Taş
N Vavilov homolojik seriler yasasını keşfetti. Organizmaların kalıtsal değişkenliğinin homolojik serisi yasası

N Vavilov homolojik seriler yasasını keşfetti. Organizmaların kalıtsal değişkenliğinin homolojik serisi yasası

Bölümler: Biyoloji

Dersin Hedefleri

Öğrencileri şekillerle tanıştırın kalıtsal değişkenlik nedenleri ve vücut üzerindeki etkileri. Okul çocuklarında değişkenlik biçimlerini sınıflandırma ve bunları birbirleriyle karşılaştırma yeteneğini geliştirmek; her birinin tezahürünü gösteren örnekler verin;
Mutasyon türleri hakkında bilgi geliştirmek;
Homolojik seriler yasasını formüle edin ve anlamını açıklayın;
Lise öğrencilerini mutasyon sürecinin organik dünyanın evrimi ve insan yetiştirme çalışmaları açısından çok önemli olduğuna ikna edin.

Gösteriler

Farklı kromozomal mutasyon türlerinin diyagramı.
Poliploidizasyon şeması.
Kalıtsal değişkenlikte homolog seriler.

Şartlar Genotipik değişkenlik, mutasyon, gen mutasyonları, genomik mutasyonlar, kromozomal mutasyonlar:

ters çevirme;
silme;
çoğaltma;
Translokasyon.

Öğrenciler için görevler:

Homolojik seriler yasasını formüle edin ve örnekler verin.
N.I.'nin biyografisini tanıyın. Vavilov ve onun ana bilimsel keşiflerini biliyor.
"Değişkenlik formları" tablosunu yapın

Zamanı organize etmek.

Bilgi ve becerilerin test edilmesi.

Ön çalışma

Genetik neyi inceliyor?
Kalıtım terimi ne anlama geliyor? - değişkenlik?
Hangi değişkenlik biçimlerini biliyorsunuz?
Reaksiyon normu ne anlama geliyor?
Modifikasyon değişkenliğinin kalıpları nelerdir?
Değişen koşullar niceliksel ve niteliksel özellikleri nasıl etkiliyor? Örnekler ver
Tepki normu nedir? Niteliksel özelliklerin çeşitliliği neden küçük dereceçevre koşullarının etkisine bağlı mı?
Hayvanların ve bitkilerin reaksiyon normlarının tarımda pratik önemi nedir?

Bilgisayarda bireysel çalışma - test çalışması

Diyagramı doldurun:

Öğrenciler uygulama 1 ile bilgisayarlarda çalışırlar. (Ders sırasında 1-5 arası görevler tamamlanır).

Yeni materyal öğrenme

Kalıtsal değişkenlik kavramı genotipik ve sitoplazmik değişkenliği içerir. Birincisi mutasyonel, birleştirici ve bağıntılı olarak ayrılmıştır. Kombinatif değişkenlik, geçiş sırasında, mayozda kromozomların bağımsız ıraksaması ve cinsel üreme sırasında gametlerin rastgele füzyonu sırasında ortaya çıkar. Mutasyonel değişkenlik genomik, kromozomal ve gen mutasyonlarını içerir. Mutasyon terimi bilime G. de Vries tarafından tanıtıldı. Biyografisi ve ana bilimsel başarılar bölümde yer almaktadır. Genomik mutasyonlar poliploidlerin ve anöploidlerin ortaya çıkmasıyla ilişkilidir. Kromozomal mutasyonlar, kromozomlar arası değişiklikler - translokasyon veya kromozom içi yeniden düzenlemeler: silme, çoğaltma, ters çevirme ile belirlenir. Gen mutasyonları, nükleotid dizisindeki değişikliklerle açıklanır: sayılarında bir artış veya azalma (silme, çoğaltma), yeni bir nükleotidin eklenmesi veya bir gen içindeki bir bölümün rotasyonu (inversiyon). Sitoplazmik değişkenlik, hücrenin plastidlerinde ve mitokondrilerinde bulunan DNA ile ilişkilidir. İlgili türlerin ve cinslerin kalıtsal değişkenliği, Vavilov'un homolojik seriler yasasına uyar.

Değişkenliğin değiştirilmesi, genotipi etkilemeden fenotipteki değişiklikleri yansıtır. Bunun tersi, genotipi değiştiren başka bir değişkenlik biçimidir - genotipik veya mutasyonel (Darwin'e göre - kalıtsal, belirsiz, bireysel). Mutasyon genetik materyalde meydana gelen kalıcı kalıtsal değişikliktir.

Genotipteki bireysel değişikliklere denir mutasyonlar.

Mutasyon kavramı bilime Dutchman de Vries tarafından tanıtıldı. Mutasyonlar, genetik materyal miktarında artışa veya azalmaya, nükleotidlerde veya dizilimlerinde değişikliğe yol açan kalıtsal değişikliklerdir.

Mutasyonların sınıflandırılması

Tezahürün doğası gereği mutasyonlar: Baskın, resesif.
Oluşum yerlerine göre mutasyonlar: somatik, üretken.
Görünümlerinin doğasına göre mutasyonlar: kendiliğinden, uyarılmış.
Adaptif değere göre mutasyonlar: yararlı, zararlı, nötr. (Ölümcül, yarı öldürücü.)

