piatră
N Vavilov a descoperit legea seriei omologice. Legea seriei omologice a variabilității ereditare a organismelor

N Vavilov a descoperit legea seriei omologice. Legea seriei omologice a variabilității ereditare a organismelor

Secțiuni: Biologie

Obiectivele lecției

Introduceți elevii în formulare variabilitate ereditară, cauzele și efectele lor asupra organismului. Să dezvolte la școlari capacitatea de a clasifica formele de variabilitate, de a le compara între ele; dați exemple care ilustrează manifestarea fiecăruia dintre ele;
Să formeze cunoștințe despre tipurile de mutații;
Formulați legea seriei omoloage și explicați sensul acesteia;
Convingeți elevii de liceu că procesul de mutație este foarte important pentru evoluția lumii organice și munca de selecție umană.

Demonstrații

Schema diferitelor tipuri de mutații cromozomiale.
Schema de poliploidizare.
Serii omoloage în variabilitatea ereditară.

Termeni Variabilitatea genotipică, mutații, mutații genice, mutații genomice, mutații cromozomiale:

inversare;
ștergere;
duplicare;
translocare.

Sarcini pentru elevi:

Formulați legea seriei omoloage și dați exemple.
Faceți cunoștință cu biografia lui N.I. Vavilov și cunoaște principalele sale descoperiri științifice.
Realizați un tabel „Forme de variabilitate”

Organizarea timpului.

Testarea cunoștințelor și abilităților.

Lucru din față

Ce studiază genetica?
Ce înseamnă termenul de ereditate? - variabilitate?
Ce forme de variabilitate cunoașteți?
Ce înseamnă viteza de reacție?
Care sunt modelele variabilității modificării?
Cum afectează condițiile în schimbare trăsăturile cantitative și calitative? Dă exemple
Ce este viteza de reacție? De ce se află varietatea caracteristicilor calitative în grad mic depinde de conditiile de mediu?
Care este semnificația practică în agricultură a valorii vitezei de reacție a animalelor și plantelor?

Lucru individual la calculator - lucru de testare

Completeaza tabelul:

Lucrul elevilor pe computere cu aplicația 1 . (În timpul lecției, sarcinile 1-5 sunt îndeplinite).

Învățarea de materiale noi

Conceptul de variabilitate ereditară include variabilitatea genotipică și citoplasmatică. Primul este împărțit în mutațional, combinativ, corelativ. Variația combinației are loc cu încrucișarea, divergența independentă a cromozomilor în meioză și fuziunea aleatorie a gameților în timpul reproducerii sexuale. Compoziția variabilității mutaționale include mutații genomice, cromozomiale și genice. Termenul de mutație a fost introdus în știință de G. de Vries. Biografia și principalul lui realizările științifice situat în secțiune. Mutațiile genomice sunt asociate cu apariția poliploidelor și aneuploidelor. Mutațiile cromozomiale sunt determinate de modificări intercromozomiale - translocații sau rearanjamente intracromozomiale: deleție, duplicare, inversare. Mutațiile genelor sunt explicate prin modificări ale secvenței de nucleotide: o creștere sau scădere a numărului lor (ștergere, duplicare), inserarea unei noi nucleotide sau rotația unei secțiuni în cadrul unei gene (inversie). Variabilitatea citoplasmatică este asociată cu ADN-ul, care se găsește în plastidele și mitocondriile celulei. Variabilitatea ereditară a speciilor și genurilor înrudite respectă legea seriei omoloage a lui Vavilov.

Variabilitatea modificării reflectă modificări ale fenotipului fără a afecta genotipul. Opus ei este o altă formă de variabilitate - genotipică, sau mutațională (după Darwin - ereditar, nedefinit, individual), schimbând genotipul. Mutația este o modificare ereditară persistentă a materialului genetic.

Se numesc modificări individuale ale genotipului mutatii.

Conceptul de mutații a fost introdus în știință de olandezul de Vries. Mutațiile sunt modificări ereditare care duc la creșterea sau scăderea cantității de material genetic, la modificarea nucleotidelor sau a secvenței acestora.

Clasificarea mutațiilor

Mutații după natura manifestării: dominante, recesive.
Mutații la locul apariției lor: somatice, generative.
Mutații după natura aspectului: spontane, induse.
Mutații după valoare adaptativă: benefice, dăunătoare, neutre. (Letal, semi-letal.)

