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N Vavilov a découvert la loi des séries homologiques. La loi des séries homologiques de variabilité héréditaire des organismes

N Vavilov a découvert la loi des séries homologiques. La loi des séries homologiques de variabilité héréditaire des organismes

Sections: La biologie

Objectifs de la leçon

Présenter les formulaires aux étudiants variabilité héréditaire, leurs causes et leurs effets sur le corps. Développer chez les écoliers la capacité de classer les formes de variabilité, de les comparer entre elles ; donner des exemples illustrant la manifestation de chacun d'eux ;
Former des connaissances sur les types de mutations ;
Formuler la loi des séries homologues et expliquer sa signification ;
Convaincre les lycéens que le processus de mutation est très important pour l’évolution du monde organique et le travail de sélection humaine.

Démonstrations

Schéma de différents types de mutations chromosomiques.
Schéma de polyploïdisation.
Séries homologues en variabilité héréditaire.

Termes Variabilité génotypique, mutation, mutations génétiques, mutations génomiques, mutations chromosomiques :

inversion;
effacement;
reproduction;
translocation.

Tâches pour les étudiants :

Formuler la loi des séries homologues et donner des exemples.
Faites connaissance avec la biographie de N.I. Vavilov et connaît ses principales découvertes scientifiques.
Faire un tableau "Formes de variabilité"

Organisation du temps.

Tester les connaissances et les compétences.

Travail de façade

Qu'étudie la génétique ?
Que signifie le terme hérédité ? - variabilité ?
Quelles formes de variabilité connaissez-vous ?
Que signifie le taux de réaction ?
Quels sont les modèles de variabilité des modifications ?
Comment les conditions changeantes affectent-elles les traits quantitatifs et qualitatifs ? Donne des exemples
Qu'est-ce qu'une vitesse de réaction ? Pourquoi la variété des caractéristiques qualitatives dans petit degré est-ce que cela dépend des conditions environnementales ?
Quelle est l'importance pratique en agriculture de la valeur de la vitesse de réaction des animaux et des plantes ?

Travail individuel sur ordinateur - travail de test

Remplir le tableau:

Travail des étudiants sur ordinateur avec l'application 1 . (Pendant la leçon, les tâches 1 à 5 sont terminées).

Apprendre du nouveau matériel

Le concept de variabilité héréditaire inclut la variabilité génotypique et cytoplasmique. Le premier est divisé en mutationnel, combinatoire, corrélatif. La variation combinée se produit avec le croisement, la divergence indépendante des chromosomes lors de la méiose et la fusion aléatoire des gamètes au cours de la reproduction sexuée. La composition de la variabilité mutationnelle comprend les mutations génomiques, chromosomiques et génétiques. Le terme mutation a été introduit dans la science par G. de Vries. Sa biographie et principal réalisations scientifiques situé dans la rubrique. Les mutations génomiques sont associées à l'apparition de polyploïdes et d'aneuploïdes. Les mutations chromosomiques sont déterminées par des modifications interchromosomiques - translocation ou réarrangements intrachromosomiques : délétion, duplication, inversion. Les mutations génétiques s'expliquent par des modifications dans la séquence des nucléotides : augmentation ou diminution de leur nombre (délétion, duplication), insertion d'un nouveau nucléotide ou rotation d'une section au sein d'un gène (inversion). La variabilité cytoplasmique est associée à l'ADN, présent dans les plastes et les mitochondries de la cellule. La variabilité héréditaire des espèces et genres apparentés obéit à la loi des séries homologues de Vavilov.

La variabilité des modifications reflète les changements dans le phénotype sans affecter le génotype. En face se trouve une autre forme de variabilité - génotypique ou mutationnelle (selon Darwin - héréditaire, indéfinie, individuelle), modifiant le génotype. La mutation est une modification héréditaire persistante du matériel génétique.

Les changements individuels dans le génotype sont appelés mutation.

Le concept de mutation a été introduit dans la science par le Néerlandais de Vries. Les mutations sont des changements héréditaires qui conduisent à une augmentation ou une diminution de la quantité de matériel génétique, à une modification des nucléotides ou de leur séquence.

Classement des mutations

Mutations selon la nature de la manifestation : Dominante, récessive.
Mutations au lieu de leur apparition : somatiques, génératives.
Mutations selon la nature de l'apparition : spontanées, induites.
Mutations par valeur adaptative : bénéfique, nuisible, neutre. (Mortel, semi-mortel.)

