114613 (Учені-біологи України), страница 3

7) Що таке віддалена гібридизація?

ІП. Засвоєння твого матеріалу.

Людина створена природою і сама збагачує природу. Рослинний світ України багатий і різноманітний. Відомо близько 4,5 тис. видів судинних рослин та 25 тис. видів культурних рослин. У цілому ж на планеті налічується 0,5 млн. видів рослин. 250—300 тис. видів становлять вимерлі рослини. Це досить багато, тому кожний десятий вид потребує охорони. На початку XX ст. вчені почали детально вивчати культурні рослини давніх цивілізацій. Селекціонери шукали предків кукурудзи та картоплі. їм не завжди щастило, проте колекції насіння в різних країнах постійно поповнювалися безцінними зразками рідкісних рослин, які згодом були використані для покращення культурних сортів.

У 20—30-х рр. у СРСР дослідження походження культурних рослин очолив академік М.Вавй-лов, який організував численні експедиції на Близький Схід, Закавказзя, до Центральної і Південної Америки, де знаходяться геноцентри культурних рослин. Ще й досі спеціалісти звертаються до зібраних ним колекцій.

М.Вавилов відкрив закон гомологічних рядів у спадковій мінливості, згідно з яким можна передбачити якості тієї чи іншої раси або виду. Закон цей діяв подібно до таблиці Д.Менделєєва, яка передбачила відкриття трансуранових елементів. Ось чому М.Вавилова називають "Менделєєвим у біології". Коротко ознайомимося з біографією М.Вавилова.

Видатний ботанік, генетик, географ, основоположник сучасної наукової селекції М.Вавилов народився 26 листопада 1887 р. у Москві.

Навчався він у Московській сільськогосподарській академії. Будучи студентом III курсу, виступив на святковому засіданні академії, присвяченому 100-річчю від дня народження Ч.Дарвіиа (1909), з доповіддю "Дарвінізм та експериментальна морфологія". У 1910 р. молодий учений закінчив інститут і зацікавився проблеммами патології рослин. Невдовзі він опублікував свою першу наукову роботу "Голі слимаки, які пошкоджують поля та городи Московської губернії".

Науково-прикладну роботу М.Вавилов розпочав в Україні, на Полтавській дослідній станції. У 1911 р. він став учасником І З'їзду селекціонерів у Харкові. З 1921 р. очолив відділ прикладної ботаніки і селекції (Петроград), який у 1924 р. був реорганізований у Всесоюзний інститут прикладної ботаніки та нових культур, а у 1930 р. — у Всесоюзний інститут рослинництва (ВІР), яким учений керував до 1940 р. За визначні досягнення в обраній галузі М.Вавилов був обраний академіком АН СРСР, ВАСГНІЛ і Всеукраїнської АН.

Тривалий час М.І.Вавилов був президентом ВАСГНІЛ.

М.Вавилов — організатор і керівник численних експедицій, організованих з метою вивчення флори колишнього СРСР та багатьох країн світу. У 1919 р. він створив учення про імунітет у рослин до інфекційних захворювань; у 1920 р. сформулював закон гомологічних рядів у спадковій мінливості, обґрунтував еколого-географічні принципи створення вихідного матеріалу для селекції.

У 1926 р. побачила світ книжка М.Вавилова "Центри походження культурних рослин". Спадщина вченого належить усій світовій науці. Його ім'я носить Російське товариство генетиків та селекціонерів. Заслуги М.Вавилова перед наукою неоціненні.

Проте життя видатного вченого закінчилося трагічно. Під час поїздки до Чернівців у 1940 р. його було необгрунтоване заарештовано. Через два з половиною роки, 20 січня 1943 р., він помер у Саратовській тюрмі. У серпні 1955 р. М.І.Вавилов був посмертно реабілітований.

Використовуючи додаткову літературу, ми здійснимо подорож за маршрутом, який колись пройшли М.Вавилов та його співробітники. Наша експедиція дізналася, що М.Вавилов відкрив сім центрів походження та різноманітності, рослин. Його досліджения дали змогу встановити:

1. Дія різних видів культурних рослин є свої центри різноманітності, де виявлено найбільшу рідкість їх сортів і форм.

2. Центри різноманітності є водночас і районами їх походження.

3. Виявлення центрів походження та різноманітності культурних рослин підказало вченим, де саме можна шукати різноманітний вихідний матеріал для селекційної роботи.

Завдяки експедиціям М.Вавилова була створена унікальна колекція зразки насіння близько 1600 видів культурних рослин. Першим центром походження та різноманітності культурних рослин, який відкрив М.Вавилов, був Південноазіатський тропічний центр. До цього центру входять Індія, Індокитай, Південний Китай, острови Піаденно-Східноі Азії. Тип клімату тут мусонний, тобто півроку ідуть дощі, а півроку стоїть суха і спекотна погода. Ці країни є батьківщиною рису, цукрової тростини, огірків, кільках видів цитрусових, бананів, багатьох інших плодових та овочевих культур. Поговоримо про цукрову тростину та рис.