Majoritatea mutațiilor rezultate sunt recesive și nefavorabile pentru organism, ele pot provoca chiar moartea acestuia. În combinație cu o genă dominantă alelică, mutațiile recesive nu apar fenotipic. Mutațiile apar în celulele sexuale și somatice. Dacă apar mutații în celulele germinale, acestea sunt numite generativși se manifestă în generația care se dezvoltă din celulele germinale. Se numesc modificări ale celulelor vegetative mutatii somatice. Astfel de mutații duc la o schimbare a trăsăturii doar a unei părți a organismului care se dezvoltă din celulele modificate. La animale, mutațiile somatice nu sunt transmise generațiilor ulterioare, deoarece un nou organism nu apare din celulele somatice. Este diferit la plante: în celulele hibride ale organismelor vegetale, replicarea și mitoza pot fi efectuate în diferite nuclee oarecum diferit. Pe parcursul unui număr de generații de celule, cromozomii individuali se pierd și sunt selectate anumite cariotipuri care pot fi păstrate pentru multe generații.

Sunt câteva tipuri de mutații în funcție de nivelul de apariție:

Mutații genomice - modificarea ploidiei, i.e. numerele cromozomilor (aberații cromozomiale numerice), care sunt deosebit de frecvente la plante;
Mutații cromozomiale - modificări ale structurii cromozomilor (aberații cromozomiale structurale);
Mutații genetice - modificări ale genelor individuale;

Mutații genomice

Poliploidia este o creștere multiplă a numărului de cromozomi.
Aneuploidia este pierderea sau apariția unor cromozomi suplimentari ca urmare a unei încălcări a meiozei.

Apar din cauza unei modificări a numărului sau structurii cromozomilor. Modificări ale ploidiei sunt observate în tulburările divergenței cromozomilor.

Boli cromozomiale

mutații generative
XXY; HUU - sindromul Klinefelter.
XO - sindromul Shershevsky-Turner.

Mutații autozomale

Sindromul Patau (pe cromozomul 13).
Sindromul Edwards (pe cromozomul 18).
Sindromul Down (pe cromozomul 21).

Sindromul Klinefelter.

XXY și XXXY - sindromul Klinefelter. Frecvența de apariție este 1:400 - 1:500. Cariotipul este 47, XXY, 48, XXXY etc. Fenotipul este masculin. Tipul corpului feminin, ginecomastie. Brațe și picioare înalte, relativ lungi. Linia părului slab dezvoltată. Inteligența este redusă.

Sindromul Shershevsky-Turner

X0 - sindromul Shereshevsky-Turner (monozomia X). Frecvența de apariție este 1:2000 - 1:3000. Cariotip 45,X. Fenotipul este feminin. Semne somatice: înălțime 135 - 145 cm, pliu cutanat pterigoidian pe gât (de la spatele capului până la umăr), poziția scăzută a urechilor, subdezvoltarea caracteristicilor sexuale primare și secundare. În 25% din cazuri, există defecte cardiace și anomalii în funcționarea rinichilor. Intelectul suferă rar.

Sindromul Patau - Trisomia pe cromozomul 13 (sindromul Patau) se intalneste la nou-nascuti cu o frecventa de aproximativ 1:5000 - 1:7000 si este asociata cu o gama larga de malformatii. SP se caracterizează prin multiple malformații congenitale ale creierului și feței. Acesta este un grup de tulburări timpurii în formarea creierului, a globilor oculari, a oaselor creierului și a părților faciale ale craniului. Circumferința craniului este de obicei redusă. Fruntea înclinată, joasă; fisurile palpebrale sunt inguste, puntea nasului este scufundata, auricularele sunt joase si deformate. Un semn tipic al SP este buza despicată și palatul.

Sindromul Down - O boală cauzată de o anomalie a setului de cromozomi (o modificare a numărului sau a structurii autozomilor), ale cărei manifestări principale sunt retardul mintal, un aspect deosebit al pacientului și malformațiile congenitale. Una dintre cele mai frecvente boli cromozomiale, apare în medie cu o frecvență de 1 din 700 de nou-născuți. Un pliu transversal se găsește adesea pe palmă

Mutații cromozomiale

Există mai multe tipuri de mutații cromozomiale asociate cu modificări ale structurii cromozomilor:

deleție - pierderea unei porțiuni a unui cromozom;
duplicare - dublarea unei secțiuni a unui cromozom;
inversare - rotația unui segment de cromozom cu 180 de grade;
translocare - transferul unei secțiuni a unui cromozom într-un alt cromozom.
transpoziție - mișcare într-un cromozom.

Ștergerile și dublările modifică cantitatea de material genetic. Fenotipic, ele apar în funcție de cât de mari sunt secțiunile corespunzătoare de cromozomi și dacă conțin gene importante. Dublările pot duce la crearea de noi gene. În timpul inversiilor și translocațiilor, cantitatea de material genetic nu se modifică, dar locația acestuia se schimbă. Astfel de mutații joacă, de asemenea, un rol important, deoarece încrucișarea mutanților cu formele originale este dificilă, iar hibrizii lor F1 sunt cel mai adesea sterili.