La plupart des mutations qui en résultent sont récessives et défavorables à l’organisme, elles peuvent même entraîner sa mort. En combinaison avec un gène allélique dominant, les mutations récessives n'apparaissent pas de manière phénotypique. Des mutations se produisent dans les cellules sexuelles et somatiques. Si des mutations se produisent dans les cellules germinales, on les appelle génératif et se manifestent dans la génération qui se développe à partir des cellules germinales. Les changements dans les cellules végétatives sont appelés mutations somatiques. De telles mutations entraînent une modification des caractéristiques d'une partie seulement de l'organisme qui se développe à partir des cellules modifiées. Chez les animaux, les mutations somatiques ne sont pas transmises aux générations suivantes, puisqu'un nouvel organisme ne naît pas de cellules somatiques. C'est différent chez les plantes : dans les cellules hybrides d'organismes végétaux, la réplication et la mitose peuvent s'effectuer de manière quelque peu différente dans différents noyaux. Au cours d'un certain nombre de générations cellulaires, des chromosomes individuels sont perdus et certains caryotypes sont sélectionnés et peuvent être conservés pendant de nombreuses générations.

Il y a plusieurs types de mutations selon le niveau d'occurrence :

Mutations génomiques - changement de ploïdie, c'est-à-dire le nombre de chromosomes (aberrations chromosomiques numériques), particulièrement fréquent chez les plantes ;
Mutations chromosomiques - modifications de la structure des chromosomes (aberrations chromosomiques structurelles) ;
Mutations génétiques - modifications des gènes individuels ;

Mutations génomiques

La polyploïdie est une augmentation multiple du nombre de chromosomes.
L'aneuploïdie est la perte ou l'apparition de chromosomes supplémentaires à la suite d'une violation de la méiose.

Se produire en raison d'un changement dans le nombre ou la structure des chromosomes. Des modifications de la ploïdie sont observées dans les troubles de la divergence chromosomique.

Maladies chromosomiques

mutations génératives
XXY; HUU - Syndrome de Klinefelter.
XO - Syndrome de Shershevsky-Turner.

Mutations autosomiques

Syndrome de Patau (sur le chromosome 13).
Syndrome d'Edwards (sur le chromosome 18).
Syndrome de Down (sur le chromosome 21).

Syndrome de Klinefelter.

XXY et XXXY - syndrome de Klinefelter. La fréquence d'apparition est de 1:400 à 1:500. Le caryotype est 47, XXY, 48, XXXY, etc. Le phénotype est masculin. Type de corps féminin, gynécomastie. Bras et jambes grands et relativement longs. Ligne des cheveux faiblement développée. L'intelligence est réduite.

Syndrome de Sherchevski-Turner

X0 - Syndrome de Shereshevsky-Turner (monosomie X). La fréquence d'apparition est de 1:2000 à 1:3000. Caryotype 45,X. Le phénotype est féminin. Signes somatiques : hauteur 135 - 145 cm, pli cutané ptérygoïde sur le cou (de l'arrière de la tête à l'épaule), position basse des oreilles, sous-développement des caractères sexuels primaires et secondaires. Dans 25 % des cas, il existe des malformations cardiaques et des anomalies du fonctionnement des reins. L’intellect souffre rarement.

Syndrome de Patau - La trisomie sur le 13ème chromosome (syndrome de Patau) se retrouve chez les nouveau-nés avec une fréquence d'environ 1:5 000 à 1:7 000 et est associée à un large éventail de malformations. La SP se caractérise par de multiples malformations congénitales du cerveau et du visage. Il s'agit d'un groupe de troubles précoces de la formation du cerveau, des globes oculaires, des os du cerveau et des parties faciales du crâne. La circonférence du crâne est généralement réduite. Front incliné, bas ; les fentes palpébrales sont étroites, l'arête du nez est enfoncée, les oreillettes sont basses et déformées. Un signe typique de SP est une fente labio-palatine.

Syndrome de Down - Une maladie causée par une anomalie de l'ensemble des chromosomes (une modification du nombre ou de la structure des autosomes), dont les principales manifestations sont un retard mental, une apparence particulière du patient et des malformations congénitales. L’une des maladies chromosomiques les plus courantes survient en moyenne avec une fréquence de 1 nouveau-né sur 700. Un pli transversal se retrouve souvent sur la paume

Mutations chromosomiques

Il existe plusieurs types de mutations chromosomiques associées à des modifications de la structure des chromosomes :

suppression - perte d'une partie d'un chromosome ;
duplication - doublement d'une section d'un chromosome;
inversion - rotation d'un segment chromosomique de 180 degrés ;
translocation - le transfert d'une section d'un chromosome vers un autre chromosome.
transposition - mouvement dans un chromosome.

Les délétions et les duplications modifient la quantité de matériel génétique. Phénotypiquement, ils apparaissent en fonction de la taille des sections correspondantes des chromosomes et du fait qu'elles contiennent ou non des gènes importants. Les duplications peuvent conduire à la création de nouveaux gènes. Lors des inversions et des translocations, la quantité de matériel génétique ne change pas, mais son emplacement change. De telles mutations jouent également un rôle important, car le croisement des mutants avec les formes originales est difficile et leurs hybrides F1 sont le plus souvent stériles.