Meydana gelen mutasyonların çoğu resesif ve organizma için sakıncalıdır, hatta ölümüne neden olabilir. Alelik baskın bir genle kombinasyon halinde resesif mutasyonlar fenotipik olarak kendilerini göstermezler. Mutasyonlar germ ve somatik hücrelerde meydana gelir. Germ hücrelerinde mutasyon meydana gelirse buna denir. üretken ve germ hücrelerinden gelişen nesilde ortaya çıkar. Bitkisel hücrelerde meydana gelen değişikliklere denir somatik mutasyonlar. Bu tür mutasyonlar, organizmanın yalnızca değişen hücrelerden gelişen bir kısmının karakterinde değişikliğe yol açar. Hayvanlarda somatik hücrelerden yeni bir organizma ortaya çıkmadığı için somatik mutasyonlar sonraki nesillere aktarılmaz. Bitkilerde durum farklıdır: Bitki organizmalarının hibrit hücrelerinde replikasyon ve mitoz, farklı çekirdeklerde biraz farklı şekillerde meydana gelebilir. Bir dizi hücre nesli boyunca bireysel kromozomlar kaybolur ve birçok nesil boyunca varlığını sürdürebilecek belirli karyotipler seçilir.

Bir kaç tane var meydana gelme düzeyine göre mutasyon türleri:

Genomik mutasyonlar - ploidideki değişiklikler, yani. özellikle bitkilerde yaygın olan kromozom sayıları (sayısal kromozomal sapmalar);
Kromozomal mutasyonlar - kromozomların yapısındaki değişiklikler (yapısal kromozomal sapmalar);
Gen mutasyonları bireysel genlerdeki değişikliklerdir;

Genomik mutasyonlar

Poliploidi, kromozom sayısının birden fazla artmasıdır.
Anöploidi, mayoz bölünmedeki bir bozukluğun bir sonucu olarak fazladan kromozomların kaybı veya ortaya çıkmasıdır.

Kromozomların sayısındaki veya yapısındaki değişiklikler nedeniyle ortaya çıkarlar. Kromozom ayrımı bozulduğunda ploidide değişiklikler gözlenir.

Kromozomal hastalıklar

Üretken mutasyonlar
XXY; XYU - Klinefelter sendromu.
XO - Shershevsky-Turner sendromu.

Otozomal mutasyonlar

Patau sendromu (kromozom 13).
Edwards sendromu (kromozom 18).
Down sendromu (kromozom 21'de).

Klinefelter sendromu.

XXY ve XXXY – Klinefelter sendromu. Oluşma sıklığı 1:400 – 1:500. Karyotip – 47, XXY, 48, XXXY, vb. Erkek fenotipi. Kadın vücut tipi, jinekomasti. Uzun, nispeten uzun kollar ve bacaklar. Kötü gelişmiş saçlar. Zeka azalır.

Shershevsky-Turner sendromu

X0 – Shereshevsky-Turner sendromu (monozomi X). Görülme sıklığı 1:2000 – 1:3000’dir. Karyotip 45,X. Fenotip kadındır. Somatik belirtiler: yükseklik 135 – 145 cm, boyunda kanat şeklinde deri kıvrımı (başın arkasından omuza kadar), düşük kulaklar, birincil ve ikincil cinsel özelliklerin az gelişmiş olması. Vakaların %25'inde kalp kusurları ve böbrek anormallikleri vardır. Zeka nadiren etkilenir.

Patau sendromu - Kromozom 13'teki trizomi (Patau sendromu), yenidoğanlarda yaklaşık 1:5000 - 1:7000 sıklığında bulunur ve çok çeşitli gelişimsel kusurlarla ilişkilidir. SP, beyin ve yüzdeki çoklu konjenital malformasyonlarla karakterizedir. Bu, beynin, gözbebeklerinin, beynin kemiklerinin ve kafatasının yüz kısımlarının oluşumunun bir grup erken bozukluğudur. Kafatasının çevresi genellikle azalır. Alın eğimli, alçaktır; palpebral çatlaklar dar, burun köprüsü çökmüş, kulaklar düşük ve deformedir. SP'nin tipik bir belirtisi yarık dudak ve damaktır.

Down sendromu, ana belirtileri zihinsel gerilik, hastanın kendine özgü görünümü ve konjenital malformasyonlar olan kromozom setindeki bir anormalliğin (otozomların sayısı veya yapısındaki değişiklikler) neden olduğu bir hastalıktır. En sık görülen kromozomal hastalıklardan biri, ortalama 700 yenidoğanda 1 sıklıkta görülür. Avuç içinde sıklıkla enine bir kat bulunur

Kromozomal mutasyonlar

Kromozom yapısındaki değişikliklerle ilişkili çeşitli kromozomal mutasyon türleri vardır:

silme - bir kromozomun bir bölümünün kaybı;
çoğaltma - bir kromozom bölümünün ikiye katlanması;
inversiyon - bir kromozom bölümünün 180 derece döndürülmesi;
translokasyon - bir kromozom bölümünün başka bir kromozoma aktarılması.
transpozisyon – bir kromozomdaki hareket.

Silmeler ve kopyalamalar genetik materyalin miktarını değiştirir. Karşılık gelen kromozom bölgelerinin büyüklüğüne ve önemli genler içerip içermediğine bağlı olarak fenotipik olarak ortaya çıkarlar. Çoğaltmalar yeni genlerin ortaya çıkmasına neden olabilir. İnversiyonlar ve translokasyonlar sırasında genetik materyalin miktarı değişmez ancak konumu değişir. Bu tür mutasyonlar da önemli bir rol oynar çünkü mutantları orijinal formlarla çaprazlamak zordur ve bunların F1 hibritleri çoğunlukla kısırdır.