Ștergeri. La om, ca urmare a unei ștergeri:

Sindromul lupului - o secțiune pierdută a cromozomului mare 4 -
sindromul „plânsul pisicii” - cu o deleție în cromozomul 5. Cauza: mutatie cromozomiala; pierderea unui fragment de cromozom din a 5-a pereche.
Manifestare: dezvoltare anormală a laringelui, țipete de felină, I în copilărie timpurie, întârziere în dezvoltarea fizică și psihică

Inversiunile

Aceasta este o modificare a structurii cromozomului, cauzată de o rotire de 180 ° a uneia dintre secțiunile sale interne.
Cromozomiale asemănătoare rearanjarea este o consecință a două rupturi simultane într-un cromozom.

Translocări

În timpul translocării, regiunile cromozomilor neomologi sunt schimbate, dar numărul total de gene nu se modifică.

Înlocuirea bazei

fenilcetonurie. Manifestare: clivaj afectat al fenilalaninei; aceasta se datorează demenței cauzate de hiperfenilalaninemie. Cu o dietă prescrisă și respectată în timp util (nutriție, fenilalanină scăzută) și utilizarea anumitor medicamente, manifestari clinice această boală este aproape inexistentă.
anemia celulelor secera.
sindromul Morfan.

Genetic(punctual) mutațiile sunt asociate cu modificări ale secvenței de nucleotide. Gena normală (particulară tipului sălbatic) și genele mutante care apar din aceasta se numesc alele.

În cazul mutațiilor genelor, apar următoarele modificări structurale:

mutație genetică

De exemplu, anemia falciforme este rezultatul unei singure substituții de bază în lanțul B al globinei din sânge (adenina este înlocuită cu timină). În timpul ștergerii și duplicării, secvența de tripleți este deplasată și apar mutanți cu o „deplasare a cadrului”, adică. schimbarea granițelor dintre codoni - toți aminoacizii ulterioare se schimbă de la locul mutației.

Structura primară a hemoglobinei la pacienții sănătoși (1) și cu anemie falciformă (2).

- val-gis-ley-tre - pro-glut. la-ta- glu-liz
- val-gis-ley-tre - valină- glu-liz

Mutație în gena beta hemoglobinei

sindromul Morfan

Eliberarea mare de adrenalină, caracteristică bolii, contribuie nu numai la dezvoltarea complicațiilor cardiovasculare, ci și la apariția la unii indivizi a unei forțe deosebite și a unei dotări psihice. Metodele de tratament sunt necunoscute. Se crede că Paganini, Andersen, Chukovsky au fost bolnavi de ea

Hemofilie

Mutagenii sunt factori care provoacă mutații: biologici, chimici, fizici.

Experimental, rata de mutație poate fi crescută. În condiții naturale, mutațiile apar cu schimbări bruște de temperatură, sub influența radiațiilor ultraviolete și din alte motive. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, adevăratele cauze ale mutațiilor rămân necunoscute. În prezent, au fost dezvoltate metode de creștere a numărului de mutații prin mijloace artificiale. Pentru prima dată, sub influența razelor X, s-a obținut o creștere bruscă a numărului de modificări ereditare care apar.

Factori fizici (diverse tipuri de radiații ionizante, radiații ultraviolete, raze X)
Factori chimici (insecticide, erbicide, plumb, droguri, alcool, anumite medicamente și alte substanțe)
Factori biologici (virusuri ale variolei, varicelei, oreionului, gripei, rujeolei, hepatitei etc.)

Eugenie.

Eugenia este știința îmbunătățirii rasei omenirii.

Eugenia în greacă înseamnă nașterea celor mai buni. Această știință scandaloasă caută modalități de a îmbunătăți calitățile ereditare ale unei persoane folosind principii genetice. Întotdeauna i-a fost greu să rămână o știință pură: dezvoltarea sa a fost urmărită îndeaproape de politică, care și-a dezvăluit roadele în felul său.

În Sparta antică, selecția oamenilor a fost efectuată mai radical, distrugând bebelușii care nu aveau calitățile fizice necesare unui viitor războinic. Părintele eugeniei, care a pus-o pe o bază științifică, a fost Francis Galton în 1869. După ce a analizat pedigree-urile a sute de oameni talentați, a ajuns la concluzia că abilitățile geniale sunt moștenite.

Astăzi, eugenia urmărește eradicarea bolilor ereditare din rasa umană. Orice specie biologică va fi pe cale de distrugere dacă existența ei va intra în conflict cu natura. Aproape jumătate dintre nou-născuți din o mie se nasc cu un fel de patologie ereditară. În lume, 2 milioane de astfel de copii se nasc în fiecare an. Printre ei - 150 de mii cu sindrom Down. Toată lumea știa de mult că este mai ușor să previi nașterea unui copil decât să faci față bolilor. Dar astfel de oportunități au apărut abia în vremea noastră. Diagnosticul prenatal și consilierea genetică ajută la rezolvarea problemei oportunității nașterii.