Suppressions. Chez l’homme, suite à une délétion :

Le syndrome de Wolf - une section perdue du gros chromosome 4 -
syndrome "cri de chat" - avec une délétion du chromosome 5. Cause : mutation chromosomique ; perte d'un fragment de chromosome dans la 5ème paire.
Manifestation : développement anormal du larynx, cris félins, moi dans la petite enfance, retard de développement physique et mental

Inversions

Il s'agit d'une modification de la structure du chromosome, provoquée par un virage à 180° d'une de ses sections internes.
Chrosomique similaire le réarrangement est une conséquence de deux cassures simultanées dans un chromosome.

Translocations

Lors de la translocation, des régions de chromosomes non homologues sont échangées, mais le nombre total de gènes ne change pas.

Remplacement du socle

phénylcétonurie. Manifestation : altération du clivage de la phénylalanine ; cela est dû à la démence causée par l'hyperphénylalaninémie. Avec un régime alimentaire prescrit et observé en temps opportun (nutrition, faible teneur en phénylalanine) et l'utilisation de certains médicaments, manifestations cliniques cette maladie est quasi inexistante.
l'anémie falciforme.
Syndrome de Morfan.

Génétique Les mutations (ponctuelles) sont associées à des changements dans la séquence nucléotidique. Le gène normal (particulier au type sauvage) et les gènes mutants qui en découlent sont appelés allèles.

Avec les mutations génétiques, les changements structurels suivants se produisent :

Mutation génétique

Par exemple, l’anémie falciforme est le résultat d’une substitution d’une seule base dans la chaîne B de la globine sanguine (l’adénine est remplacée par la thymine). Lors de la suppression et de la duplication, la séquence des triplets est décalée et des mutants avec un « frameshift » apparaissent, c'est-à-dire déplacements des limites entre les codons - tous les acides aminés suivants changent par rapport au lieu de mutation.

La structure primaire de l'hémoglobine chez les patients sains (1) et drépanocytaires (2).

- val-gis-ley-tre - pro-surabondance. à-ta- glu-liz
- val-gis-ley-tre - valine-glu-liz

Mutation du gène de l'hémoglobine bêta

Le syndrome de Morfan

La forte libération d'adrénaline, caractéristique de la maladie, contribue non seulement au développement de complications cardiovasculaires, mais également à l'apparition chez certains individus d'un courage et d'une dotation mentale particuliers. Les méthodes de traitement sont inconnues. On pense que Paganini, Andersen et Chukovsky en étaient malades.

Hémophilie

Les mutagènes sont des facteurs qui provoquent des mutations : biologiques, chimiques, physiques.

Expérimentalement, le taux de mutation peut être augmenté. Dans des conditions naturelles, les mutations se produisent lors de changements brusques de température, sous l'influence du rayonnement ultraviolet et pour d'autres raisons. Cependant, dans la plupart des cas, les véritables causes des mutations restent inconnues. Actuellement, des méthodes ont été développées pour augmenter le nombre de mutations par des moyens artificiels. Pour la première fois, une forte augmentation du nombre de changements héréditaires se produisant sous l'influence des rayons X a été obtenue.

Facteurs physiques (divers types de rayonnements ionisants, rayonnement ultraviolet, rayons X)
Facteurs chimiques (insecticides, herbicides, plomb, drogues, alcool, certains médicaments et autres substances)
Facteurs biologiques (virus de la variole, de la varicelle, des oreillons, de la grippe, de la rougeole, de l'hépatite, etc.)

Eugénisme.

L'eugénisme est la science visant à améliorer la race humaine.

L'eugénisme en grec signifie la naissance du meilleur. Cette science scandaleuse cherche des moyens d'améliorer les qualités héréditaires d'une personne en utilisant des principes génétiques. Il lui a toujours été difficile de rester une science pure : son développement a été suivi de près par la politique, qui en a disposé à sa manière.

Dans l'ancienne Sparte, la sélection des personnes s'effectuait de manière plus radicale, détruisant les bébés qui n'avaient pas les qualités physiques nécessaires à un futur guerrier. Le père de l’eugénisme, qui l’a posé sur une base scientifique, était Francis Galton en 1869. Après avoir analysé les pedigrees de centaines de personnes talentueuses, il est arrivé à la conclusion que les capacités de génie sont héritées.

Aujourd’hui, l’eugénisme vise à éradiquer les maladies héréditaires de la race humaine. Toute espèce biologique sera sur le point de disparaître si son existence entre en conflit avec la nature. Près de la moitié des nouveau-nés sur mille naissent avec une pathologie héréditaire. Dans le monde, 2 millions d’enfants naissent chaque année. Parmi eux, 150 000 personnes atteintes du syndrome de Down. Tout le monde sait depuis longtemps qu'il est plus facile d'empêcher la naissance d'un enfant que de soigner des maladies. Mais de telles opportunités ne sont apparues qu’à notre époque. Le diagnostic prénatal et le conseil génétique contribuent à résoudre le problème de l'opportunité de l'accouchement.