Silmeler. İnsanlarda silme sonucu:

Wolf sendromu - büyük kromozom 4'te bir bölge kaybedildi -
“Kedinin ağlaması” sendromu - kromozom 5'te bir silinme ile. Neden: kromozomal mutasyon; 5. çiftte bir kromozom parçasının kaybı.
Belirtileri: Larinksin anormal gelişimi, erken çocukluk döneminde kedi benzeri ağlamalar, fiziksel ve zihinsel gelişimde gecikme

Ters çevirmeler

Bu, bir kromozomun iç bölümlerinden birinin 180° dönmesinin neden olduğu, yapısında meydana gelen bir değişikliktir.
Benzer kromozom Yeniden düzenleme, bir kromozomdaki iki eşzamanlı kırılmanın sonucudur.

Translokasyonlar

Translokasyon sırasında homolog olmayan kromozomların bölümleri değiştirilir, ancak toplam gen sayısı değişmez.

Tabanların değiştirilmesi

fenilketonüri. Tezahür: fenilalanin bozulmasının bozulması; Bu, hiperfenilalanineminin neden olduğu demanstan sorumludur. Zamanında reçete edilen ve takip edilen bir diyetle (beslenme, fenilalanin tükenmesi) ve bazı ilaçların kullanımıyla, klinik bulgular bu hastalık neredeyse yok
Orak hücre anemisi.
Morphan sendromu.

Genetik(nokta) mutasyonlar nükleotid dizisindeki değişikliklerle ilişkilidir. Normal gen (vahşi türün özelliği) ve ondan kaynaklanan mutant genlere alel adı verilir.

Gen mutasyonları meydana geldiğinde aşağıdaki yapısal değişiklikler meydana gelir:

Gen mutasyonu

Örneğin orak hücreli anemi, kan globinin b zincirindeki tek bir baz değişiminin sonucudur (adenin yerine timin gelir). Silme ve çoğaltma sırasında, üçlülerin sırası değişir ve "çerçeve kayması" olan mutantlar ortaya çıkar; kodonlar arasındaki sınırların kayması - mutasyon yerinden sonraki tüm amino asitler değişir.

Sağlıklı (1) ve orak hücreli anemisi olan hastalarda (2) hemoglobinin birincil yapısı.

- val-gis-ley-tre – glut yanlısı. k-ta- glu-liz
- val-gis-ley-tre – valin- glu-liz

Beta-hemoglobin genindeki mutasyon

Morfan sendromu

Hastalığın yüksek adrenalin salınımı, yalnızca kardiyovasküler komplikasyonların gelişmesine değil, aynı zamanda bazı özel dayanıklılık ve zihinsel yeteneğe sahip bireylerde ortaya çıkmasına da katkıda bulunur. Tedavi seçenekleri bilinmiyor. Paganini, Andersen ve Chukovsky'nin buna sahip olduğuna inanılıyor

Hemofili

Mutajenler mutasyonlara neden olan faktörlerdir: biyolojik, kimyasal, fiziksel.

Mutasyon oranı deneysel olarak arttırılabilir. Doğal koşullar altında, ani sıcaklık değişimleri, ultraviyole radyasyonun etkisi altında ve diğer nedenlerle mutasyonlar meydana gelir. Ancak çoğu durumda mutasyonların gerçek nedenleri bilinmemektedir. Günümüzde mutasyon sayısını yapay yollarla artırmaya yönelik yöntemler geliştirilmektedir. İlk defa, X ışınlarının etkisi altında meydana gelen kalıtsal değişikliklerin sayısında keskin bir artış elde edildi.

Fiziksel faktörler (çeşitli iyonlaştırıcı radyasyon türleri, ultraviyole radyasyon, X ışınları)
Kimyasal faktörler (böcek öldürücüler, herbisitler, kurşun, ilaçlar, alkol, bazı ilaçlar ve diğer maddeler)
Biyolojik faktörler (çiçek virüsleri, su çiçeği, kabakulak, grip, kızamık, hepatit vb.)

Öjenik.

Öjeni, insanlığın soyunu iyileştirme bilimidir.

Yunancadan tercüme edilen öjeni, en iyinin doğuşu anlamına gelir. Bu tartışmalı bilim, genetik ilkeleri kullanarak kişinin kalıtsal niteliklerini geliştirmenin yollarını arıyor. Saf bir bilim olarak kalması her zaman zor olmuştur: Gelişimi, meyvelerini kendi yöntemiyle değerlendiren siyaset tarafından yakından takip edilmiştir.

Antik Sparta'da, gelecekteki bir savaşçı için gerekli fiziksel niteliklere sahip olmayan bebeklerin yok edilmesiyle insan seçimi daha radikal bir şekilde gerçekleştirildi. Öjeniyi bilimsel temele oturtan babası ise 1869 yılında Francis Galton'dur. Yüzlerce yetenekli insanın soyağacını analiz ettikten sonra şu sonuca vardı: deha yetenekleri kalıtsaldır.

Günümüzde öjeni, kalıtsal hastalıkları insan ırkından yok etmeyi amaçlamaktadır. Herhangi bir biyolojik tür, varlığı doğayla çeliştiği takdirde yok olmanın eşiğinde olacaktır. Her bin yenidoğanın neredeyse yarısı bir tür kalıtsal patolojiyle doğuyor. Dünya çapında her yıl 2 milyon bu tür çocuk doğuyor. Bunların arasında 150 bin Down sendromlu var. Herkes bir çocuğun doğumunu önlemenin hastalıklarla savaşmaktan daha kolay olduğunu uzun zamandır biliyor. Ancak bu tür fırsatlar ancak bizim zamanımızda ortaya çıktı. Doğum öncesi teşhis ve genetik danışmanlık, doğumun fizibilite sorununun çözülmesine yardımcı olur.

