении культурных растений.

Для отыскания центров разнообразия и богатства растительных форм Н.И. Вавилов организовал по определенному, соответствующему его теоретическим открытиям (гомологические ряды и центры происхождения культурных растений) плану многочисленные экспедиции, которые за 1922--1933 гг. побывали в 60 странах мира, а также в 140 районах нашей страны. В результате был собран ценный фонд мировых растительных ресурсов, насчитывающий свыше 250 000 образцов.

Одаренный исключительной способностью к теоретическим обобщениям, он создал стройные теории, прочно вошедшие в  сокровищницу мировой науки, и сделал многое для поднятия нашей биологической и сельскохозяйственной науки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Список литературы:

 

1.Вавилов Н.И. Избранные произведения: в 2-х т.- Л.: Наука, 1967;

2. Вавиловское наследие в современной  биологии / Е.В. Левитес.- М.: Наука, 1989;

3.Вопросы географии культурных  растений и Н.И. Вавилов / Л.  Е. Родин.- М. - Л.: Наука, 1966;

4.Келер В.Р. Сергей Вавилов. - М.: Молодая гвардия, 1975;

5.Медников Б.М. Закон гомологической изменчивости: К 60-летию со дня открытия Н.И. Вавиловым закона. - М.: Знание, 1980;

6.Николай Иванович Вавилов: Очерки, воспоминания, материалы.- М.: Наука, 1987.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алле́ли (от греч. ἀλλήλων — друг друга, взаимно) — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака. В диплоидном организме может быть два одинаковых аллеля одного гена, в этом случае организм называется гомозиготным, или два разных, что приводит к гетерозиготному организму.

Нормальные диплоидные соматические клетки содержат два аллеля одного гена (по числу гомологичных хромосом), а гаплоидные гаметы — лишь по одному аллелю каждого гена. Для признаков, подчиняющихся законам Менделя, можно рассматривать доминантные и рецессивные аллели. Если генотип особи содержит два разных аллеля (особь — гетерозигота), проявление признака зависит только от одного из них — доминантного. Рецессивный же аллель влияет на фенотип, только если находится в обеих хромосомах (особь — гомозигота). В более сложных случаях наблюдаются другие типы аллельных взаимодействий (см. ниже).

Типы аллельных  взаимодействий

Полное доминирование — взаимодействие двух аллелей одного гена, когда доминантный аллель полностью исключает проявление действия второго аллеля. В фенотипе присутствует только признак, задаваемый доминантной аллелью.

Неполное доминирование — доминантный аллель в гетерозиготном состоянии не полностью подавляет действие рецессивного аллеля. Гетерозиготы имеют промежуточный характер признака.

Сверхдоминирование — более сильное проявление признака у гетерозиготной особи, чем у любой гомозиготной.

Кодоминирование — проявление у гибридов нового признака, обусловленного взаимодействием двух разных аллелей одного гена. Фенотип гетерозигот не является чем-то промежуточным между фенотипами разных гомозигот.

Агрофитоценоз

совокупность культурных и сорных растений в пределах однородного участка агроэкосистемы (обычно одного поля), используемого в едином хозяйственном режиме (севооборот, система удобрений и защиты растений). А. объединяет все фазы севооборота или многолетнюю монокультуру, его состав довольно постоянен. При смене культурных растений в ходе севооборота в почве сохраняется постоянным банк диаспор растений — семян и вегетативных зачатков (корневищ) сорных растений. Возможны А. многолетних трав. Структура А. изменяется в течение вегетационного сезона — от высева культурного растения до выпадения снега. Происходят не только изменения, связанные с развитием культурных растений (увеличивается их высота, количество побегов, общая биомасса, изменяется ее распределение между вегетативными и генеративными органами), но и сезонная динамика состава и состояния сорных растений, которые в разное время зацветают, дают плоды. Структура А. изменяется также и от года к году вследствие колебаний климата и в зависимости от фазы севооборота. Во влажный и холодный год рост культурного растения может задержаться и массово развиваются сорняки. Изменения в структуре А. происходят и в результате применения гербицидов.

Параллелизм (от греч. parallelos— идущий рядом, параллельный), независимое развитие сходных признаков в эволю-пии близкородственных групп организмов. В результате П. вторично приобретённое сходство разных групп как бы накладывается на их сходство, обусловленное общностью происхождения. Так возникает особая категория сходства органов у разных видов — гомойология. П. широко распространён в филогенезе разл. групп организмов. Так, по-видимому, путём П. развивались приспособления к водному образу жизни в трёх линиях эволюции ластоногих (моржи, ушастые и настоящие тюлени); у неск. групп крылатых насекомых передние крылья преобразовались в надкрылья; у разных групп кистепёрых рыб развивались признаки земноводных; у неск. групп зверообразных пресмыкающихся (терапсид) — признаки млекопитающих. Признаки покрытосеменных растений независимо и параллельно развивались в разных линиях эволюции их предков — проангиоспермов. Возникновение П.связано с сохранением родственными группами организмов определённой генетич. общности, а также сходства процессов онтогенеза и его регуляции. В генофондах родств. видов закономерно появляются сходные (гомологичные) мутации (закон гомологич. рядов в наследств, изменчивости, установленный Н. И. Вавиловым). При действии на популяции родственных видов сходно направленного естеств. отбора изменения этих популяций идут сходными путями, что и выражается в П. (см. КОНВЕРГЕНЦИЯ ).

Селе́кция — наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. Селекцией называют также отрасль сельского хозяйства, занимающуюся выведением новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур и пород животных.

Селекция растений

Основные методы селекции вообще и селекции растений в частности — отбор и гибридизация. Для перекрестноопыляемых растений применяют массовый отбор особей с желаемыми свойствами. В противном случае невозможно получить материал для дальнейшего скрещивания. Таким образом получают, например, новые сорта ржи. Эти сорта не являются генетически однородными. Если же желательно получение чистой линии — то есть генетически однородного сорта, то применяют индивидуальный отбор, при котором путем самоопыления получают потомство от одной единственной особи с желательными признаками. Таким методом были получены многие сорта пшеницы, капусты, и т. п.

Для закрепления полезных наследственных свойств необходимо повысить гомозиготность нового сорта. Иногда для этого применяют самоопыление перекрестноопыляемых растений. При этом могут фенотипически проявиться неблагоприятные воздействия рецессивных генов. Основная причина этого — переход многих генов в гомозиготное состояние. У любого организма в генотипе постепенно накапливаются неблагоприятные мутантные гены. Они чаще всего рецессивны, и фенотипически не проявляются. Но при самоопылении они переходят в гомозиготное состояние, и возникает неблагоприятное наследственное изменение. В природе у самоопыляемых растений рецессивные мутантные гены быстро переходят в гомозиготное состояние, и такие растения погибают, выбраковываясь естественным отбором.