Piedra
N Vavilov descubrió la ley de las series homológicas. La ley de las series homológicas de variabilidad hereditaria de los organismos.

N Vavilov descubrió la ley de las series homológicas. La ley de las series homológicas de variabilidad hereditaria de los organismos.

Secciones: Biología

Objetivos de la lección

Introducir a los estudiantes a las formas. variabilidad hereditaria, sus causas y efectos en el organismo. Desarrollar en los escolares la capacidad de clasificar formas de variabilidad y compararlas entre sí; dar ejemplos que ilustren la manifestación de cada uno de ellos;
Desarrollar conocimientos sobre los tipos de mutaciones;
Formular la ley de las series homológicas y explicar su significado;
Convencer a los estudiantes de secundaria de que el proceso de mutación es muy importante para la evolución del mundo orgánico y el trabajo de reproducción humana.

Manifestaciones

Diagrama de diferentes tipos de mutaciones cromosómicas.
Esquema de poliploidización.
Series homólogas en variabilidad hereditaria.

Términos Variabilidad genotípica, mutación, mutaciones genéticas, mutaciones genómicas, mutaciones cromosómicas:

inversión;
supresión;
duplicación;
translocación.

Tareas para estudiantes:

Formule la ley de series homológicas y dé ejemplos.
Familiarícese con la biografía de N.I. Vavilov y conocer sus principales descubrimientos científicos.
Haz una tabla "Formas de variabilidad".

Organizar el tiempo.

Poner a prueba conocimientos y habilidades.

trabajo frontal

¿Qué estudia la genética?
¿Qué significa el término herencia? - ¿variabilidad?
¿Qué formas de variabilidad conoces?
¿Qué significa norma de reacción?
¿Cuáles son los patrones de variabilidad de la modificación?
¿Cómo afectan las condiciones cambiantes a las características cuantitativas y cualitativas? Dar ejemplos
¿Qué es una norma de reacción? ¿Por qué la diversidad de características cualitativas en pequeño grado¿Depende de la influencia de las condiciones ambientales?
¿Cuál es el significado práctico en la agricultura de las normas de reacción de animales y plantas?

Trabajo individual en una computadora - trabajo de prueba

Complete el diagrama:

Los estudiantes trabajan en computadoras con la aplicación 1. (Durante la lección, se completan las tareas 1 a 5).

Aprendiendo nuevo material

El concepto de variabilidad hereditaria incluye la variabilidad genotípica y citoplasmática. El primero se divide en mutacional, combinativo y correlativo. La variabilidad combinativa ocurre durante el entrecruzamiento, la divergencia independiente de los cromosomas en la meiosis y la fusión aleatoria de gametos durante la reproducción sexual. La variabilidad mutacional incluye mutaciones genómicas, cromosómicas y genéticas. El término mutación fue introducido en la ciencia por G. de Vries. Su biografía y principal. logros científicos se encuentran en la sección. Las mutaciones genómicas están asociadas con la aparición de poliploides y aneuploides. Las mutaciones cromosómicas están determinadas por cambios intercromosómicos: translocación o reordenamientos intracromosómicos: deleción, duplicación, inversión. Las mutaciones genéticas se explican por cambios en la secuencia de nucleótidos: aumento o disminución de su número (deleción, duplicación), inserción de un nuevo nucleótido o rotación de una sección dentro de un gen (inversión). La variabilidad citoplasmática está asociada con el ADN, que se encuentra en los plastidios y las mitocondrias de la célula. La variabilidad hereditaria de especies y géneros relacionados obedece a la ley de series homológicas de Vavilov.

La modificación de la variabilidad refleja cambios en el fenotipo sin afectar el genotipo. Lo contrario es otra forma de variabilidad: genotípica o mutacional (según Darwin, hereditaria, indefinida, individual), que cambia el genotipo. La mutación es un cambio hereditario permanente en el material genético.

Los cambios individuales en el genotipo se llaman mutaciones.

El concepto de mutación fue introducido en la ciencia por el holandés de Vries. Las mutaciones son cambios hereditarios que conducen a un aumento o disminución de la cantidad de material genético, a un cambio en los nucleótidos o su secuencia.

Clasificación de mutaciones.

Mutaciones por naturaleza de manifestación: dominante, recesiva.
Mutaciones según el lugar de aparición: somática, generativa.
Mutaciones según la naturaleza de su aparición: espontáneas, inducidas.
Mutaciones según valor adaptativo: beneficiosas, perjudiciales, neutras. (Letal, semi-letal.)