Les possibilités modernes de conseil génétique médical permettent de déterminer le risque de maladies héréditaires lors de la planification d'une grossesse.

Nikolaï Ivanovitch Vavilov

Nikolai Ivanovich Vavilov (1887-1943) - botaniste, généticien, cultivateur de plantes et géographe russe. Formulé la loi des séries homologues de variabilité héréditaire. Créé la doctrine des centres d'origine plantes cultivées.

Le scientifique russe N.I. Vavilov a établi un modèle important connu sous le nom de loi des séries homologiques dans la variabilité héréditaire : les espèces et les genres génétiquement proches (liés les uns aux autres par l'unité d'origine) sont caractérisés par des séries similaires dans la variabilité héréditaire. Sur la base de cette loi, on peut prévoir la découverte de changements similaires dans des espèces et des genres apparentés. Il a dressé un tableau des séries homologues dans la famille

céréales. Chez les animaux, ce modèle se manifeste également : par exemple, chez les rongeurs, il existe des séries homologues en termes de couleur de pelage.

Loi des séries homologues

En étudiant la variabilité héréditaire des plantes cultivées et de leurs ancêtres, N.I. Vavilov a formulé la loi des séries homologiques : « Les espèces et les genres génétiquement proches sont caractérisés par des séries similaires de variabilité héréditaire avec une telle régularité que connaissant un certain nombre de formes au sein d'une espèce, on peut prévoir la présence de formes parallèles dans d'autres espèces et genres. .»

En prenant comme exemple la famille des céréales, Vavilov a montré que des mutations similaires se retrouvent chez un certain nombre d'espèces de cette famille. Ainsi, la couleur noire des graines se retrouve dans le seigle, le blé, l'orge, le maïs et autres, à l'exception de l'avoine, de l'agropyre et du millet. La forme allongée du grain se retrouve chez toutes les espèces étudiées. Les animaux présentent également des mutations similaires : albinisme et manque de poils chez les mammifères, doigts courts chez les bovins, les moutons, les chiens, les oiseaux. La raison de l'apparition de mutations similaires est l'origine commune des génotypes.

Ainsi, la détection de mutations chez une espèce fournit une base pour rechercher des mutations similaires chez des espèces végétales et animales apparentées.

Loi des séries homologues

Quelles formes mutantes devraient apparaître chez des espèces étroitement apparentées ?
Qui est le fondateur de la loi des séries homologues ?
Comment dit la loi ?

Devoirs.

Article 24
Trouvez des exemples de mutations dans la nature.

séries homologues). Formulé en 1920 par N. I. Vavilov, qui a découvert que la variabilité héréditaire des plantes est similaire chez les espèces et genres étroitement apparentés de la famille des graminées. Elle se manifeste par un changement de caractères similaires avec une telle régularité que, connaissant les formes des plantes chez les représentants d'une espèce, on peut prévoir l'apparition de ces formes chez d'autres espèces et genres apparentés. Plus les espèces sont proches les unes des autres par leur origine, plus cette similitude se manifeste clairement. Oui, à diverses sortes blé (par exemple, tendre et dur), une série de changements héréditaires similaires sont révélés dans l'épi aristé (arisé, semi-arisé, sans arête), sa couleur (épis blanc, rouge, noir, gris), la forme et la consistance du grain , maturité précoce, résistance au froid, réactivité aux engrais, etc.

Variabilité similaire de l'auvent de l'épi chez le blé tendre (1-4), le blé dur (5-8) et l'orge à six rangs (9-12) (selon N. I. Vavilov).

Le parallélisme de la variabilité s'exprime plus faiblement dans les différents genres de la famille (par exemple, blé, orge, seigle, avoine, chiendent et autres genres de la famille des céréales) et encore plus faible dans les différentes familles de l'ordre (rang taxonomique plus élevé ). En d'autres termes, conformément à la loi des séries d'homologie, les espèces étroitement apparentées, en raison de la grande similitude de leurs génomes (ensembles de gènes presque identiques), ont une variabilité potentielle similaire des traits, qui repose sur des mutations similaires de gènes homologues (orthologues). .

N. I. Vavilov a souligné l'applicabilité des séries de lois homologiques également aux animaux. Il s’agit évidemment d’une loi universelle de variabilité, couvrant tous les règnes des organismes vivants. La validité de cette loi est clairement illustrée par la génomique, qui révèle la similitude de la structure primaire de l'ADN d'espèces étroitement apparentées. La loi des séries d'homologie trouve un développement ultérieur dans le principe modulaire (bloc) de la théorie de l'évolution moléculaire, selon lequel le matériel génétique diverge par des duplications et une combinatoire ultérieure de sections d'ADN (modules).