Posibilitățile moderne de consiliere genetică medicală fac posibilă determinarea riscului de boli ereditare în timpul planificării sarcinii.

Nikolai Ivanovici Vavilov

Nikolai Ivanovich Vavilov (1887-1943) - botanist rus, genetician, cultivator de plante, geograf. A formulat legea seriei omoloage de variabilitate ereditară. A creat doctrina centrelor de origine plante cultivate.

Omul de știință rus N. I. Vavilov a stabilit un model important cunoscut sub numele de legea seriei omologice în variabilitatea ereditară: speciile și genurile care sunt apropiate genetic (înrudite între ele printr-o unitate de origine) se caracterizează prin serii similare în variabilitatea ereditară. Pe baza acestei legi, se poate prevedea descoperirea unor schimbări similare în speciile și genurile înrudite. El a întocmit un tabel cu serii omoloage din familie

cereale. La animale, acest model se manifestă și: de exemplu, la rozătoare există serii omoloage în ceea ce privește culoarea blanii.

Legea seriei omoloage

Studiind variabilitatea ereditară a plantelor cultivate și a strămoșilor acestora, N.I. Vavilov a formulat legea seriei omologice: „Speciile și genurile care sunt apropiate genetic sunt caracterizate de serii similare de variabilitate ereditară cu o asemenea regularitate încât cunoscând un număr de forme în cadrul unei specii, se poate prevedea prezența formelor paralele în alte specii și genuri. .”

Folosind familia cerealelor ca exemplu, Vavilov a arătat că mutații similare se găsesc la o serie de specii din această familie. Deci, culoarea neagră a semințelor se găsește în secară, grâu, orz, porumb și altele, cu excepția ovăzului, iarba de grâu și mei. Forma alungită a bobului se găsește la toate speciile studiate. Animalele au și mutații similare: albinism și lipsă de păr la mamifere, degete scurte la bovine, oi, câini, păsări. Motivul apariției mutațiilor similare este originea comună a genotipurilor.

Astfel, detectarea mutațiilor la o specie oferă o bază pentru căutarea mutațiilor similare la speciile de plante și animale înrudite.

Legea seriei omoloage

Ce forme mutante ar trebui să apară la specii strâns înrudite?
Cine este fondatorul legii seriei omoloage?
Cum spune legea?

Teme pentru acasă.

Secțiunea 24
Găsiți exemple de mutații în natură.

serie omoloagă). Formulat în 1920 de N. I. Vavilov, care a descoperit că variabilitatea ereditară a plantelor este similară la speciile și genurile strâns înrudite din familia gramineelor. Se manifestă printr-o schimbare a caracterelor similare cu o asemenea regularitate, încât, cunoscând formele plantelor la reprezentanții unei specii, se poate prevedea apariția acestor forme la alte specii și genuri înrudite. Cu cât speciile sunt mai aproape una de cealaltă prin origine, cu atât mai clar se manifestă această asemănare. Da, la diferite feluri grâu (de exemplu, moale și tare), serii de modificări ereditare similare sunt dezvăluite în spicul awned (awned, semi-awned, wnless), culoarea sa (alb, roșu, negru, spice gri), forma și consistența boabelor , maturitate timpurie, rezistență la frig, receptivitate la îngrășăminte etc.

Variabilitate similară în copertina spicului la grâul moale (1-4), grâul dur (5-8) și orzul cu șase rânduri (9-12) (după N. I. Vavilov).

Paralelismul variabilității este mai slab exprimat în diferitele genuri din cadrul unei familii (de exemplu, grâu, orz, secară, ovăz, iarbă de canapea și alte genuri din familia cerealelor) și chiar mai slab în diferite familii dintr-un ordin (rang taxonomic mai ridicat). ). Cu alte cuvinte, în conformitate cu legea seriei de omologie, speciile strâns înrudite datorită similitudinii mari a genomului lor (seturi aproape identice de gene) au o variabilitate potențială similară a trăsăturilor, care se bazează pe mutații similare ale genelor omoloage (ortologe). .

N. I. Vavilov a subliniat aplicabilitatea serii omologice de legi și la animale. Evident, aceasta este o lege universală a variabilității, care acoperă toate regnurile organismelor vii. Valabilitatea acestei legi este ilustrată în mod viu de genomică, care dezvăluie asemănarea structurii primare a ADN-ului speciilor strâns înrudite. Legea seriei de omologie se dezvoltă în continuare în principiul modular (bloc) al teoriei evoluției moleculare, conform căruia materialul genetic diverge prin duplicări și combinatorie ulterioară a secțiunilor (modulelor) de ADN.