La mayoría de las mutaciones que se producen son recesivas y desfavorables para el organismo, pudiendo incluso provocar su muerte. En combinación con un gen alélico dominante, las mutaciones recesivas no se manifiestan fenotípicamente. Las mutaciones ocurren en células germinales y somáticas. Si se producen mutaciones en las células germinales, se denominan generativo y aparecen en la generación que se desarrolla a partir de células germinales. Los cambios en las células vegetativas se llaman mutaciones somáticas. Estas mutaciones provocan un cambio en el carácter de sólo una parte del organismo que se desarrolla a partir de las células modificadas. En los animales, las mutaciones somáticas no se transmiten a las generaciones posteriores, ya que no surge un nuevo organismo a partir de células somáticas. En las plantas es diferente: en las células híbridas de organismos vegetales, la replicación y la mitosis pueden ocurrir en diferentes núcleos de maneras ligeramente diferentes. A lo largo de una serie de generaciones celulares, se pierden cromosomas individuales y se seleccionan ciertos cariotipos que pueden persistir durante muchas generaciones.

Hay varios tipos de mutaciones por nivel de aparición:

Mutaciones genómicas: cambios en la ploidía, es decir. números de cromosomas (aberraciones cromosómicas numéricas), que son especialmente comunes en las plantas;
Mutaciones cromosómicas: cambios en la estructura de los cromosomas (aberraciones cromosómicas estructurales);
Las mutaciones genéticas son cambios en genes individuales;

Mutaciones genómicas

La poliploidía es un aumento múltiple en el número de cromosomas.
La aneuploidía es la pérdida o aparición de cromosomas adicionales como resultado de un trastorno en la meiosis.

Surgen debido a cambios en el número o estructura de los cromosomas. Se observan cambios en la ploidía cuando se altera la segregación cromosómica.

Enfermedades cromosómicas

mutaciones generativas
XXY; XYU - Síndrome de Klinefelter.
XO - Síndrome de Shershevsky-Turner.

Mutaciones autosómicas

Síndrome de Patau (cromosoma 13).
Síndrome de Edwards (cromosoma 18).
Síndrome de Down (en el cromosoma 21).

Síndrome de Klinefelter.

XXY y XXXY – Síndrome de Klinefelter. Frecuencia de aparición 1:400 – 1:500. Cariotipo: 47, XXY, 48, XXXY, etc. Fenotipo masculino. Tipo de cuerpo femenino, ginecomastia. Brazos y piernas altos y relativamente largos. Cabello poco desarrollado. La inteligencia se reduce.

Síndrome de Shershevsky-Turner

X0 – Síndrome de Shereshevsky-Turner (monosomía X). La frecuencia de aparición es 1:2000 – 1:3000. Cariotipo 45,X. El fenotipo es femenino. Signos somáticos: altura 135 – 145 cm, pliegue cutáneo en forma de ala en el cuello (desde la parte posterior de la cabeza hasta el hombro), orejas bajas, subdesarrollo de los caracteres sexuales primarios y secundarios. En el 25% de los casos hay defectos cardíacos y anomalías renales. La inteligencia rara vez se ve afectada.

Síndrome de Patau: la trisomía en el cromosoma 13 (síndrome de Patau) se encuentra en recién nacidos con una frecuencia de aproximadamente 1:5000 - 1:7000 y se asocia con una amplia gama de defectos del desarrollo. SP se caracteriza por múltiples malformaciones congénitas del cerebro y la cara. Se trata de un grupo de trastornos tempranos de la formación del cerebro, los globos oculares, los huesos del cerebro y las partes faciales del cráneo. La circunferencia del cráneo suele estar reducida. La frente es inclinada, baja; las fisuras palpebrales son estrechas, el puente de la nariz hundido, las orejas bajas y deformadas. Un signo típico de SP es el labio y paladar hendido.

El síndrome de Down es una enfermedad causada por una anomalía del conjunto de cromosomas (cambios en el número o estructura de los autosomas), cuyas principales manifestaciones son el retraso mental, la apariencia peculiar del paciente y malformaciones congénitas. Una de las enfermedades cromosómicas más comunes, se presenta con una frecuencia promedio de 1 de cada 700 recién nacidos. A menudo se encuentra un pliegue transversal en la palma.

Mutaciones cromosómicas

Existen varios tipos de mutaciones cromosómicas asociadas con cambios en la estructura cromosómica:

deleción: pérdida de una sección de un cromosoma;
duplicación: duplicación de una sección cromosómica;
inversión: rotación de una sección cromosómica 180 grados;
translocación: transferencia de una sección cromosómica a otro cromosoma.
transposición: movimiento en un cromosoma.

Las eliminaciones y duplicaciones cambian la cantidad de material genético. Aparecen fenotípicamente dependiendo del tamaño de las regiones cromosómicas correspondientes y de si contienen genes importantes. Las duplicaciones pueden dar lugar a nuevos genes. Durante las inversiones y translocaciones, la cantidad de material genético no cambia, pero sí su ubicación. Estas mutaciones también desempeñan un papel importante, ya que cruzar mutantes con las formas originales es difícil y sus híbridos F1 suelen ser estériles.