Tıbbi genetik danışmanlığın modern olanakları, hamilelik planlaması sırasında kalıtsal hastalık riskinin belirlenmesini mümkün kılmaktadır.

Nikolai İvanoviç Vavilov

Nikolai Ivanovich Vavilov (1887–1943) - Rus botanikçi, genetikçi, bitki yetiştiricisi, coğrafyacı. Kalıtsal değişkenliğin homolojik serileri yasasını formüle etti. Menşe merkezleri doktrinini yarattı ekili bitkiler.

Rus bilim adamı N.I. Vavilov, kalıtsal değişkenlikte homolojik seriler yasası olarak bilinen önemli bir model oluşturdu: genetik olarak yakın olan (birbirlerine menşe birliği ile bağlı) türler ve cinsler, kalıtsal değişkenlikte benzer serilerle karakterize edilir. Bu yasaya dayanarak ilgili tür ve cinslerde benzer değişikliklerin bulunacağını tahmin etmek mümkündür. Ailedeki homolojik serilerin bir tablosunu derledi

hububat Bu model aynı zamanda hayvanlarda da kendini gösterir: örneğin kemirgenlerde homolog kürk renkleri dizisi vardır.

Homolojik seriler kanunu

Ekili bitkilerin ve atalarının kalıtsal değişkenliğini incelemek N.I. Vavilov homolojik seriler yasasını formüle etti: “Genetik olarak yakın olan türler ve cinsler, benzer kalıtsal değişkenlik serileri ile karakterize edilir ve öyle düzenlidir ki, bir tür içindeki form serilerini bilerek, diğer tür ve cinslerdeki paralel formların varlığını tahmin edebiliriz. .”

Tahıl ailesi örneğini kullanan Vavilov, bu ailenin bazı türlerinde benzer mutasyonların bulunduğunu gösterdi. Bu nedenle yulaf, buğday çimi ve darı hariç çavdar, buğday, arpa, mısır ve diğerlerinde siyah tohum rengi bulunur. İncelenen tüm türler uzun bir tane şekline sahiptir. Hayvanlarda da benzer mutasyonlar meydana gelir: memelilerde albinizm ve kıl eksikliği; sığır, koyun, köpek ve kuşlarda kısa parmaklı kıllar. Benzer mutasyonların ortaya çıkmasının nedeni genotiplerin ortak kökenidir.

Dolayısıyla bir türdeki mutasyonların keşfi, benzer mutasyonların ilgili bitki ve hayvan türlerinde araştırılmasına zemin hazırlamaktadır.

Homolojik seriler kanunu

Yakın akraba türlerde hangi mutant formların ortaya çıkması gerekir?
Homolojik seriler kanununun kurucusu kimdir?
Yasa ne diyor?

Ev ödevi.

Paragraf 24
Doğadaki mutasyon örneklerini bulun.

Homolog seriler). 1920 yılında, bitkilerin kalıtsal çeşitliliğinin tahıl ailesinin yakından ilişkili türlerinde ve cinslerinde benzer olduğunu keşfeden N.I. Vavilov tarafından formüle edilmiştir. Bir türün temsilcilerindeki bitki formlarını bilerek, bu formların diğer ilgili tür ve cinslerdeki görünümünü tahmin edebilecek kadar düzenli bir şekilde benzer özelliklerdeki değişikliklerle kendini gösterir. Türler köken olarak birbirine ne kadar yakınsa bu benzerlik o kadar net ortaya çıkıyor. Evet y çeşitli türler buğday (örneğin yumuşak ve durum buğdayı), başağın dikenliliğinde (kılçıklı, yarı kılçıklı, kılçıksız), renginde (beyaz, kırmızı, siyah, gri başak), şeklinde ve şeklinde bir dizi benzer kalıtsal değişiklik ortaya çıkar. tanenin kıvamı, erken olgunlaşma, soğuğa dayanıklılık, gübrelere duyarlılık vb.

Yumuşak buğday (1-4), durum buğdayı (5-8) ve altı sıralı arpada (9-12) (N.I. Vavilov'a göre) kulak omurgasında da benzer değişkenlik vardır.

Varyasyonun paralelliği, bir aile içindeki farklı cinslerde (örneğin, buğday, arpa, çavdar, yulaf, buğday çimi ve tahıl ailesinden diğer cinsler) daha zayıf bir şekilde ifade edilir ve hatta bir takım içindeki farklı familyalarda (daha yüksek taksonomik sıralamaya sahip) daha da zayıf ifade edilir. ). Başka bir deyişle, homolojik seriler yasasına uygun olarak, yakın türler, genomlarının (neredeyse aynı gen kümeleri) büyük benzerliğinden dolayı, benzer homolog (ortolog) mutasyonlara dayanan benzer potansiyel karakter değişkenliğine sahiptir. genler.

