Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 47. Гомологічні ряди спадкової мінливості. Походження культурних рослин

Коли людство почало переходити до сільського господарства й осілого способу життя? У яких регіонах і коли відбувався цей процес? Що таке спадковість? Що таке мінливість? Які типи мінливості існують? Від яких факторів залежить урожайність сільськогосподарських рослин?

Явище гомологічних рядів спадкової мінливості

На початку XX століття М. І. Вавилов досліджував мінливість ознак у кількох родів злаків. Він звернув увагу на те, що у представників різних родів мінливість ознак відбувається схожим чином. Якщо в одному роді є карликові форми або форми з довгою остю, то ці ж варіанти можна буде виявити і в інших родах (мал 47.1). Таких ознак було багато, і вони утворювали цілі послідовності тотожних варіантів мінливості.

Мал. 47.1. Гомологічні ряди спадкової мінливості у трьох видів злаків

Власне, саме це явище на той час було вже відоме. Його, наприклад, описував у своїй роботі ще Ч. Дарвін, посилаючись на більш ранні дослідження інших учених. Але М. І. Вавилов уперше сформулював його у вигляді окремого закону гомологічних рядів мінливості і дав генетичне пояснення цьому явищу. Формулювання цього закону є таким: «Генетично близькі роди і види мають схожі ряди спадкової мінливості. Знаючи, які існують форми в одного виду, можна передбачити існування таких самих форм у інших, споріднених із ним, видів і родів».

Він уважав, що наявність таких рядів мінливості у споріднених родів є наслідком їх походження від спільного предка. Цей предок передав своїм нащадкам дуже схожі набори генів, кожний із яких може змінюватися тільки в певних межах. Тому мінливість у споріднених систематичних груп є схожою. І чим більша спорідненість, тим більш схожі ряди мінливості.

Наявність такої закономірності М. І. Вавилов запропонував використовувати в практичній роботі селекціонерів. Знаючи, які варіанти трапляються в близьких родів, можна було цілеспрямовано шукати потрібні форми у виду, з яким проводилася селекційна робота.

Знання цього закону йому вдалося використати для аналізу процесів одомашнення культурних рослин і встановлення центрів їх походження.

Одомашнення культурних рослин

Одомашнення — це процес змін популяцій рослин або тварин, завдяки якому вони стають пристосованими до утримання в неволі й використання їх людиною. Одомашнення відбувається з метою отримання від рослин і тварин продуктів харчування, промислової продукції (шкіра, волокно тощо) або в інших цілях (транспорт, охорона та ін.) (мал. 47.2). Більша частина видів була одомашнена в період від 2 до 12 тисяч років тому.

Мал. 47.2. Дика і одомашнена форми кукурудзи

Одомашнення рослин людиною відбувалося незалежно в різних регіонах нашої планети. І всі ці регіони мали певні особливості. Крім сприятливих кліматичних умов, потрібна була ще наявність деяких видів рослин із досить великими плодами й достатня кількість населення та певні соціальні умови для можливості утворення осілих поселень. Наприклад, клімат певних регіонів Австралії є дуже сприятливим для вирощування зернових. Але всі австралійські види злаків мають дуже дрібне насіння. І вирощувати їх для отримання зерна немає сенсу. А от після привезення в цю країну зерна злаків із Європи ситуація змінилася, і Австралія стала одним зі світових лідерів із виробництва зерна.

Тому існувало лише кілька центрів походження рослин. Виявив ці центри видатний учений, генетик і селекціонер М. І. Вавилов.

Центри походження культурних рослин

Найдавнішим центром походження культурних рослин уважають регіон «Родючого півмісяця», названого так за силует цього регіону відповідної форми на карті (мал. 47.3). Перехід до вирощування культурних рослин стався там приблизно 10-12 тисяч років тому. Усі інші центри походження рослин виникли пізніше.

Мал. 47.3. Силует «Родючого півмісяця» на карті

Основні центри походження культурних рослин

№ з/п

Назва центру

Місце розташування (мал. 47.4)

Рослини, які походять із цього центру

1

Східноазійський

Китай

Просо, соя, мандарин, ліщина, волоський горіх

2

Індо-малайський

Малайський архіпелаг, Філіппіни, Індокитай

Банан, кокосова пальма, помаранча, чорний перець, рис

3

Індійський

Індія, Мьянма

Баклажан, лимон, манго, гречка, огірок

4

Середньоазійський

Частина Пакистану, Афганістан, Таджикистан, Узбекистан

Диня, цибуля городня, часник, конопля

5

Передньоазійський («Родючий півмісяць»)

Мала Азія, Іран, Єгипет

Пшениця, полба, жито, ячмінь, горох, слива, груша, фінікова пальма, льон, інжир

6

Середземноморський

Балкани, Греція, Італія

Оливкове дерево, виноград, гірчиця, капуста, морква, буряк, кріп

7

Ефіопський

Ефіопія, Судан, Еритрея

Сорго, кава, кавун, кола, кунжут

8

Центральноамериканський

Центральна Америка, Антильські острови

Кукурудза, какао, батат, соняшник, тютюн

9

Південноамериканський

Гірські області Колумбії, Еквадору, Перу, Болівії

Картопля, помідор, арахіс, ананас, гевея

Мал. 47.4. Центри походження культурних рослин

Великого значення для розвитку цивілізацій у регіонах центрів походження культурних рослин набула кількість одомашнених видів. Чим більшу кількість видів було одомашнено, тим більш різноманітним і збалансованим ставало харчування населення. Відповідно, кращим був стан здоров'я населення, а його чисельність збільшувалася великими темпами.

Слід відзначити, що з центрами походження культурних рослин збігаються і центри походження домашніх тварин (мал. 47.5). Хоча не в усіх центрах походження рослин відбувалося одомашнення тварин. Це було пов'язано з наявністю в регіоні одомашнення рослин тих видів тварин, яких можна було одомашнювати. Ці два процеси відбувалися паралельно і впливали один на одного. Наприклад, одомашнення великої рогатої худоби і коней на території Євразії дозволило створити систему обробки землі сохою або плугом, які могли тягти воли чи коні. В Америці таких тварин не було, і вирощування злаків там потребувало великих об'ємів ручної праці.

Мал. 47.5. Центри походження домашніх тварин

Отже, тепер ви знаєте

1. Про що йдеться в законі гомологічних рядів спадкової мінливості? 2. Чому мінливість у близьких за походженням родів дає багато схожих форм? 3. Коли відбувалося одомашнення рослин? 4. Де люди вперше одомашнили рослини? 5*. Чому центри походження рослин розташовані тільки в певних регіонах?

Запитання та завдання

6*. Складіть перелік із 10 видів рослин, продукти з яких продаються в магазинах вашого регіону, і визначте, звідки походять ці рослини. 7*. Які фактори могли сприяти тому, що найдавніший перехід до землеробства стався саме в регіоні «Родючого півмісяця»?