Eliminaciones. En humanos, como resultado de la deleción:

Síndrome de Wolf: se pierde una región en el cromosoma 4 grande -
Síndrome del "grito del gato", con una deleción en el cromosoma 5. Causa: mutación cromosómica; Pérdida de un fragmento de cromosoma en el quinto par.
Manifestación: desarrollo anormal de la laringe, llantos felinos en la primera infancia, retraso en el desarrollo físico y mental.

Inversiones

Se trata de un cambio en la estructura de un cromosoma provocado por una rotación de 180° de una de sus secciones internas.
cromosómicos similares El reordenamiento es consecuencia de dos roturas simultáneas en un cromosoma.

Translocaciones

Durante la translocación, se intercambian secciones de cromosomas no homólogos, pero el número total de genes no cambia.

Reemplazo de bases

fenilcetonuria. Manifestación: alteración de la descomposición de la fenilalanina; Este es responsable de la demencia causada por la hiperfenilalaninemia. Con una dieta prescrita y seguida oportunamente (nutrición, agotamiento de fenilalanina) y el uso de ciertos medicamentos, manifestaciones clínicas esta enfermedad está prácticamente ausente
anemia falciforme.
Síndrome de Morphan.

Genético Las mutaciones (puntuales) están asociadas con cambios en la secuencia de nucleótidos. El gen normal (característico del tipo salvaje) y los genes mutantes que surgen de él se denominan alelos.

Cuando ocurren mutaciones genéticas, ocurren los siguientes cambios estructurales:

Mutación genética

Por ejemplo, la anemia de células falciformes es el resultado de una sustitución de una sola base en la cadena B de la globina sanguínea (la adenina se reemplaza por timina). Durante la eliminación y duplicación, la secuencia de tripletes se desplaza y surgen mutantes con un "cambio de marco", es decir, cambios de límites entre codones: desde el lugar de la mutación, todos los aminoácidos posteriores cambian.

Estructura primaria de la hemoglobina en pacientes sanos (1) y con anemia falciforme (2).

- val-gis-ley-tre – pro-gluto. k-ta- glu-liz
- val-gis-ley-tre – valina-glu-liz

Mutación en el gen de la beta-hemoglobina.

Síndrome de morfano

La alta liberación de adrenalina característica de la enfermedad contribuye no sólo al desarrollo de complicaciones cardiovasculares, sino también al surgimiento en algunos individuos de una fortaleza mental y un talento mental especiales. Se desconocen las opciones de tratamiento. Se cree que Paganini, Andersen, Chukovsky lo tenían

Hemofilia

Los mutágenos son factores que provocan mutaciones: biológicas, químicas, físicas.

La tasa de mutación se puede aumentar experimentalmente. En condiciones naturales, las mutaciones ocurren durante cambios bruscos de temperatura, bajo la influencia de la radiación ultravioleta y por otras razones. Sin embargo, en la mayoría de los casos, las verdaderas causas de las mutaciones siguen siendo desconocidas. Actualmente, se han desarrollado métodos para aumentar el número de mutaciones por medios artificiales. Por primera vez se obtuvo un fuerte aumento en el número de cambios hereditarios que ocurren bajo la influencia de los rayos X.

Factores físicos (diversos tipos de radiaciones ionizantes, radiación ultravioleta, rayos X)
Factores químicos (insecticidas, herbicidas, plomo, drogas, alcohol, algunos medicamentos y otras sustancias)
Factores biológicos (virus de la viruela, varicela, paperas, gripe, sarampión, hepatitis, etc.)

Eugenesia.

La eugenesia es la ciencia de mejorar la raza de la humanidad.

La eugenesia traducida del griego significa el nacimiento de lo mejor. Esta controvertida ciencia busca formas de mejorar las cualidades hereditarias de una persona utilizando principios genéticos. Siempre le ha resultado difícil seguir siendo una ciencia pura: su desarrollo fue seguido de cerca por la política, que dispuso de sus frutos a su manera.

En la antigua Esparta, la selección de personas se llevaba a cabo de forma más radical, destruyendo a los bebés que no tenían las cualidades físicas necesarias para un futuro guerrero. El padre de la eugenesia, que la puso sobre una base científica, fue Francis Galton en 1869. Después de analizar los pedigríes de cientos de personas talentosas, llegó a la conclusión: las habilidades geniales se heredan.