La loi des séries d'homologie aide à rechercher délibérément les changements héréditaires nécessaires à la sélection. Il indique aux sélectionneurs le sens de la sélection artificielle, facilite la production de formes prometteuses pour la sélection de plantes, d'animaux et de micro-organismes. Par exemple, guidés par la loi des séries d'homologie, les scientifiques ont créé des variétés de lupins fourragers sans alcaloïdes (non amers) pour les animaux de pâturage, tout en enrichissant le sol en azote. La loi des séries d'homologie aide également à s'orienter dans le choix d'objets modèles et de systèmes génétiques spécifiques (gènes et traits) pour la modélisation et la recherche de thérapies pour les maladies héréditaires humaines, telles que les maladies métaboliques, les maladies neurodégénératives, etc.

Lit. : Vavilov N. I. La loi des séries homologiques dans la variabilité héréditaire. M., 1987.

S.G. Inge-Vechtomov.

Le traitement d'un vaste matériel d'observations et d'expériences, une étude détaillée de la variabilité de nombreuses espèces linnéennes (Linneons), une énorme quantité de faits nouveaux obtenus principalement à partir de l'étude des plantes cultivées et de leurs parents sauvages, ont permis à N.I. Vavilov de rassembler tous les exemples connus de variabilité parallèle en un seul tout et de formuler loi commune, appelé par lui « La loi des séries homologiques dans la variabilité héréditaire » (1920), rapporté par lui au Troisième Congrès panrusse des éleveurs, tenu à Saratov. En 1921, N.I. Vavilov a été envoyé en Amérique pour assister au Congrès international sur l'agriculture, où il a présenté un rapport sur la loi des séries homologues. La loi de variabilité parallèle de genres et d'espèces étroitement apparentés, établie par N.I. Vavilov et associé à une origine commune, développant les enseignements évolutionnistes de Charles Darwin, a été dûment apprécié par la science mondiale. Il a été perçu par le public comme le plus grand événement mondial des sciences biologiques, ouvrant les horizons les plus larges à la pratique.

La loi des séries homologiques, tout d'abord, pose les bases de la taxonomie de l'immense variété de formes végétales dont le monde organique est si riche, permet à l'obtenteur de se faire une idée précise de la place de chacune, même la plus petite unité systématique du monde végétal et juger de la diversité possible du matériel source à sélectionner.

Les principales dispositions de la loi des séries homologiques sont les suivantes.

"1. Les espèces et les genres génétiquement proches sont caractérisés par des séries similaires de variabilité héréditaire avec une telle régularité que, connaissant le nombre de formes au sein d'une espèce, on peut prévoir l'apparition de formes parallèles dans d'autres espèces et genres. Plus les genres et les linnéons sont génétiquement situés dans le système général, plus la similitude dans la série de leur variabilité est complète.

2. Des familles entières de plantes sont généralement caractérisées par un certain cycle de variabilité traversant tous les genres et espèces qui composent la famille.

Même au IIIe Congrès panrusse de sélection (Saratov, juin 1920), où N.I. Vavilov a rapporté sa découverte pour la première fois, tous les participants au congrès ont reconnu que « comme le tableau périodique (tableau périodique) », la loi des séries homologiques permettra de prédire l'existence, les propriétés et la structure de formes et d'espèces de plantes et d'animaux encore inconnues. , et a hautement apprécié l'importance scientifique et pratique de cette loi. Les progrès modernes de la biologie cellulaire moléculaire permettent de comprendre le mécanisme de l'existence de la variabilité homologique dans des organismes similaires - quelle est exactement la base de la similitude des formes et espèces futures avec celles existantes - et de synthétiser de manière significative de nouvelles formes de plantes qui ne le sont pas. trouvé dans la nature. Aujourd'hui, un nouveau contenu est introduit dans la loi de Vavilov, tout comme l'apparence théorie des quanta a donné un nouveau contenu plus profond système périodique Mendeleïev.

En 1920 N.I. Vavilov présente les idées principales de la loi des séries homologiques dans un rapport au IIIe Congrès panrusse d'élevage à Saratov. Idée principale: les espèces végétales apparentées ont des spectres de variabilité similaires (souvent un nombre fixe de variations bien définies).