Seria legii omologiei ajută la căutarea intenționată a modificărilor ereditare necesare selecției. Indică crescătorilor direcția selecției artificiale, facilitează producerea de forme promițătoare pentru selecția plantelor, animalelor și microorganismelor. De exemplu, ghidați de seria legii omologiei, oamenii de știință au creat soiuri de lupini furajere fără alcaloizi (neamărui) pentru animalele de pășune, îmbogățind în același timp solul cu azot. Seria legii omologie ajută, de asemenea, la navigarea în alegerea obiectelor model și a sistemelor genetice specifice (gene și trăsături) pentru modelarea și căutarea terapiei pentru bolile ereditare umane, cum ar fi bolile metabolice, bolile neurodegenerative etc.

Lit.: Vavilov N. I. Legea seriei omologice în variabilitatea ereditară. M., 1987.

S. G. Inge-Vechtomov.

Prelucrarea unui material extins de observații și experimente, un studiu detaliat al variabilității numeroaselor specii linneene (Linneons), o cantitate uriașă de fapte noi obținute în principal din studiul plantelor cultivate și al rudelor lor sălbatice, au permis N.I. Vavilov să aducă toate exemplele cunoscute de variabilitate paralelă într-un singur întreg și să formuleze drept comun, numit de el „Legea seriei omologice în variabilitatea ereditară” (1920), raportată de el la cel de-al treilea Congres All-Russian al Crescătorilor, desfășurat la Saratov. În 1921 N.I. Vavilov a fost trimis în America pentru a participa la Congresul Internațional pentru Agricultură, unde a prezentat un raport despre legea seriei omoloage. Legea variabilității paralele a genurilor și speciilor strâns înrudite, stabilită de N.I. Vavilov și asociat cu o origine comună, dezvoltând învățăturile evolutive ale lui Charles Darwin, a fost apreciat în mod corespunzător de știința lumii. A fost perceput de public ca fiind cel mai mare eveniment din știința biologică mondială, care deschide cele mai largi orizonturi pentru practică.

Legea seriei omologice, în primul rând, stabilește bazele taxonomiei uriașei varietăți de forme de plante în care lumea organică este atât de bogată, permite crescătorului să își facă o idee clară despre locul fiecăreia, chiar și cea mai mică unitate sistematică din lumea plantelor și judecă diversitatea posibilă a materialului sursă pentru selecție.

Principalele prevederi ale legii seriilor omologice sunt următoarele.

„1. Speciile și genurile care sunt apropiate genetic sunt caracterizate de serii similare de variabilitate ereditară cu o asemenea regularitate încât, cunoscând numărul de forme din cadrul unei specii, se poate prevedea apariția formelor paralele la alte specii și genuri. Cu cât genurile și linneonii sunt localizate genetic mai aproape în sistemul general, cu atât mai completă este asemănarea în serie a variabilității lor.

2. Familiile întregi de plante se caracterizează în general printr-un anumit ciclu de variabilitate care trece prin toate genurile și speciile care alcătuiesc familia.

Chiar și la cel de-al III-lea Congres panrusesc de selecție (Saratov, iunie 1920), unde N.I. Vavilov și-a raportat descoperirea pentru prima dată, toți participanții la congres au recunoscut că „precum tabelul periodic (tabelul periodic)” legea seriei omologice va permite prezicerea existenței, proprietăților și structurii formelor și speciilor de plante și animale încă necunoscute. , şi a apreciat foarte mult semnificaţia ştiinţifică şi practică a acestei legi . Progresele moderne în biologia celulară moleculară fac posibilă înțelegerea mecanismului existenței variabilității omologice în organisme similare - care este exact baza asemănării formelor și speciilor viitoare cu cele existente - și sintetizarea în mod semnificativ a unor noi forme de plante care nu sunt găsite în natură. Acum în legea lui Vavilov este introdus conținut nou, la fel ca și aspectul teoria cuantica a oferit un nou conținut mai profund sistem periodic Mendeleev.

În 1920 N.I. Vavilov prezintă ideile principale ale seriei Legii omologice într-un raport la cel de-al III-lea Congres All-Russian Breeding de la Saratov. Ideea principală: speciile de plante înrudite au spectre similare de variabilitate (adesea un număr fix de variații bine definite).