Hoy, la eugenesia tiene como objetivo erradicar las enfermedades hereditarias de la raza humana. Cualquier especie biológica estará al borde de la destrucción si su existencia entra en conflicto con la naturaleza. Casi la mitad de cada mil recién nacidos nace con algún tipo de patología hereditaria. En todo el mundo nacen cada año 2 millones de niños de este tipo. Entre ellos se encuentran 150 mil con síndrome de Down. Todo el mundo sabe desde hace tiempo que es más fácil prevenir el nacimiento de un niño que combatir enfermedades. Pero tales oportunidades han aparecido sólo en nuestro tiempo. El diagnóstico prenatal y el asesoramiento genético ayudan a resolver el problema de la viabilidad del parto.

Las posibilidades modernas del asesoramiento genético médico permiten determinar el riesgo de enfermedades hereditarias durante la planificación del embarazo.

Nikolai Ivanovich Vavilov

Nikolai Ivanovich Vavilov (1887-1943): botánico, genetista, fitomejorador y geógrafo ruso. Formuló la ley de series homológicas de variabilidad hereditaria. Creó la doctrina de los centros de origen. plantas cultivadas.

El científico ruso N. I. Vavilov estableció un patrón importante, conocido como la ley de las series homológicas en la variabilidad hereditaria: las especies y géneros genéticamente cercanos (conectados entre sí por la unidad de origen) se caracterizan por series similares en la variabilidad hereditaria. Con base en esta ley, es posible predecir el hallazgo de cambios similares en especies y géneros relacionados. Compiló una tabla de series homológicas en la familia.

cereales Este patrón también se manifiesta en los animales: por ejemplo, en los roedores existen series homólogas de colores de pelaje.

Ley de series homológicas.

Estudiar la variabilidad hereditaria de las plantas cultivadas y sus ancestros N.I. Vavilov formuló la ley de las series homológicas: “Las especies y géneros genéticamente cercanos se caracterizan por series similares de variabilidad hereditaria con tal regularidad que, conociendo la serie de formas dentro de una especie, se puede predecir la presencia de formas paralelas en otras especies y géneros. .”

Utilizando el ejemplo de la familia de los cereales, Vavilov demostró que se encuentran mutaciones similares en varias especies de esta familia. Así, el color negro de las semillas se encuentra en el centeno, el trigo, la cebada, el maíz y otros, a excepción de la avena, el pasto de trigo y el mijo. Todas las especies estudiadas tienen forma de grano alargado. También se producen mutaciones similares en los animales: albinismo y falta de pelo en los mamíferos, pelo corto en el ganado vacuno, ovino, perros y aves. El motivo de la aparición de mutaciones similares es el origen común de los genotipos.

Por tanto, el descubrimiento de mutaciones en una especie proporciona motivos para buscar mutaciones similares en especies relacionadas de plantas y animales.

Ley de series homológicas.

¿Qué formas mutantes deberían surgir en especies estrechamente relacionadas?
¿Quién es el fundador de la ley de las series homológicas?
¿Que dice la ley?

Tarea.

Párrafo 24
Encuentra ejemplos de mutaciones en la naturaleza.

Series homólogas). Formulado en 1920 por N.I. Vavilov, quien descubrió que la variabilidad hereditaria de las plantas es similar en especies y géneros estrechamente relacionados de la familia de los cereales. Se manifiesta en cambios en características similares con tal regularidad que, conociendo las formas de las plantas en representantes de una especie, se puede predecir la aparición de estas formas en otras especies y géneros relacionados. Cuanto más cercanas son las especies en origen, más claramente aparece esta similitud. Si varios tipos trigo (por ejemplo, blando y duro), se revelan una serie de cambios hereditarios similares en la espinosa de la mazorca (con aristas, semi-aristas, sin aristas), su color (orejas blancas, rojas, negras, grises), la forma y consistencia del grano, maduración temprana, resistencia al frío, capacidad de respuesta a los fertilizantes, etc.

Existe una variabilidad similar en la columna de la espiga en el trigo blando (1-4), el trigo duro (5-8) y la cebada de seis hileras (9-12) (según N.I. Vavilov).

El paralelismo de variación se expresa más débilmente en diferentes géneros dentro de una familia (por ejemplo, trigo, cebada, centeno, avena, pasto de trigo y otros géneros de la familia de los cereales) y aún más débil en diferentes familias dentro de un orden (de rango taxonómico superior). ). En otras palabras, de acuerdo con la ley de las series homológicas, especies cercanas, debido a la gran similitud de sus genomas (conjuntos de genes casi idénticos), tienen una variabilidad potencial similar de caracteres, que se basa en mutaciones similares de homólogos (ortólogos). genes.