Чудом із чудес далекої Індії видавалася європейцям солодка рослина — цукрова тростина. За кількістю видів та сортів вона поступається тільки своїм злаковим родичам. Відомо чотири види тростини в дикому стані. П'ятий вид найбільш поширений, його давно вирощують як культурну рослину.

Уперше про тростину повідомили воїни Александра Македонського. Потрапивши в Індію, мешканці Еллади були здивовані тим, що там майже кожна людина смоктала шматочок стебла невідомої їм рослини — заввишки 4—6 метрів, стрункої, з товстими, до 5 см в діаметрі, стеблами. Це було і не дерево, і не трава. Грекам тростина нагадувала очерет. Вони привезли із собою в Грецію частинки цієї рослини, однак вона тут не прижилася. У дикому стані цукрова тростина і зараз росте в Індії, Індонезії, Китаї, на Філіппінах. Її плантації у всьому світі займають площу близько 6,5 млн. гектарів. Із тростини виробляється 60 % усього цукру на Землі, і 200 млн. гектарів на п'яти континентах зайнято рисом. Ця рослина годує половину сучасного людства. З 28 відомих науці видів рису використовують тільки два. і Саме від них пішла велика і кількість сортів.

Люди, які вирощували рис, помітили одну його незвичайну особливість: він дуже любить вологу. Рис легко засвоюється організмом, широко використовується для харчування та з лікувальною метою при захворюваннях серця, шлунка та інших недугах.

Цитрусові рослини також відіграють певну роль у нашому раціоні. Вони містять велику кількість вітамінів, потрібних людському організму. Найпоширенішими сортами лимонів є "Новогрузинськнй", "Лісбон",і "Курський", "Ювілейний" та ін., апельсинів і— "Первенсць", "Корольки", мандаринів — "Шивамікин".

Експедиція наша наближається до Східноазіатського центру.

У 1929 р. М.Вавилов вирушив разом зі своїми співробітниками в Західний Китай, Японію та на Тайвань. Цей регіон характеризується субтропічним мусонним кліматом, значною відмінністю у іволоженні в різні періоди року. Зимовий мусон переміщується із центральних регіонів Азії в напрямку до океану. З ним приходить сухе континентальне повітря, унаслідок чого температура різко знижується, іноді навіть до 0 °С. Протягом трьох-чотирьох місяців може не випасти й краплини дощу.

Східноазіатський центр — це батьківщина сої, гречки, редьки, яблуні, груші, сливи, шовковиці, кількох видів проса, деяких цитрусових.

Історія донесла до нас численні відомості про монастирські сади Київської Русі, де росли різні сорти яблук, слив, груш. Завдяки значній селекційні роботі кількість сортів культурних яблук значно зросла. Якщо на початку XVIII ст. іх налічувалося 60, то тепер — понад 10 000 тис. Багато цінних сортів вивели такі вчені, як А Симиренко, І.Мічурін, В Пашкевич та ін.

Усі ці сорти об'єднані загальною назвою "яблуня домашня".

Яблука дуже корисні й володіють радіозахисною дією, оскільки в них містяться пектинові речовини.

Першу експедицію в північний Іран М.Вавилов організував у 1916р. На зворотному шляху вчений відвідав Памір.

У 1924рр. разом з агрономами В.Лебєдєвим, та Д.Букиничем М.Вавилов здійснив важку подорож до Афганістану, а повертаючись додому, завітав до Бухари і Хорезму.

До Пївденно-Західного азіатського центру входять Мала Азія і Середня Азія, Кавказ, Іран, Афганістан, північно-західна Індія. У цьому центрі клімат помірно-континентальний та субтропічний. В одній частині центру клімат дуже неоднорідний. Чим далі від океанів, тим більше зростає різниця зимових та літніх температур, усе меншою є річна сума опадів. Для області субтропічного континентального типу клімату характерні літня спека і значно холодніша зима

М Вавилов довів, що в гірських підняттях Східної та Південної Азії, Кавказу, Малої Азії зосереджена найбільша видова та внутрішньовидова різноманітність рослин. Учений встановив 60 агроекологічних областей у рослинництві земної кулі.

Південно-Західний азіатський центр — це батьківщина гороху посівного, нугу, сочевиці, кількох видів м'якої пшениці, жита, ячменю, вівса, деяких інших зернових і бобових, моркви, цибулі, бавовнику, льону, винограду, абрикоса, груші, мигдалю, волоського горіха та деяких інших плодових культур. А зараз поговоримо про такі рослини, як пшениця, жито та ячмінь.

Пшениця — одна з найдавніших зернових культур, основна хлібна культура в багатьох країнах світу. Вона високопродуктивна, зерно має добрі якості, тому хліб та інші вироби з пшеничного зерна найкращі. Головний центр походження пшениці — Південно-Західна Азія.