„Și Vavilov a făcut așa ceva. El a adunat toate trăsăturile ereditare cunoscute de la cele mai bine studiate, după cum am spus deja, plantele dintre cerealele cultivate, le-a aranjat într-o anumită ordine în tabele și a comparat toate subspeciile, formele și soiurile cunoscute de el la acea vreme. Au fost multe tabele compilate, desigur, materialul era imens. În același timp, înapoi la Saratov, a fixat leguminoase de cereale - diverse mazăre, măzică, fasole, fasole etc. - și alte câteva culturi. Și sa dovedit în foarte multe cazuri paralelism la foarte multe specii. Desigur, pentru fiecare familie, gen și specie de plante, toate semnele aveau propriile lor caracteristici, propria lor formă, propriul mod de exprimare. De exemplu, culoarea semințelor de la aproape alb la aproape negru a variat în aproape toate plantele cultivate. Aceasta înseamnă că, dacă în cereale mai bine studiate cu un număr mare de soiuri și forme deja cunoscute, studiate, câteva sute diverse semne, iar alte rude mai puțin studiate sau sălbatice ale speciilor cultivate nu au multe semne, atunci pot fi, ca să spunem așa, prezise. Se vor găsi în continuare pe materialul mare corespunzător.

Vavilov a arătat că, în ansamblu, variabilitatea ereditară a tuturor plantelor variază în paralel într-un grad foarte puternic. El a numit-o seria omoloagă a variabilității plantelor. Și a subliniat că, cu cât speciile sunt mai aproape una de cealaltă, cu atât este mai mare această omologie a seriei de variabilitate a caracterelor. O serie de regularități generale diferite au fost dezvăluite în aceste serii omoloage de variabilitate ereditară a plantelor. Și această împrejurare a fost luată de Vavilov drept una dintre cele mai importante fundamente pentru selecția ulterioară și căutarea unor trăsături utile din punct de vedere economic în plantele introduse în cultură. Studiul serii omoloage de variabilitate ereditară, în primul rând la plantele de cultură, apoi la animalele domestice, este acum un lucru firesc, unul dintre fundamentele selecției ulterioare. necesar unei persoane soiuri ale anumitor specii de plante aflate în studiu. Aceasta a fost, probabil, una dintre primele realizări majore ale lui Vavilov la scară mondială, care i-a creat foarte repede un nume mondial. Numele, dacă nu primul și cel mai bun, atunci unul dintre primii și cei mai buni botanici aplicați din lume.

În paralel cu aceasta, Vavilov a făcut peste tot în lume - în toată Europa, cea mai mare parte a Asiei, o mare parte a Africii, nordul, centrul și America de Sud- un numar mare de expeditii cu colectare de material imens, in principal pe plante cultivate. În 1920, cred, Vavilov a fost numit director al Biroului de Botanică Aplicată și Noi Culturi. Acest Birou a fost oarecum schimbat și s-a transformat în Institutul de Botanică Aplicată și Culturi Noi, apoi Institutul de Botanică Aplicată, Genetică și Ameliorare a Plantelor. Și până la sfârșitul anilor 1930, devenise deja Institutul de Cultură a Plantelor All-Union. Acest nume a fost păstrat până în zilele noastre, deși cota sa globală, desigur, a scăzut brusc după moartea lui Vavilov. Dar totuși, multe tradiții Vavilov sunt încă păstrate și o parte din imensa colecție vie mondială de soiuri, subspecii și forme de plante cultivate din literalmente toate grupurile de plante cultivate pe glob este păstrată în Pușkin, fostul Detskoye Selo, fostul Tsarskoye. Selo. Acesta este un muzeu viu, replantat în fiecare an, creat de Vavilov. Același lucru este valabil în nenumărate stații experimentale împrăștiate în întreaga Uniune Sovietică.

În timpul numeroaselor sale călătorii, Vavilov a reușit din nou să nu se înece într-o cantitate imensă de material, în acest caz deja diversitatea geografică a formelor diferitelor tipuri de plante cultivate. A trasat totul pe hărți la scară mare cu creioane multicolore, mai întâi jucându-se, ca copiii mici, cu hărți geografice, iar apoi transpunând toate acestea în hărți mici relativ simple, cu icoane negre de diferite tipuri pentru diverse forme de plante cultivate. Așa că a descoperit în lume, pe glob, în biosfera planetei noastre, mai multe centre de diversitate a plantelor cultivate. Și a arătat, pur și simplu pe hărți, răspândirea, distribuția pe Pământ nu numai a speciilor individuale, ci a anumitor grupuri de specii, cultivate, aparent, pentru prima dată într-un anumit loc, să spunem, în nordul sau centrul Chinei sau în partea muntoasă a Africii de Nord sau, să zicem, în regiunea Peru, în America de Sud, în munți, în Anzi. De acolo, de obicei, nu o specie de plante cultivate, ci un grup de specii legate economic care au apărut ca plante cultivate și au prins rădăcini ca plante cultivate într-un anumit loc, răspândite pe Pământ. Unii nu sunt departe, la mică distanță, în timp ce alții au cucerit jumătate din lume, cum se spune, ca același grâu sau mazăre.