N.I. Vavilov señaló la aplicabilidad de series homológicas de leyes a los animales. Obviamente, se trata de una ley universal de variabilidad que abarca todos los reinos de los organismos vivos. La validez de esta ley queda claramente ilustrada por la genómica, que revela la similitud de la estructura primaria del ADN de especies estrechamente relacionadas. La ley de las series homológicas se desarrolla aún más en el principio modular (de bloques) de la teoría de la evolución molecular, según el cual el material genético diverge a través de duplicaciones y combinatoria posterior de secciones (módulos) de ADN.

La ley de las series homológicas ayuda en la búsqueda específica de los cambios hereditarios necesarios para la selección. Indica a los criadores la dirección de la selección artificial y facilita la producción de formas prometedoras para la selección de plantas, animales y microorganismos. Por ejemplo, guiados por la ley de las series homológicas, los científicos han creado variedades de altramuces forrajeros libres de alcaloides (no amargos) para los animales que pastan, al mismo tiempo que enriquecen el suelo con nitrógeno. La ley de las series homológicas también ayuda a orientar la selección de objetos modelo y sistemas genéticos específicos (genes y rasgos) para modelar y buscar terapias para enfermedades humanas hereditarias, como enfermedades metabólicas, enfermedades neurodegenerativas, etc.

Iluminado: Vavilov N.I. La ley de las series homológicas en la variabilidad hereditaria. M., 1987.

S. G. Inge-Vechtomov.

El procesamiento de un extenso material de observación y experimentación, un estudio detallado de la variabilidad de numerosas especies de Linneo (Linneons), una gran cantidad de datos nuevos obtenidos principalmente del estudio de plantas cultivadas y sus parientes silvestres, permitieron a N.I. Vavilov combinará todos los ejemplos conocidos de variabilidad paralela en un solo todo y formulará ley común, que llamó "La ley de las series homólogas en la variación hereditaria" (1920), sobre la cual informó en el Tercer Congreso de Criadores de toda Rusia, celebrado en Saratov. En 1921 N.I. Vavilov fue enviado a Estados Unidos para asistir al Congreso Internacional de Agricultura, donde hizo una presentación sobre la ley de las series homológicas. La ley de variabilidad paralela de géneros y especies cercanas, establecida por N.I. Vavilov y asociado con un origen común, desarrollando las enseñanzas evolutivas de Charles Darwin, fue apreciado por la ciencia mundial. Los espectadores lo percibieron como el mayor evento de la ciencia biológica mundial, que abre los más amplios horizontes para la práctica.

La ley de las series homólogas, en primer lugar, establece la base para la sistemática de la enorme diversidad de formas vegetales en las que el mundo orgánico es tan rico, permite al criador tener una idea clara del lugar de cada una, incluso la unidad sistemática más pequeña del mundo vegetal y juzgar la posible diversidad de material fuente para la selección.

Las principales disposiciones de la ley de las series homológicas son las siguientes.

"1. Las especies y géneros genéticamente cercanos se caracterizan por series similares de variabilidad hereditaria con tal regularidad que, conociendo la serie de formas dentro de una especie, se puede predecir la presencia de formas paralelas en otras especies y géneros. Cuanto más cerca estén genéticamente ubicados sistema común géneros y linneones, más completa es la similitud en los rangos de su variabilidad.

2. Familias enteras de plantas se caracterizan generalmente por un cierto ciclo de variabilidad que atraviesa todos los géneros y especies que las componen.”

Incluso en el III Congreso de Selección de toda Rusia (Saratov, junio de 1920), donde N.I. Vavilov informó por primera vez sobre su descubrimiento, todos los participantes del congreso reconocieron que "al igual que la tabla periódica (sistema periódico)", la ley de las series homológicas permitirá predecir la existencia, propiedades y estructura de formas y especies de plantas aún desconocidas y animales, y apreció mucho la importancia científica y práctica de esta ley. Los avances modernos en biología celular molecular permiten comprender el mecanismo de la existencia de variabilidad homológica en organismos estrechamente relacionados (cuál es exactamente la base de la similitud de formas y especies futuras con las existentes) y sintetizar de manera significativa nuevas formas de plantas que no existen en la naturaleza. Ahora se añade nuevo contenido a la ley de Vavilov, al igual que la apariencia. Teoría cuántica dio nuevo contenido más profundo tabla periódica Mendeleev.

En 1920 N.I. vavílov describe las ideas principales de la Ley de Series Homólogas en un informe en el III Congreso de Selección de toda Rusia en Saratov. Idea principal: las especies de plantas relacionadas tienen espectros de variación similares (a menudo un número fijo de variaciones estrictamente definidas).

