Підручник з Біології і екології. 11 клас. Соболь - Нова програма

Природа гомологічної мінливості - передусім у спорідненості.

М. І. Вавилов

§ 57. ВЧЕННЯ М. І. ВАВИЛОВА ПРО ЦЕНТРИ РІЗНОМАНІТНОСТІ ТА ПОХОДЖЕННЯ КУЛЬТУРНИХ РОСЛИН

Основні поняття й ключові терміни: Культурні рослини. ЦЕНТРИ ПОХОДЖЕННЯ КУЛЬТУРНИХ РОСЛИН. Закон гомологічних рядів спадкової мінливості.

Пригадайте! Що таке селекція рослин?

Знайомтеся!

«Кава - це щось більше, ніж просто рослина чи буденний напій. Кава - це настрій, присмак і спосіб життя. Кава - це окрема культура, оспівана і возвеличена багатьма митцями пера і слова... Кава - це стан душі.... Це щось незбагненно загадкове і далеке. А розгадку цієї таємничості слід шукати в двох зернятках вічнозеленого кавового куща» (Таємниця кавових зернят // Станіславський натураліст. 2007). А звідки походить найпоширеніший вид роду Кавове дерево - кава аравійська (Coffea arabica)? Це культурна чи дикоросла рослина?

ЗМІСТ

Які особливості походження й поширення культурних рослин?

Культурні рослини - рослини, вирощувані людством для отримання харчових продуктів, кормів, ліків, сировини та задоволення естетичних потреб.

Іл 94. Овочеві культурні рослини

Майже всі сучасні культурні рослини окультурено за кілька тисячоліть до нашої ери. Найдавніші з них - кукурудза, банан, гарбуз, кокосова пальма, ячмінь, боби, цибуля, картопля, рис, горох, цукрова тростина.

Культурним рослинам властиві особливі ознаки: 1) переважна більшість культурних рослин походить від вихідних дикорослих предкових видів; 2) поширені на різних континентах, незалежно від місця виникнення, але свого природного ареалу в них немає; 3) виникнення культурних рослин пов'язане із селекцією; 4) втратили пристосування для поширення, часто обмежені й їхні адаптаційні властивості, тому існують завдяки діяльності людини; 5) збільшені (або зменшені) розміри та знижена генетична мінливість. Культурні рослини класифікують на: зернові, бобові, плодові, овочеві, баштанні, цукрові, прядильні, декоративні, лікарські, технічні, тонізуючі культури (іл. 94).

Раніше вважалося, що основні осередки давніх землеробських культур - широкі долини Тигру, Євфрату, Гангу, Нілу й інших великих річок. Завдяки дослідженням М. І. Вавилова встановлено, що майже всі культурні рослини з'явилися від дикорослих видів, що були поширені в гірських районах тропіків, субтропіків і помірного поясу. Так, батьківщина кави аравійської лежить у горах Ємену на Аравійському півострові, звідси і походить його назва. Основні географічні центри початкового введення в культуру більшості рослин пов'язані не тільки з видовим і генетичним різноманіттям, а й з найдавнішими цивілізаціями.

Отже, культурні рослини мають або мали в природі осередки, в яких виникли і звідки поширилися по всій Землі.

Яке значення для селекції має вчення про центри походження культурних рослин?

ЦЕНТРИ ПОХОДЖЕННЯ КУЛЬТУРНИХ РОСЛИН - географічні центри генетичного різноманіття культурних рослин. Питання, пов'язані з походженням культурних рослин, вивчав видатний ботанік М. І. Вавилов. У своїй науковій праці «Вчення про походження культурних рослин після Дарвіна» (1939) науковець визначив 7 основних географічних центрів походження культурних рослин (іл. 95).

1. Південноазійський тропічний (33 %) (огірок, лимон, кокос, чай, апельсин).

2. Східноазійський (20 %) (рис, просо, яблуня, груша, персик, соя, грецький горіх, хурма).

3. Південно-Західноазійський (4 %) (м'які пшениці, ячмінь, жито, фінік, горох, диня).

4. Середземноморський (11 %) (капуста, буряк, морква, олива, виноград).

5. Абіссінський (або Ефіопський) (4 %) (тверді пшениці, кавове дерево, бавовник, кунжут).

6. Центральноамериканський (10 %) (кукурудза, квасоля, гарбуз, какао).

7. Південноамериканський (або Андійський) (8 %) (картопля, помідор, хінне дерево, ананас, арахіс).

Іл. 95. Центри походження культурних рослин

Вчення про центри походження і різноманітності культурних рослин дало змогу встановити, що для різних видів культурних рослин існують свої центри різноманіття, де виявлено найбільшу кількість їхніх сортів і форм. Центри різноманіття культурних рослин є водночас і районами їхнього походження з найбільшим генетичним різноманіттям.