« Et Vavilov a fait une telle chose. Il a rassemblé tous les traits héréditaires connus des plantes les mieux étudiées, comme je l'ai déjà dit, parmi les céréales cultivées, les a classés dans un certain ordre dans des tableaux et a comparé toutes les sous-espèces, formes et variétés qu'il connaissait à cette époque. De nombreux tableaux ont été compilés, bien sûr, le matériel était énorme. Au même moment, de retour à Saratov, il attachait des légumineuses aux céréales - divers pois, vesce, haricots, haricots, etc. - et quelques autres cultures. Et il s’est avéré dans de très nombreux cas un parallélisme chez de très nombreuses espèces. Bien entendu, pour chaque famille, genre et espèce de plantes, tous les signes avaient leurs propres caractéristiques, leur propre forme, leur propre mode d'expression. Par exemple, la couleur des graines, allant du presque blanc au presque noir, variait chez presque toutes les plantes cultivées. Cela signifie que si, dans des céréales mieux étudiées et comportant un grand nombre de variétés et de formes déjà connues et étudiées, plusieurs centaines divers signes, et d'autres parents moins étudiés ou sauvages d'espèces cultivées n'ont pas beaucoup de signes, alors ils peuvent, pour ainsi dire, être prédits. On les retrouvera toujours sur le grand matériel correspondant.

Vavilov a montré que, dans l'ensemble, la variabilité héréditaire de toutes les plantes varie parallèlement dans une très forte mesure. Il l’a appelé la série homologue de la variabilité végétale. Et il a souligné que plus les espèces sont proches les unes des autres, plus grande est cette homologie de la série de variabilité des caractères. Un certain nombre de régularités générales différentes ont été révélées dans ces séries homologues de variabilité héréditaire végétale. Et cette circonstance a été considérée par Vavilov comme l'un des fondements les plus importants pour une sélection plus poussée et la recherche de caractères économiquement utiles dans les plantes introduites en culture. L'étude des séries homologues de variabilité héréditaire, d'abord chez les plantes cultivées, puis chez les animaux domestiques, est désormais une évidence, l'un des fondements de la sélection ultérieure. nécessaire à une personne variétés de certaines espèces de plantes étudiées. Ce fut peut-être l’une des premières réalisations majeures de Vavilov à l’échelle mondiale, qui lui valut très vite un nom mondial. Le nom, sinon le premier et le meilleur, du moins celui de l'un des premiers et des meilleurs botanistes appliqués au monde.

Parallèlement, Vavilov a fabriqué des produits partout dans le monde - dans toute l'Europe, la majeure partie de l'Asie, une grande partie de l'Afrique, du Nord, du Centre et de l'Afrique. Amérique du Sud- un grand nombre d'expéditions avec la collecte d'un matériel énorme, principalement sur des plantes cultivées. En 1920, je crois, Vavilov fut nommé directeur du Bureau de botanique appliquée et des nouvelles cultures. Ce Bureau fut quelque peu modifié et transformé en Institut de Botanique Appliquée et des Nouvelles Cultures, puis en Institut de Botanique Appliquée, de Génétique et de Sélection Végétale. Et à la fin des années 1930, il était déjà devenu l'Institut pan-syndical de la culture des plantes. Ce nom a été conservé jusqu'à ce jour, même si sa part mondiale a bien sûr fortement diminué après la mort de Vavilov. Mais de nombreuses traditions Vavilov sont toujours préservées et une partie de l'immense collection mondiale vivante de variétés, sous-espèces et formes de plantes cultivées provenant littéralement de tous les groupes de plantes cultivées sur le globe est préservée à Pouchkine, dans l'ancien Detskoye Selo, dans l'ancien Tsarskoïe. Selo. Il s'agit d'un musée vivant, replanté chaque année, créé par Vavilov. Il en va de même dans d’innombrables stations expérimentales disséminées dans toute l’Union soviétique.

Au cours de ses nombreux voyages, Vavilov a encore une fois réussi à ne pas se noyer dans une énorme quantité de matériel, en l'occurrence déjà la diversité géographique des formes de divers types de plantes cultivées. Il a tout tracé sur des cartes à grande échelle avec des crayons multicolores, jouant d'abord, comme de petits enfants, avec des cartes géographiques, puis traduisant tout cela en petites cartes relativement simples avec des icônes noires de différents types pour diverses formes de plantes cultivées. Il a ainsi découvert dans le monde, sur le globe, dans la biosphère de notre planète, plusieurs foyers de diversité de plantes cultivées. Et il a montré, simplement sur des cartes, la propagation, la répartition sur Terre non seulement d'espèces individuelles, mais de certains groupes d'espèces, cultivés, apparemment, pour la première fois dans un certain endroit, disons, dans le nord ou le centre de la Chine ou en Chine. la partie montagneuse de l'Afrique du Nord, ou, disons, dans la région du Pérou, en Amérique du Sud, dans les montagnes, dans les Andes. À partir de là, ce n'est généralement pas une espèce de plante cultivée qui est créée, mais un groupe d'espèces économiquement liées qui sont apparues en tant que plantes cultivées et ont pris racine en tant que plantes cultivées dans un certain endroit, se sont répandues sur la Terre. Certains ne sont pas loin, à courte distance, tandis que d'autres ont conquis la moitié du monde, comme on dit, comme le même blé ou les mêmes pois.