“Y Vavilov hizo tal cosa. Recogió todas las características hereditarias conocidas de las plantas mejor estudiadas, como ya dije, de entre los cereales cultivados, las ordenó en un orden determinado en tablas y comparó todas las subespecies, formas y variedades que conocía en ese momento. Se compilaron muchas tablas y, por supuesto, había una gran cantidad de material. Al mismo tiempo, en Saratov, añadió legumbres a los cereales: varios guisantes, arvejas, frijoles, frijoles, etc. - y algunas otras plantas cultivadas. Y en muchos casos hubo paralelismo en muchas especies. Por supuesto, cada familia, género y especie de plantas tenía sus propias características, su propia forma, su propia forma de expresión. Por ejemplo, el color de las semillas variaba de casi blanco a casi negro en casi todas las plantas cultivadas. Esto significa que si se hubieran descrito cereales mejor estudiados con un gran número de variedades y formas ya conocidas y estudiadas, se podrían obtener varios cientos varios signos, y otros parientes menos estudiados o silvestres de especies cultivadas no tienen muchas características, entonces, por así decirlo, se pueden predecir. Se encontrarán en el material grande correspondiente.

Vavilov demostró que, en general, la variabilidad hereditaria de todas las plantas varía en gran medida en paralelo. A esto lo llamó serie homóloga de variabilidad vegetal. Y señaló que cuanto más cercanas están las especies entre sí, mayor es la homología de las series de variabilidad de caracteres. Toda una gama de diferentes patrones generales Se identificó en estas series homólogas de variabilidad hereditaria en plantas. Y Vavilov tomó esta circunstancia como una de las bases más importantes para una mayor selección y búsqueda de características económicamente útiles en las plantas introducidas en cultivo. El estudio de series homólogas de variabilidad hereditaria, primero en plantas cultivadas y luego en animales domésticos, es ahora una cuestión de rutina y una de las bases para una mayor selección. necesitado por una persona variedades de determinadas especies de plantas que se estudian. Este fue quizás uno de los primeros logros importantes de Vavilov a escala mundial, que muy rápidamente creó su nombre mundial. El nombre de, si no el primero y mejor, sí uno de los primeros y mejor botánicos aplicados del mundo.

Paralelamente, Vavilov actuó en todo el mundo: en toda Europa, en la mayor parte de Asia, en gran parte de África, en el norte, centro y Sudamerica- un gran número de expediciones con recogida de material enorme, principalmente de plantas cultivadas. Creo que en 1920 Vavilov fue nombrado director de la Oficina de Botánica Aplicada y Nuevos Cultivos. Esta Oficina fue ligeramente modificada y convertida en Instituto de Botánica Aplicada y Nuevos Cultivos, luego Instituto de Botánica Aplicada, Genética y Fitomejoramiento. Y a finales de los años 30 ya se había convertido en el Instituto de Cultivo de Plantas de toda la Unión. Este nombre aún se conserva, aunque su participación mundial, por supuesto, cayó considerablemente después de la muerte de Vavilov. Pero aún así, muchas tradiciones de Vavilov aún se mantienen, y parte de la enorme colección mundial viva de variedades, subespecies y formas de plantas cultivadas de literalmente todos los grupos de plantas cultivadas en el mundo se conserva en Pushkin, el antiguo Detskoye Selo, el antiguo Tsarskoye. Selo. Se trata de un museo viviente, replantado cada año, creado por Vavilov. Lo mismo ocurre en innumerables estaciones experimentales repartidas por toda la Unión Soviética.

Durante sus numerosos viajes, Vavilov nuevamente logró no ahogarse en el enorme material, en este caso la diversidad geográfica de formas de varios tipos de plantas cultivadas. Trazó todo en mapas a gran escala con lápices de colores, primero jugando con mapas geográficos como niños pequeños y luego traduciendo todo en mapas pequeños relativamente simples con íconos negros de varios tipos para diferentes formas de plantas cultivadas. Así descubrió en el mundo, en el globo, en la biosfera de nuestro planeta, varios centros de diversidad cultural de plantas. Y mostró, simplemente en mapas, la expansión y distribución en la Tierra no solo de especies individuales, sino de ciertos grupos de especies, domesticadas, aparentemente, por primera vez en un lugar determinado, bueno, digamos, en el norte o centro de China o en la parte montañosa del norte de África, o, digamos, en la región de Perú, en América del Sur, en las montañas, en los Andes. A partir de ahí, generalmente no solo una especie de alguna planta cultivada, sino un grupo de especies económicamente relacionadas que surgieron como plantas cultivadas y echaron raíces como plantas cultivadas en un lugar determinado, se extendieron por toda la Tierra. Algunos no están lejos, a poca distancia, mientras que otros han conquistado la mitad del mundo, como suele decirse, como el mismo trigo o los guisantes.