Вчення про центри походження культурних рослин розвивається й доповнюється. Так, тропічну Індію та Індокитай з Індонезією розглядають як два самостійні центри, а Південно-Західноазійський центр поділений на Середньоазійський та Передньоазійський. Виокремлено нові центри: Австралійський, Північноамериканський (звідки походить соняшник, два види гарбузів, ячмінь тощо), Європейсько-Сибірський.

Отже, центри походження рослин і тварин надають науковцям інформацію про вихідну різноманітність рослин і тварин, що є однією з умов успішного створення сортів і порід.

Яке значення для селекції закону гомологічних рядів спадкової мінливості?

Досліджуючи спадкову мінливість ознак різних сортів культурних рослин і близьких до них диких видів, М. І. Вавилов виявив багато спільних спадкових змін. Це дало змогу сформулювати у 1920 р. закон гомологічних рядів у спадковій мінливості (закон Вавилова): генетично близькі види та роди характеризуються подібними рядами спадкової мінливості з такою правильністю, що вивчивши ряд форм у межах одного виду або роду, можна передбачити наявність форм з подібними поєднаннями ознак у межах близьких видів або родів.

М. І. Вавилов (1887-1943)

Прикладами, що ілюструють цю закономірність є: у пшениці, ячменю і вівса трапляються білий, червоний і чорний кольори колосу; у злакових відомі форми з довгими і короткими остюками та ін. М. І. Вавилов указував, що гомологічні ряди часто виходять за межі родів і навіть родин. Основою гомологічних рядів є подібність, що виникає як результат дії генів, що зумовлюють подібні ланцюги біохімічних реакцій у організмі. Теоретичною основою гомології рядів спадкової мінливості у близьких таксономічних груп є уявлення про єдність їх походження шляхом дивергенції під дією природного добору.

Для селекції закон гомологічних рядів уможливлює передбачення мутацій, що можна використовувати для створення нових форм. Так, було передбачено ознаки озимої форми твердої пшениці, безостість у м'якої, твердої пшениці та ячменю, голі зерна у пшениці, ячменю, вівса (іл. 96). Окрім того, закон сприяє розробленню наукових основ інтродукції сортів у нові для них райони.

Іл. 96. Ряди спадкової мінливості колоскових злаків: м'яка пшениця (1 - 4), тверда пшениця (5 - 8) і ячмінь (9 - 12). Серед них є форми з довгими остюками (1, 5, 9), короткими остюками (2, 6, 10) та без остюків (4, 8, 12)

Отже, закон гомологічних рядів спадкової мінливості є біологічною основою методів селекції для цілеспрямованого отримання необхідних спадкових змін.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з таблицею. Різноманітність культурних рослин

Наведіть приклади культурних рослин. Заповніть у робочому зошиті таблицю та сформулюйте висновок про причини різноманітності культурних рослин.

Група

Злакові

Овочеві

Плодові

Олійні

Цукрові

Баштанні

Приклади

Біологія + Нумізматика. Сорти пшениці й селекція

«Василь Ремесло» - ювілейна монета номіналом 2 гривні випущена Національним банком України у 2017 р. Присвячена талановитому селекціонеру, академіку, «творцю» пшеничного колоса - Василеві Миколайовичу Ремеслу (1907-1983).

Він закріпив за Україною статус «житниці Європи», селекціонував 40 сортів зернових культур, найвідомішими з яких є Миронівська-264, Миронівська-808. Обґрунтуйте значення вчення про центри походження культурних рослин для створення сортів пшениці.

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Цивілізації. Грецька цивілізація й культурні рослини

Перша цивілізація в Європі виникла на території Греції. Великою мірою формування грецької цивілізації було пов'язано з тріадою культурних рослин. Назвіть ці культури, визначте центр походження та схарактеризуйте основні кліматичні умови цього центру. Наведіть інші приклади та обґрунтуйте твердження про те, що центри походження культурних рослин пов'язані з найдавнішими цивілізаціями.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1-6

1. Які рослини називаються культурними? 2. Назвіть групи культурних рослин. 3. Що таке центри походження культурних рослин? 4. Назвіть основні центри походження культурних рослин. 5. Хто сформулював закон гомологічних рядів спадкової мінливості? 6. Як формулюється цей закон?

7-9

7. Які особливості культурних рослин? 8. Яке значення для планування селекційної роботи має вчення М. І. Вавилова про центри походження культурних рослин? 9. Яке значення для селекції має закон гомологічних рядів спадкової мінливості?

10-12

10. На конкретному прикладі обґрунтуйте значення вчення про центри походження культурних рослин для селекції.