Vavilov a ainsi établi les centres de diversité et d'origine de diverses formes de plantes cultivées dans différentes parties du globe. Et il a créé toute une théorie sur l'origine des plantes cultivées à différentes époques du monde le plus ancien et le plus ancien. C'était la deuxième grande réussite de Vavilov, encore une fois de classe mondiale. Il est désormais impossible de développer davantage l’histoire de l’agriculture mondiale et l’histoire des centres d’origine des plantes cultivées sans la fondation créée par Vavilov. Il y a des tentatives, pour ainsi dire, de réforme et de modification des vues de Vavilov, mais nous pouvons dire qu'il s'agit de particularités par rapport à l'image générale du monde créée par Vavilov.

Cela signifie que j'ai déjà énuméré trois grandes réalisations : l'immunité des plantes, la loi des séries homologiques et la théorie des centres d'agriculture et de l'émergence de diverses formes de plantes cultivées. Peut-être que la dernière chose que je voudrais citer parmi les réalisations globales de Vavilov est un grand nombre de ses travaux et efforts, principalement des efforts, déjà dans le sens de la propagande lors de divers congrès, internationaux et dans toute l'Union, en écrivant des articles de vulgarisation scientifique sur le problème de l'avancement. l'agriculture au nord en premier lieu et dans les zones occupées par les déserts et les friches, combinée à la protection de la nature dans un sens tout à fait moderne et même prévu pour un avenir proche : la promotion de la culture ainsi qu'une attitude raisonnable envers les communautés de organismes vivants de la biosphère. Dans ces domaines, Vavilov est absolument exceptionnel, je dirais, un scientifique exceptionnellement grand à l'échelle mondiale.

Loi des séries homologues

Le traitement d'un vaste matériel d'observations et d'expériences, une étude détaillée de la variabilité de nombreuses espèces linnéennes (Linneons), une énorme quantité de faits nouveaux obtenus principalement à partir de l'étude des plantes cultivées et de leurs parents sauvages, ont permis à N.I. Vavilov pour rassembler tous les exemples connus de variabilité parallèle et formuler une loi générale, qu'il a appelée la « Loi des séries homologiques dans la variabilité héréditaire » (1920), rapportée par lui au Troisième Congrès panrusse des éleveurs, tenu à Saratov. En 1921, N.I. Vavilov a été envoyé en Amérique pour assister au Congrès international sur l'agriculture, où il a présenté un rapport sur la loi des séries homologues. La loi de variabilité parallèle de genres et d'espèces étroitement apparentés, établie par N.I. Vavilov et associé à une origine commune, développant les enseignements évolutionnistes de Charles Darwin, a été dûment apprécié par la science mondiale. Il a été perçu par le public comme le plus grand événement mondial des sciences biologiques, ouvrant les horizons les plus larges à la pratique.

Les principales dispositions de la loi des séries homologiques sont les suivantes.

2. Des familles entières de plantes sont généralement caractérisées par un certain cycle de variabilité traversant tous les genres et espèces qui composent la famille.

Même au IIIe Congrès panrusse de sélection (Saratov, juin 1920), où N.I. Vavilov a rapporté sa découverte pour la première fois, tous les participants au congrès ont reconnu que « comme le tableau périodique (tableau périodique) », la loi des séries homologiques permettra de prédire l'existence, les propriétés et la structure de formes et d'espèces de plantes et d'animaux encore inconnues. , et a hautement apprécié l'importance scientifique et pratique de cette loi. Les progrès modernes de la biologie cellulaire moléculaire permettent de comprendre le mécanisme de l'existence de la variabilité homologique dans des organismes similaires - sur quoi repose exactement la similitude des formes et des espèces futures avec celles existantes - et de synthétiser de manière significative de nouvelles formes de plantes qui ne le sont pas. trouvé dans la nature. Aujourd'hui, un nouveau contenu est introduit dans la loi de Vavilov, tout comme l'avènement de la théorie quantique a donné un nouveau contenu plus profond au système périodique de Mendeleïev.

La doctrine des centres d'origine des plantes cultivées

Au milieu des années 20, l'étude de la répartition géographique et de la diversité intraspécifique des diverses cultures agricoles, réalisée par N.I. Vavilov et sous sa direction ont permis à Nikolaï Ivanovitch de formuler des idées sur les centres géographiques d'origine des plantes cultivées. Le livre "Centres d'origine des plantes cultivées" a été publié en 1926. L'idée profondément théoriquement fondée des centres d'origine a fourni une base scientifique pour la recherche ciblée de plantes utiles à l'homme et a été largement utilisée à des fins pratiques.