Vavilov estableció así centros de diversidad y origen de diversas formas de plantas cultivadas en diferentes lugares del mundo. Y creó toda una teoría sobre el origen de las plantas cultivadas en varias épocas del mundo antiguo y antiguo. Este fue el segundo gran logro de Vavilov, nuevamente a nivel mundial. Ahora es imposible desarrollar más la historia de la agricultura mundial y la historia de los centros de origen de las plantas cultivadas sin la base creada por Vavilov. Hay intentos, por así decirlo, de cierta reforma y modificación de las opiniones de Vavilov, pero se puede decir que son particularidades en comparación con la imagen general del mundo creada por Vavilov.

Esto significa que ya he enumerado tres grandes logros: la inmunidad de las plantas, la ley de series homológicas y la teoría de los centros agrícolas y el surgimiento de diversas formas de plantas cultivadas. Quizás lo último que me gustaría mencionar de los logros generales de Vavilov es una gran cantidad de sus obras y esfuerzos, principalmente esfuerzos en el sentido de propaganda en varios congresos, internacionales y de toda la Unión, escribiendo artículos de divulgación científica sobre el problema de la promoción de la agricultura. al norte en primer lugar y en zonas ocupadas por desiertos y tierras baldías, combinado con la conservación de la naturaleza en un sentido completamente moderno e incluso pensado para el futuro próximo: la promoción de la cultura junto con una actitud razonable hacia las comunidades de organismos vivos del biosfera. En estas áreas, Vavilov es absolutamente excepcional, yo diría, un científico excepcionalmente grande a escala global”.

Ley de series homológicas.

El procesamiento de un extenso material de observación y experimentación, un estudio detallado de la variabilidad de numerosas especies de Linneo (Linneons), una gran cantidad de datos nuevos obtenidos principalmente del estudio de plantas cultivadas y sus parientes silvestres, permitieron a N.I. Vavilov reunió todos los ejemplos conocidos de variabilidad paralela y formuló una ley general, a la que llamó "La ley de las series homólogas en la variación hereditaria" (1920), sobre la que informó en el Tercer Congreso de Criadores de toda Rusia, celebrado en Saratov. En 1921 N.I. Vavilov fue enviado a Estados Unidos para asistir al Congreso Internacional de Agricultura, donde hizo una presentación sobre la ley de las series homológicas. La ley de variabilidad paralela de géneros y especies cercanas, establecida por N.I. Vavilov y asociado con un origen común, desarrollando las enseñanzas evolutivas de Charles Darwin, fue apreciado por la ciencia mundial. Los espectadores lo percibieron como el mayor evento de la ciencia biológica mundial, que abre los más amplios horizontes para la práctica.

Las principales disposiciones de la ley de las series homológicas son las siguientes.

"1. Las especies y géneros genéticamente cercanos se caracterizan por series similares de variabilidad hereditaria con tal regularidad que, conociendo la serie de formas dentro de una especie, se puede predecir la presencia de formas paralelas en otras especies y géneros. Cuanto más cerca estén ubicados genéticamente los géneros y los linneones en el sistema general, más completa será la similitud en la serie de su variabilidad.

2. Familias enteras de plantas se caracterizan generalmente por un cierto ciclo de variabilidad que atraviesa todos los géneros y especies que las componen.”

Incluso en el III Congreso de Selección de toda Rusia (Saratov, junio de 1920), donde N.I. Vavilov informó por primera vez sobre su descubrimiento, todos los participantes del congreso reconocieron que "al igual que la tabla periódica (sistema periódico)", la ley de las series homológicas permitirá predecir la existencia, propiedades y estructura de formas y especies de plantas aún desconocidas y animales, y apreció mucho la importancia científica y práctica de esta ley. Los avances modernos en biología celular molecular permiten comprender el mecanismo de la existencia de variabilidad homológica en organismos cercanos (en qué se basa exactamente la similitud de las formas y especies futuras con las existentes) y sintetizar de manera significativa nuevas formas de plantas que no existen en la naturaleza. Ahora se está añadiendo nuevo contenido a la ley de Vavilov, del mismo modo que el surgimiento de la teoría cuántica dio un contenido nuevo y más profundo al sistema periódico de Mendeleev.

La doctrina de los centros de origen de las plantas cultivadas

Ya a mediados de la década de 1920, el estudio de la distribución geográfica y la diversidad intraespecífica de diversos cultivos agrícolas, realizado por N.I. Vavilov y bajo su liderazgo permitieron a Nikolai Ivanovich formular ideas sobre los centros geográficos de origen de las plantas cultivadas. El libro "Centros de origen de las plantas cultivadas" se publicó en 1926. La idea profundamente fundamentada teóricamente de los centros de origen proporcionó una base científica para la búsqueda específica de plantas útiles para los humanos y se utilizó ampliamente con fines prácticos.