Поширення пшениці від центру її походження до областей холодного клімату зумовило виникнення озимих форм. У цьому велику роль відіграли гібридизація між окремими різновидами, умови вирощування рослин та штучний добір за ознаками ози-мості й зимостійкості. Нині відомо 16 видів культурної пшениці.

За вмістом та фізичними властивостями клейковини м'які пшениці поділяють на три групи: сильні, середні й слабкі. У зерні сильних пшениць міститься понад І4 % білків, 28 % клейковини; у зерні середніх — 11 — 13 % білків, 25 — 27 % клейковини; у зерні слабких — менше 11% білків, менше 25% клейковини.

Борошно сильних пшениць використовують для виготовлення високоякісних хлібних виробів, а також для покращення якості борошна слабких пшениць.

Історія культури жита почалася ще в часи бронзового віку. Батьківщиною його диких предків вважаються Середземномор'я та Передня Азія.

За хімічним складом житнє зерно істотно відрізняється від пшеничного. У ньому мало клейковини, а вміст білка здебільшого становить 10—12 %. Проте біологічна цінність білків жита вища, ніж білків пшениці. З житнього борошна випікають висококалорійні сорти хліба, такі як "Московський", "Український", "Бородінський" та Ін. Вони відзначаються добрими смаковими якостями, приємним запахом. Окремі хлібні вироби мають дієтичне значення.

Ячмінь належить до найпоширеніших зернових культур- У країнах Азії та Африки його вирощують протягом багатьох тисяч років. Численні знахідки зерен ячменю датуються 8—7 тис. до н.е.

Їх виявлено в Ірані, Іраку, Туреччині. Пізніше ячмінь проник у Європу, зокрема в Росію та Англію.

Ячмінь має також велике продовольче значення. З нього виготовляють перлові крупи. Ячмінне борошно у вигляді домішок використовується для виготовлення різноманітних кондитерських виробів та випікання хліба.

У 1926 р. чергова експедиція М.Вавилова проклала свій маршрут через країни Середземномор'я, а саме; Сирію, Палестину, Йорданію, Кіпр, Туніс, Алжир, Марокко, Грецію, Італію, Іспанію.

Клімат Середземномор'я субтропічний. Улітку тут стоїть суха спекотна погода, дощі випадають дуже рідко, над головою простягається беіхмарне і вічно блакит не небо. Узимку погода інша: часто йдуть дощі, тепло, триває вегетація рослин.

Цей центр дав 11 % видів культурних рослин Він є батьківщиною цукрових буряків, капусти, маслин, конюшини, люпину та інших культур. Поговоримо про овоч "номер один". Про нього багато писали античні вчені та письменники. Це капуста. Піфа-гор казав, що вона "підтримує бадьорість, веселий спокій і душевний настрій". Є свідчення, що великий філософ і математик давнини не тільки прославляв цю рослину словом у своі-х наукових трактатах, а й сам вирощував її, займався селекцією.

Вважають, що першими капусту почали вирощувати давні іберійці, які населяли теперішню Іспанію. Батьківщина рослини — європейське узбережжя Атлантики та середземноморське узбережжя. Справді, там і тепер можна зустріти дикорослих пращурів рослини. Щоправда, високорослі, з грубим і м'ясистим листям голівки мало чим схожі на сучасні тугі й круглі качани. Причина цього — багатовіковий добір, гібридизація та невтомний пошук селекціонерів. До того ж небагато знайдеться на планеті рослин, які мають таку рідкісну здатність до сор-тоутворення, як капуста.

Нам відомі такі сорти капусти, як ранній ("Дилерська"), середньостиглий ("Слава") та пізній ("Амагер"). На території України переважно вирощують пізній сорт "Амагер", який дає високу врожайність.

У 1927 р. М.Вавилов пройшов караванним шляхом по Ефіопії та Еритреї.

Наступну експедицію він повів до Абіссінського центру, який утворюють Абіссінське нагір'я Ефіопії та частина Аравійського півострова.

Сонячного тепла порівняно з тропічним поясом у цьому центрі значно менше. Сезонні коливання температур помітніші: літо спекотне, зима порівняно тепла. На півночі та південному заході Африки літо дуже сухе, зима волога, оскільки західні вітри в цю пору року приносять з океану морські повітряні маси помірних широт. На південному сході Африки, як і на сході тропічного поясу, дощі не припиняються цілий рік.

Абіссінський центр — це батьківщина твердої пшениці, особливої форми ячменю, кавового дерева.

Дослідження показали, що з просуванням пшениці 37° за довготою із заходу на схід, а саме від 33° до 70° довготи за однієї і тієї самої широти, вміст білка в її сортах збільшувався з 11,6 до 21,1 %.

В Україні відомі такі сорти пшениці, як "Селянська", "Київська", "Миронівська-808".