Non moins important pour la science mondiale est l'enseignement de N.I. Vavilov sur les centres d'origine des plantes cultivées et sur les schémas géographiques de répartition de leurs caractéristiques héréditaires (publié pour la première fois en 1926 et 1927). Dans ces ouvrages classiques, N.I. Vavilov a présenté pour la première fois une image cohérente de la concentration d'une énorme richesse de formes de plantes cultivées dans quelques centres primaires de leur origine et a abordé la solution du problème de l'origine des plantes cultivées d'une manière complètement nouvelle. Si avant lui les botanistes-géographes (Alphonse de Candol et autres) recherchaient « en général » la patrie du blé, alors Vavilov recherchait les centres d'origine d'espèces individuelles, de groupes d'espèces de blé dans diverses régions du globe. Parallèlement, il était particulièrement important d'identifier les aires de répartition naturelle (aire de répartition) des variétés de cette espèce et de déterminer le centre de la plus grande diversité de ses formes (méthode botanique-géographique).

Pour établir la répartition géographique des variétés et races de plantes cultivées et de leurs parents sauvages, N.I. Vavilov a étudié les centres de la culture agricole la plus ancienne, dont il a vu le début dans les régions montagneuses d'Éthiopie, d'Asie occidentale et centrale, de Chine, d'Inde, dans les Andes d'Amérique du Sud, et non dans les larges vallées des grands fleuves - le Nil, le Gange, le Tigre et l'Euphrate, comme les scientifiques l'avaient déjà affirmé. . Les résultats des recherches archéologiques ultérieures soutiennent cette hypothèse.

Pour trouver les centres de diversité et de richesse des formes végétales, N.I. Vavilov organisa, selon un certain plan correspondant à ses découvertes théoriques (séries homologues et centres d'origine des plantes cultivées), de nombreuses expéditions, dont en 1922-1933. visité 60 pays du monde, ainsi que 140 régions de notre pays. En conséquence, un fonds précieux de ressources végétales mondiales a été collecté, comptant plus de 250 000 échantillons. La collection la plus riche a été soigneusement étudiée en utilisant les méthodes de sélection, de génétique, de chimie, de morphologie, de taxonomie et de cultures géographiques. Il est toujours conservé au VIR et est utilisé par nos éleveurs et par les étrangers.

Création de N.I. Vavilov de la doctrine moderne de la sélection

L'étude systématique des ressources végétales mondiales des plantes cultivées les plus importantes a radicalement changé l'idée de la composition variétale et spécifique de cultures même aussi bien étudiées que le blé, le seigle, le maïs, le coton, les pois, le lin et les pommes de terre. Parmi les espèces et les nombreuses variétés de ces plantes cultivées ramenées des expéditions, près de la moitié se sont révélées nouvelles, encore inconnues de la science. La découverte de nouvelles espèces et variétés de pommes de terre a complètement changé l'idée antérieure du matériau source pour sa sélection. Sur la base du matériel collecté par les expéditions de N.I. Vavilov et ses collaborateurs ont fondé toute la culture du coton et le développement des régions subtropicales humides de l'URSS a été construit.

A partir des résultats d'une étude détaillée et au long cours de la richesse variétale collectée par les expéditions, des cartes différentielles de localisation géographique des variétés de blé, avoine, orge, seigle, maïs, mil, lin, pois, lentilles, haricots, haricots, des pois chiches, du chinka, des pommes de terre et d'autres plantes ont été récoltés. Sur ces cartes, il a été possible de voir où se concentre la principale diversité variétale de ces plantes, c'est-à-dire où doit être tiré le matériel source pour la sélection d'une culture donnée. Même pour des plantes aussi anciennes que le blé, l'orge, le maïs et le coton, qui sont implantées depuis longtemps dans le monde entier, il a été possible d'établir avec une grande précision les principales zones de potentiel des espèces primaires. De plus, la coïncidence des zones de morphogenèse primaire a été établie pour de nombreuses espèces et même genres. L'étude géographique a conduit à l'établissement de flores culturelles entières et indépendantes, spécifiques à chaque région.

L'étude des ressources végétales mondiales a permis à N.I. Vavilov a maîtrisé pleinement le matériel source pour les travaux de sélection dans notre pays, et il a reposé et résolu le problème du matériel source pour la recherche en génétique et en sélection. Il a développé les fondements scientifiques de la sélection : la doctrine du matériel source, les bases botaniques et géographiques de la connaissance des plantes, les méthodes de sélection des caractères économiques impliquant l'hybridation, l'incubation, etc., l'importance de l'hybridation interspécifique et intergénérique à distance. Tous ces travaux n’ont pas perdu de leur importance scientifique et pratique à l’heure actuelle.

Étude botanique et géographique un grand nombre les plantes cultivées ont conduit à la taxonomie intraspécifique des plantes cultivées, à la suite de laquelle les travaux de N.I. Vavilov « Les espèces linnéennes en tant que système » et « La doctrine de l'origine des plantes cultivées après Darwin ».