No menos importante para la ciencia mundial es la enseñanza de N.I. Vavilov sobre los centros de origen de las plantas cultivadas y los patrones geográficos en la distribución de sus características hereditarias (publicadas por primera vez en 1926 y 1927). En estas obras clásicas N.I. Vavilov fue el primero en presentar una imagen coherente de la concentración de una enorme riqueza de formas de plantas cultivadas en unos pocos centros primarios de su origen y abordó la cuestión del origen de las plantas cultivadas de una manera completamente nueva. Si antes que él los botánicos-geógrafos (Alphonse De-Candolle y otros) buscaban la patria "general" del trigo, entonces Vavilov buscaba centros de origen de especies individuales, grupos de especies de trigo en varias regiones del mundo. En este caso, fue especialmente importante identificar áreas de distribución natural (áreas) de variedades de una determinada especie y determinar el centro de mayor diversidad de sus formas (método botánico-geográfico).

Para establecer la distribución geográfica de variedades y razas de plantas cultivadas y sus parientes silvestres, N.I. Vavilov estudió los centros de la antigua cultura agrícola, cuyo comienzo vio en las regiones montañosas de Etiopía, Asia occidental y central, China, India, los Andes de América del Sur y no en los amplios valles de los grandes ríos: el Nilo. , Ganges, Tigris y Éufrates, como habían afirmado anteriormente los científicos. Los resultados de investigaciones arqueológicas posteriores confirman esta hipótesis.

Para encontrar centros de diversidad y riqueza de formas vegetales, N.I. Vavilov organizó numerosas expediciones según un plan específico correspondiente a sus descubrimientos teóricos (series homólogas y centros de origen de las plantas cultivadas), que en 1922-1933. Visitó 60 países del mundo, así como 140 regiones de nuestro país. Como resultado, se ha reunido un valioso fondo de recursos vegetales del mundo, que asciende a más de 250.000 ejemplares. La colección más rica recolectada fue cuidadosamente estudiada utilizando métodos de selección, genética, química, morfología, taxonomía y cultivos geográficos. Todavía está almacenado en VIR y lo utilizan nuestros criadores y los extranjeros.

Creación de N.I. La doctrina moderna de selección de Vavilov.

El estudio sistemático de los recursos vegetales del mundo de las plantas cultivadas más importantes ha cambiado radicalmente la comprensión de la composición varietal y de especies incluso de cultivos tan bien estudiados como el trigo, el centeno, el maíz, el algodón, los guisantes, el lino y las patatas. Entre las especies y muchas variedades de estas plantas cultivadas traídas de las expediciones, casi la mitad resultaron ser nuevas, aún no conocidas por la ciencia. El descubrimiento de nuevas especies y variedades de patatas ha cambiado por completo la comprensión previa sobre el material de partida para su selección. Basado en material recopilado por expediciones de N.I. Vavilov y sus colaboradores fundaron toda la producción de algodón y construyeron el desarrollo de los subtrópicos húmedos en la URSS.

A partir de los resultados de un estudio detallado y de largo plazo de las riquezas varietales recopiladas por las expediciones, se elaboraron mapas diferenciales de localización geográfica de variedades de trigo, avena, cebada, centeno, maíz, mijo, lino, guisantes, lentejas, judías, Se recopilaron habas, garbanzos, garbanzos, patatas y otras plantas. En estos mapas se podía ver dónde se concentra la principal diversidad varietal de las plantas nombradas, es decir, dónde se debe obtener el material de partida para la selección de un cultivo determinado. Incluso para plantas tan antiguas como el trigo, la cebada, el maíz y el algodón, que se habían extendido durante mucho tiempo por todo el mundo, fue posible establecer con gran precisión las principales áreas de potencial de las especies primarias. Además, se encontró que las áreas de formación primaria coincidieron para muchas especies e incluso géneros. El estudio geográfico ha llevado al establecimiento de floras culturales independientes y específicas de regiones individuales.

El estudio de los recursos vegetales del mundo permitió a N.I. Vavilov dominó completamente el material original para el trabajo de mejoramiento en nuestro país, replanteó y resolvió el problema del material original para la investigación genética y de selección. Desarrolló los fundamentos científicos de la selección: la doctrina del material de origen, las bases botánicas y geográficas del conocimiento de las plantas, los métodos de selección de rasgos económicos que implican hibridación, incubación, etc., la importancia de la hibridación interespecífica e intergenérica distante. Todos estos trabajos no han perdido su importancia científica y práctica en la actualidad.

Estudio botánico-geográfico gran número Las plantas cultivadas condujeron a una taxonomía intraespecífica de plantas cultivadas, como resultado de lo cual los trabajos de N.I. Vavilov “Las especies de Linneo como sistema” y “La doctrina del origen de las plantas cultivadas después de Darwin”.