N.I. Vavilov, homolojik kanun dizilerinin hayvanlara uygulanabilirliğine dikkat çekti. Açıkçası bu, canlı organizmaların tüm krallıklarını kapsayan evrensel bir değişkenlik yasasıdır. Bu yasanın geçerliliği, yakın akraba türlerin birincil DNA yapısının benzerliğini ortaya koyan genom bilimi tarafından açıkça ortaya konmuştur. Homolojik seriler yasası, moleküler evrim teorisinin modüler (blok) prensibinde daha da geliştirilmiştir; buna göre genetik materyal, DNA bölümlerinin (modüller) kopyaları ve ardından gelen kombinatorikleri yoluyla farklılaşır.

Homolojik seriler kanunu, seçilim için gerekli olan kalıtsal değişikliklerin hedefli olarak araştırılmasına yardımcı olur. Yetiştiricilere yapay seçilimin yönünü gösterir ve bitki, hayvan ve mikroorganizma seçimi için umut verici formların üretilmesini kolaylaştırır. Örneğin, homolojik seriler yasasının rehberliğinde bilim adamları, otlayan hayvanlar için alkaloit içermeyen (acı olmayan) yem baklası çeşitleri yaratırken aynı zamanda toprağı nitrojenle zenginleştirdiler. Homolojik seriler yasası aynı zamanda metabolik hastalıklar, nörodejeneratif hastalıklar vb. gibi kalıtsal insan hastalıklarının modellenmesi ve tedavisinin araştırılması için model nesnelerin ve spesifik genetik sistemlerin (genler ve özellikler) seçiminde gezinmeye de yardımcı olur.

Aydınlatılmış: Vavilov N.I. Kalıtsal değişkenlikte homolojik seriler yasası. M., 1987.

S. G. Inge-Vechtomov.

Kapsamlı gözlemsel ve deneysel materyalin işlenmesi, çok sayıda Linnaean türünün (Linneons) değişkenliğinin ayrıntılı bir çalışması, esas olarak kültür bitkileri ve bunların yabani akrabalarının incelenmesinden elde edilen çok sayıda yeni gerçek, N.I. Vavilov'un bilinen tüm paralel değişkenlik örneklerini tek bir bütün halinde birleştirmesi ve formüle etmesi Genel hukuk Saratov'da düzenlenen Üçüncü Tüm Rusya Yetiştiricileri Kongresi'nde bildirdiği "Kalıtsal Çeşitlilikteki Homolog Seriler Yasası" (1920) adını verdiği. 1921'de N.I. Vavilov, homolojik seriler kanunu üzerine bir sunum yaptığı Uluslararası Tarım Kongresi'ne Amerika'ya gönderildi. N.I. tarafından kurulan yakın cins ve türlerin paralel değişkenliği yasası. Vavilov ve Charles Darwin'in evrimsel öğretilerini geliştiren ortak bir kökenle ilişkilendirilen bilim adamı, dünya bilimi tarafından takdir edildi. İzleyiciler tarafından dünya biyoloji bilimindeki en geniş uygulama ufuklarını açan en büyük olay olarak algılandı.

Homolog seriler kanunu, her şeyden önce, organik dünyanın çok zengin olduğu çok çeşitli bitki formlarının sistematiğinin temelini oluşturur ve yetiştiricinin her birinin yeri hakkında net bir fikir edinmesine olanak tanır. Bitki dünyasındaki en küçük, sistematik birim ve seçim için kaynak materyalin olası çeşitliliğini değerlendirin.

Homolojik seriler kanununun ana hükümleri aşağıdaki gibidir.

"1. Genetik olarak birbirine yakın olan türler ve cinsler, bir türün içindeki form serilerini bilerek, diğer tür ve cinslerdeki paralel formların varlığını tahmin edebilecek kadar düzenli bir kalıtsal değişkenlik dizisi ile karakterize edilir. Genetik olarak ne kadar yakın konumlanırlarsa ortak sistem cins ve Linneonlar, değişkenlik sıralarındaki benzerlik o kadar eksiksiz olur.

2. Bitki ailelerinin tamamı genellikle aileyi oluşturan tüm cins ve türlerden geçen belirli bir değişkenlik döngüsüyle karakterize edilir.

N.I.'nin bulunduğu III. Tüm Rusya Seçim Kongresi'nde (Saratov, Haziran 1920) bile. Vavilov keşfini ilk kez bildirdiğinde, kongrenin tüm katılımcıları "periyodik tablo (periyodik sistem) gibi" homolojik seriler yasasının hala bilinmeyen bitki türlerinin ve formlarının varlığını, özelliklerini ve yapısını tahmin etmeyi mümkün kılacağını kabul etti. hayvanlar ve bu yasanın bilimsel ve pratik önemini son derece takdir ettiler. Moleküler hücre biyolojisindeki modern gelişmeler, yakın ilişkili organizmalardaki homolojik değişkenliğin varoluş mekanizmasının anlaşılmasını - gelecekteki formların ve türlerin mevcut olanlarla benzerliğinin tam olarak temeli nedir - ve yeni bitki formlarının anlamlı bir şekilde sentezlenmesini mümkün kılar. doğada mevcut değildir. Artık Vavilov yasasına tıpkı görünüm gibi yeni içerikler ekleniyor kuantum teorisi yeni ve daha derin içerik verdi periyodik tablo Mendeleev.

1920'de N.I. Vavilov Saratov'daki III Tüm Rusya Seçim Kongresi'ndeki bir raporda Homolog Seriler Yasasının ana fikirlerini özetlemektedir. Ana fikir: ilgili bitki türlerinin benzer varyasyon spektrumları vardır (çoğunlukla kesin olarak tanımlanmış sabit sayıda varyasyon).