Vavilov, astfel, a stabilit centrele de diversitate și de origine a diferitelor forme de plante cultivate în diferite părți ale globului. Și a creat o întreagă teorie a originii plantelor cultivate în diferite epoci ale celei mai vechi și străvechi lumi. Aceasta a fost a doua mare realizare a lui Vavilov, din nou de clasă mondială. Acum este imposibil să se dezvolte în continuare istoria agriculturii mondiale și istoria centrelor de origine a plantelor cultivate fără fundația creată de Vavilov. Există încercări, ca să spunem așa, de reformă și modificare a concepțiilor lui Vavilov, dar putem spune că acestea sunt detalii în comparație cu imaginea generală a lumii creată de Vavilov.

Aceasta înseamnă că am enumerat deja trei mari realizări: imunitatea plantelor, legea seriei omologice și teoria centrelor agriculturii și apariția diferitelor forme de plante cultivate. Poate ultimul lucru pe care vreau să-l numesc din realizările generale ale lui Vavilov este un număr mare de lucrări și eforturi ale sale, în principal eforturi, deja în sensul propagandei la diferite congrese, internaționale și întregi Uniunii, scriind articole de știință populară pe problema avansării. agricultura la nord în primul rând și în zonele ocupate de deșerturi și deșerturi, combinată cu protecția naturii într-un sens complet modern și chiar destinat viitorului apropiat: promovarea culturii împreună cu o atitudine rezonabilă față de comunitățile de organismele vii ale biosferei. În aceste domenii, Vavilov este absolut excepțional, aș spune, un om de știință excepțional de mare la scară mondială.

Legea seriei omoloage

Prelucrarea unui material extins de observații și experimente, un studiu detaliat al variabilității numeroaselor specii linneene (Linneons), o cantitate uriașă de fapte noi obținute în principal din studiul plantelor cultivate și al rudelor lor sălbatice, au permis N.I. Vavilov să reunească toate exemplele cunoscute de variabilitate paralelă și să formuleze o lege generală, pe care a numit-o „Legea seriei omologice în variabilitatea ereditară” (1920), raportată de el la cel de-al treilea Congres al Crescătorilor din întreaga Rusie, desfășurat la Saratov. În 1921 N.I. Vavilov a fost trimis în America pentru a participa la Congresul Internațional pentru Agricultură, unde a prezentat un raport despre legea seriei omoloage. Legea variabilității paralele a genurilor și speciilor strâns înrudite, stabilită de N.I. Vavilov și asociat cu o origine comună, dezvoltând învățăturile evolutive ale lui Charles Darwin, a fost apreciat în mod corespunzător de știința lumii. A fost perceput de public ca fiind cel mai mare eveniment din știința biologică mondială, care deschide cele mai largi orizonturi pentru practică.

Principalele prevederi ale legii seriilor omologice sunt următoarele.

2. Familiile întregi de plante se caracterizează în general printr-un anumit ciclu de variabilitate care trece prin toate genurile și speciile care alcătuiesc familia.

Chiar și la cel de-al III-lea Congres panrusesc de selecție (Saratov, iunie 1920), unde N.I. Vavilov și-a raportat descoperirea pentru prima dată, toți participanții la congres au recunoscut că „precum tabelul periodic (tabelul periodic)” legea seriei omologice va permite prezicerea existenței, proprietăților și structurii formelor și speciilor de plante și animale încă necunoscute. , şi a apreciat foarte mult semnificaţia ştiinţifică şi practică a acestei legi . Progresele moderne în biologia celulară moleculară fac posibilă înțelegerea mecanismului existenței variabilității omologice în organisme similare - pe ce se bazează exact asemănarea formelor și speciilor viitoare cu cele existente - și sintetizarea în mod semnificativ a unor noi forme de plante care nu sunt. găsite în natură. Acum un nou conținut este introdus în legea lui Vavilov, așa cum apariția teoriei cuantice a dat un conținut nou, mai profund sistemului periodic al lui Mendeleev.

Doctrina centrelor de origine a plantelor cultivate

Până la mijlocul anilor 20, studiul distribuţiei geografice şi diversităţii intraspecifice a diverselor culturi agricole, realizat de N.I. Vavilov și sub conducerea sa, i-au permis lui Nikolai Ivanovici să formuleze idei despre centrele geografice de origine a plantelor cultivate. Cartea „Centrele de origine ale plantelor cultivate” a fost publicată în 1926. Ideea profund fundamentată teoretic a centrelor de origine a oferit o bază științifică pentru căutări direcționate pentru plante utile oamenilor și a fost utilizată pe scară largă în scopuri practice.