“Ve Vavilov böyle bir şey yaptı. Bilinen tüm kalıtsal özellikleri, daha önce de söylediğim gibi, ekili tahıllar arasından en iyi incelenen bitkilerden topladı, bunları tablolarda belirli bir sıraya göre düzenledi ve o dönemde bildiği tüm alt türleri, formları ve çeşitleri karşılaştırdı. Çok sayıda tablo derlendi elbette, çok miktarda malzeme vardı. Aynı zamanda Saratov'da tahıllara baklagiller ekledi - çeşitli bezelye, fiğ, fasulye, fasulye vb. - ve diğer bazı kültür bitkileri. Ve birçok durumda birçok türde paralellik mevcuttu. Elbette her familya, cins ve bitki türünün kendine has özellikleri, kendine has formu, kendine has anlatım tarzı vardı. Örneğin hemen hemen tüm kültür bitkilerinde tohumların rengi neredeyse beyazdan neredeyse siyaha kadar değişmektedir. Bu, halihazırda bilinen, üzerinde çalışılan çok sayıda çeşit ve form içeren, daha iyi çalışılmış tahıllar tanımlanırsa, birkaç yüz tane daha olacağı anlamına gelir. çeşitli işaretler ve ekili türlerin daha az çalışılmış veya yabani akrabaları pek fazla özelliğe sahip değilse, tabiri caizse tahmin edilebilirler. İlgili büyük malzemede bulunacaklar.

Vavilov, genel olarak tüm bitkilerdeki kalıtsal çeşitliliğin büyük ölçüde paralel olarak değiştiğini gösterdi. Buna homolog bitki değişkenliği serisi adını verdi. Ve türler birbirine ne kadar yakınsa, karakter değişkenliği serisinin homolojisinin de o kadar büyük olduğuna dikkat çekti. Bir dizi farklı genel desenler Bitkilerdeki bu homolog kalıtsal değişkenlik serileri üzerinde tanımlandı. Ve bu durum, Vavilov tarafından, ekime sunulan bitkilerde daha fazla seçim ve ekonomik açıdan faydalı özelliklerin araştırılması için en önemli temellerden biri olarak kabul edildi. Öncelikle kültür bitkilerinde, daha sonra evcil hayvanlarda homolog kalıtsal değişkenlik serilerinin incelenmesi artık doğal bir meseledir ve daha ileri seçilim için temellerden biridir. bir kişinin ihtiyaç duyduğu Bazı bitki türlerinin çeşitleri incelenmektedir. Bu belki de Vavilov'un küresel ölçekteki ilk büyük başarılarından biriydi ve çok hızlı bir şekilde dünya çapındaki ismini yarattı. Dünyanın ilk ve en iyi olmasa da ilk ve en iyi uygulamalı botanikçilerinden birinin adı.

Buna paralel olarak Vavilov tüm dünyada - Avrupa'da, Asya'nın çoğunda, Afrika'nın büyük bir bölümünde, Kuzey, Orta ve Güney Amerika- Başta kültür bitkileri olmak üzere muazzam miktarda materyalin toplandığı çok sayıda keşif gezisi. Sanırım 1920'de Vavilov Uygulamalı Botanik ve Yeni Mahsuller Bürosu'nun müdürü oldu. Bu Büro biraz değiştirilerek Uygulamalı Botanik ve Yeni Bitkiler Enstitüsü'ne, ardından Uygulamalı Botanik, Genetik ve Bitki Islahı Enstitüsü'ne dönüştürüldü. Ve 30'lu yılların sonunda zaten All-Union Bitki Yetiştirme Enstitüsü haline gelmişti. Bu isim hala korunuyor, ancak küresel payı elbette Vavilov'un ölümünden sonra büyük ölçüde düştü. Ancak yine de, pek çok Vavilov geleneği hala sürdürülmektedir ve kelimenin tam anlamıyla dünya üzerinde yetiştirilen tüm bitki gruplarından elde edilen çeşitler, alt türler ve kültür bitkilerinin dünyadaki yaşayan devasa koleksiyonunun bir kısmı Puşkin'de, eski Detskoye Selo'da, eski Tsarskoye'de korunmaktadır. Selo. Burası Vavilov'un yarattığı, her yıl yeniden dikilen yaşayan bir müze. Aynı şey Sovyetler Birliği'nin her yerine dağılmış sayısız deney istasyonu için de geçerli.

Çok sayıda gezisi sırasında Vavilov, muazzam malzemede, bu durumda çeşitli kültür bitkilerinin biçimlerinin coğrafi çeşitliliğinde boğulmamayı bir kez daha başardı. Her şeyi çok renkli kalemlerle büyük ölçekli haritalara çizdi, önce coğrafi haritalarla küçük çocuklar gibi oynadı, ardından hepsini farklı kültür bitki biçimleri için çeşitli türlerde siyah simgelerle nispeten basit küçük haritalara dönüştürdü. Böylece dünyada, gezegenimizin biyosferinde, çeşitli kültürel bitki çeşitliliği merkezlerini keşfetti. Ve sadece haritalar üzerinde, Dünya üzerinde sadece tek tek türlerin değil, aynı zamanda belirli tür gruplarının da, belli bir yerde, örneğin Kuzey veya Orta Çin'de veya belli bir yerde evcilleştirilen belirli tür gruplarının yayılmasını ve dağılımını gösterdi. Kuzey Afrika'nın dağlık kesimlerinde veya Peru bölgesinde, Güney Amerika'da, dağlarda, And Dağları'nda. Buradan genellikle kültür bitkisinin tek bir türü değil, kültür bitkisi olarak ortaya çıkan ve belirli bir yerde kültür bitkisi olarak kök salmış, ekonomik açıdan birbiriyle ilişkili bir grup tür Dünya'ya yayıldı. Bazıları uzak değil, kısa bir mesafe, bazıları ise aynı buğday veya bezelye gibi dünyanın yarısını fethetti.

Vavilov böylece dünyanın farklı yerlerinde çeşitli kültür bitkilerinin çeşitlilik ve köken merkezlerini kurdu. Ve antik ve antik dünyanın çeşitli dönemlerinde kültür bitkilerinin kökenine dair bütün bir teori yarattı. Bu, Vavilov'un yine dünya çapındaki ikinci büyük başarısıydı. Vavilov'un oluşturduğu temel olmadan, dünya tarımının tarihini ve kültür bitkilerinin menşe merkezlerinin tarihini daha da geliştirmek artık mümkün değil. Vavilov'un görüşlerinde deyim yerindeyse bazı reformlar ve değişiklikler yapma girişimleri var, ancak bunların Vavilov'un yarattığı genel dünya resmiyle karşılaştırıldığında özellikler olduğu söylenebilir.

Bu, zaten üç büyük başarıyı listelediğim anlamına geliyor: bitki bağışıklığı, homolojik seriler yasası ve tarım merkezleri teorisi ve çeşitli kültür bitkilerinin ortaya çıkışı. Belki de Vavilov'un genel başarılarından bahsetmek istediğim son şey, onun çok sayıda çalışması ve çabasıdır; esas olarak çeşitli kongrelerde, uluslararası ve tüm Birlik kongrelerinde propaganda anlamındaki çabaları, tarımın teşviki sorunu üzerine popüler bilim makaleleri yazması. öncelikle kuzeyde ve çöllerin ve çorak arazilerin işgal ettiği bölgelerde, tamamen modern ve hatta yakın geleceğe yönelik olarak doğanın korunmasıyla birleştirilmiş: kültürün teşviki ve yaşayan organizma topluluklarına karşı makul bir tutum. biyosfer. Bu alanlarda Vavilov kesinlikle olağanüstü, küresel ölçekte olağanüstü büyük bir bilim adamı olduğunu söyleyebilirim.”

Homolojik seriler kanunu

Kapsamlı gözlemsel ve deneysel materyalin işlenmesi, çok sayıda Linnaean türünün (Linneons) değişkenliğinin ayrıntılı bir çalışması, esas olarak kültür bitkileri ve bunların yabani akrabalarının incelenmesinden elde edilen çok sayıda yeni gerçek, N.I. Vavilov, paralel değişkenliğin bilinen tüm örneklerini bir araya getirdi ve Saratov'da düzenlenen Üçüncü Tüm Rusya Yetiştiricileri Kongresi'nde bildirdiği "Kalıtsal Çeşitlilikteki Homolog Diziler Yasası" (1920) adını verdiği genel bir yasayı formüle etti. 1921'de N.I. Vavilov, homolojik seriler kanunu üzerine bir sunum yaptığı Uluslararası Tarım Kongresi'ne Amerika'ya gönderildi. N.I. tarafından kurulan yakın cins ve türlerin paralel değişkenliği yasası. Vavilov ve Charles Darwin'in evrimsel öğretilerini geliştiren ortak bir kökenle ilişkilendirilen bilim adamı, dünya bilimi tarafından takdir edildi. İzleyiciler tarafından dünya biyoloji bilimindeki en geniş uygulama ufuklarını açan en büyük olay olarak algılandı.

Homolojik seriler kanununun ana hükümleri aşağıdaki gibidir.

"1. Genetik olarak birbirine yakın olan türler ve cinsler, bir türün içindeki form serilerini bilerek, diğer tür ve cinslerdeki paralel formların varlığını tahmin edebilecek kadar düzenli bir kalıtsal değişkenlik dizisi ile karakterize edilir. Cinsler ve Linneonlar genel sistemde genetik olarak ne kadar yakınsa, değişkenlik serilerindeki benzerlik o kadar eksiksiz olur.

2. Bitki ailelerinin tamamı genellikle aileyi oluşturan tüm cins ve türlerden geçen belirli bir değişkenlik döngüsüyle karakterize edilir.

N.I.'nin bulunduğu III. Tüm Rusya Seçim Kongresi'nde (Saratov, Haziran 1920) bile. Vavilov keşfini ilk kez bildirdiğinde, kongrenin tüm katılımcıları "periyodik tablo (periyodik sistem) gibi" homolojik seriler yasasının hala bilinmeyen bitki türlerinin ve formlarının varlığını, özelliklerini ve yapısını tahmin etmeyi mümkün kılacağını kabul etti. hayvanlar ve bu yasanın bilimsel ve pratik önemini son derece takdir ettiler. Moleküler hücresel biyolojideki modern gelişmeler, yakın organizmalardaki homolojik değişkenliğin varlığının mekanizmasını - gelecekteki formların ve türlerin mevcut olanlarla benzerliğinin tam olarak neye dayandığını - anlamayı ve yeni bitki formlarının anlamlı bir şekilde sentezlenmesini mümkün kılar. doğada bulunur. Tıpkı kuantum teorisinin ortaya çıkışının Mendeleev'in periyodik sistemine yeni, daha derin bir içerik kazandırması gibi, şimdi Vavilov yasasına da yeni içerik ekleniyor.