Nu mai puțin importantă pentru știința mondială este predarea lui N.I. Vavilov despre centrele de origine a plantelor cultivate și despre modelele geografice în distribuția caracteristicilor lor ereditare (publicată pentru prima dată în 1926 și 1927). În aceste lucrări clasice, N.I. Vavilov a prezentat pentru prima dată o imagine coerentă a concentrării unei bogății enorme de forme de plante cultivate în câteva centre primare de origine a acestora și a abordat soluția problemei originii plantelor cultivate într-un mod cu totul nou. Dacă înaintea lui botaniștii-geografi (Alphonse de Candol și alții) au căutat „în general” patria grâului, atunci Vavilov a căutat centrele de origine ale speciilor individuale, grupuri de specii de grâu în diferite regiuni ale globului. Totodată, a fost deosebit de important să se identifice zonele de răspândire naturală (gamii) soiurilor acestei specii și să se determine centrul celei mai mari diversități a formelor sale (metoda botanico-geografică).

Pentru a stabili distribuția geografică a soiurilor și raselor de plante cultivate și a rudelor sălbatice ale acestora, N.I. Vavilov a studiat centrele celei mai vechi culturi agricole, începutul căreia l-a văzut în regiunile muntoase din Etiopia, Asia de Vest și Centrală, China, India, în Anzii din America de Sud și nu în văile largi ale râurilor mari - Nilul, Gangele, Tigrul și Eufratul, așa cum au susținut anterior oamenii de știință. . Rezultatele cercetărilor arheologice ulterioare susțin această ipoteză.

Pentru a găsi centrele de diversitate și bogăție a formelor de plante, N.I. Vavilov a organizat, după un anumit plan corespunzător descoperirilor sale teoretice (seri omoloage și centre de origine a plantelor cultivate), numeroase expediții, care în 1922-1933. a vizitat 60 de țări ale lumii, precum și 140 de regiuni ale țării noastre. Drept urmare, a fost colectat un fond valoros de resurse vegetale mondiale, numărând peste 250.000 de mostre. Cea mai bogată colecție colectată a fost atent studiată folosind metodele de selecție, genetică, chimie, morfologie, taxonomie și în culturile geografice. Este încă păstrat în VIR și este folosit de crescătorii noștri și străini.

Crearea N.I. Vavilov al doctrinei moderne a selecției

Studiul sistematic al resurselor vegetale mondiale ale celor mai importante plante cultivate a schimbat radical ideea compoziției varietale și a speciilor chiar și a unor culturi bine studiate precum grâul, secara, porumbul, bumbacul, mazărea, inul și cartofii. Dintre speciile și numeroasele varietăți ale acestor plante cultivate aduse din expediții, aproape jumătate s-au dovedit a fi noi, necunoscute încă de știință. Descoperirea de noi specii și soiuri de cartofi a schimbat complet ideea anterioară a materialului sursă pentru selecția acestuia. Pe baza materialului adunat de expedițiile N.I. Vavilov și colaboratorii săi, s-a bazat întreaga creștere a bumbacului și s-a construit dezvoltarea subtropicalelor umede din URSS.

Pe baza rezultatelor unui studiu detaliat și pe termen lung al bogăției varietale colectate de expediții, hărți diferențiale de localizare geografică a soiurilor de grâu, ovăz, orz, secară, porumb, mei, in, mazăre, linte, fasole, fasole, năut, chinka, cartofi și alte plante au fost compilate. Pe aceste hărți a fost posibil să se vadă unde este concentrată principala diversitate varietală a acestor plante, adică unde ar trebui extras materialul sursă pentru selecția unei anumite culturi. Chiar și pentru astfel de plante străvechi precum grâul, orzul, porumbul și bumbacul, care au fost stabilite de mult timp pe tot globul, a fost posibil să se stabilească cu mare precizie principalele zone ale potențialului speciilor primare. În plus, a fost stabilită coincidența zonelor de morfogeneză primară pentru multe specii și chiar genuri. Studiul geografic a condus la înființarea unor flore culturale independente întregi specifice regiunilor individuale.

Studiul resurselor vegetale mondiale a permis N.I. Vavilov să stăpânească pe deplin materialul sursă pentru munca de selecție în țara noastră și a restabilit și rezolvat problema materialului sursă pentru cercetarea genetică și de selecție. El a dezvoltat bazele științifice ale ameliorării: doctrina materialului sursă, baza botanică și geografică a cunoștințelor plantelor, metode de ameliorare a trăsăturilor economice care implică hibridizare, incubare etc., importanța hibridizării interspecifice și intergenerice la distanță. Toate aceste lucrări nu și-au pierdut semnificația științifică și practică în prezent.

Studiu botanic si geografic un numar mare plantele cultivate au condus la taxonomia intraspecifică a plantelor cultivate, drept urmare lucrările lui N.I. Vavilov „Specia linneană ca sistem” și „Doctrina originii plantelor cultivate după Darwin”.