Kültür bitkilerinin menşe merkezleri doktrini

Zaten 20'li yılların ortalarında, çeşitli tarımsal ürünlerin coğrafi dağılımı ve tür içi çeşitliliği üzerine N.I. Vavilov ve onun liderliği altında, Nikolai İvanoviç'in kültür bitkilerinin coğrafi menşe merkezleri hakkında fikir geliştirmesine izin verdi. “Ekili Bitkilerin Menşe Merkezleri” kitabı 1926'da yayınlandı. Teorik olarak derinlemesine kanıtlanmış menşe merkezleri fikri, insanlar için yararlı bitkilerin hedefli araştırılması için bilimsel bir temel sağladı ve pratik amaçlar için yaygın olarak kullanıldı.

N.I.Vavilov'un kültür bitkilerinin menşe merkezleri ve kalıtsal özelliklerinin dağılımındaki coğrafi kalıplar hakkındaki öğretisi dünya bilimi için daha az önemli değildir (ilk olarak 1926 ve 1927'de yayınlandı). Bu klasik eserlerde N.I. Vavilov, çok çeşitli kültür bitkisi formlarının kökenlerinin birkaç ana merkezinde yoğunlaşmasının tutarlı bir resmini sunan ilk kişiydi ve kültür bitkilerinin kökeni sorununa tamamen yeni bir şekilde yaklaştı. Ondan önce botanikçiler-coğrafyacılar (Alphonse De-Candolle ve diğerleri) buğdayın "genel" anavatanını arıyorlarsa, Vavilov, dünyanın çeşitli bölgelerindeki bireysel türlerin, buğday türü gruplarının menşe merkezlerini arıyordu. Bu durumda, belirli bir türün çeşitlerinin doğal dağılım alanlarını (alanlarını) belirlemek ve formlarının en büyük çeşitliliğinin merkezini belirlemek (botanik-coğrafi yöntem) özellikle önemliydi.

Kültür bitkilerinin çeşitlerinin ve ırklarının ve bunların yabani akrabalarının coğrafi dağılımını belirlemek için N.I. Vavilov, başlangıcını Etiyopya'nın, Batı ve Orta Asya'nın, Çin'in, Hindistan'ın dağlık bölgelerinde, Güney Amerika'nın And Dağları'nda gördüğü ve büyük nehirlerin geniş vadilerinde - Nil'de görmediği eski tarım kültürünün merkezlerini inceledi. Bilim adamlarının daha önce iddia ettiği gibi Ganj, Dicle ve Fırat. Daha sonraki arkeolojik araştırmaların sonuçları bu hipotezi doğrulamaktadır.

Bitki formlarının çeşitlilik ve zenginlik merkezlerini bulmak için N.I. Vavilov, 1922-1933'te teorik keşiflerine (homolog seriler ve ekili bitkilerin menşe merkezleri) karşılık gelen belirli bir plana göre çok sayıda sefer düzenledi. Dünyanın 60 ülkesini, ülkemizin ise 140 bölgesini ziyaret etti. Sonuç olarak, 250.000'den fazla örnek içeren, dünyadaki bitki kaynaklarının değerli bir fonu toplandı. Toplanan en zengin koleksiyon, seçme, genetik, kimya, morfoloji, taksonomi ve coğrafi mahsul yöntemleri kullanılarak dikkatle incelenmiştir. Halen VIR'de saklanmakta olup, bizim ve yabancı yetiştiricilerimiz tarafından kullanılmaktadır.

N.I.'nin yaratılması. Vavilov'un modern seçilim doktrini

Dünyanın en önemli kültür bitkilerinin bitki kaynaklarının sistematik olarak incelenmesi, buğday, çavdar, mısır, pamuk, bezelye, keten ve patates gibi iyi çalışılmış ürünlerin çeşit ve tür kompozisyonuna ilişkin anlayışı kökten değiştirmiştir. Keşif gezilerinden getirilen bu kültür bitkilerinin türleri ve birçok çeşidinin neredeyse yarısının yeni olduğu ve henüz bilim tarafından bilinmediği ortaya çıktı. Yeni patates türlerinin ve çeşitlerinin keşfi, kaynak malzemenin seçimine ilişkin önceki anlayışı tamamen değiştirdi. N.I.'nin keşif gezileri tarafından toplanan materyallere dayanmaktadır. Vavilov ve işbirlikçilerinin yardımıyla tüm pamuk seçimi kuruldu ve SSCB'de nemli subtropiklerin gelişimi inşa edildi.

Keşif gezileri tarafından toplanan çeşit zenginliklerinin ayrıntılı ve uzun vadeli bir çalışmasının sonuçlarına dayanarak, buğday, yulaf, arpa, çavdar, mısır, darı, keten, bezelye, mercimek, fasulye çeşitlerinin coğrafi lokalizasyonunun diferansiyel haritaları, fasulye, nohut, nohut, patates ve diğer bitkiler derlendi. Bu haritalarda, adı geçen bitkilerin ana çeşit çeşitliliğinin nerede yoğunlaştığı, yani belirli bir mahsulün seçimi için kaynak materyalin nereden elde edilmesi gerektiği görülebilir. Buğday, arpa, mısır ve pamuk gibi tüm dünyaya uzun zamandır yayılmış olan eski bitkiler için bile birincil tür potansiyelinin ana alanlarını büyük bir doğrulukla belirlemek mümkündü. Ayrıca birçok tür ve hatta cins için birincil oluşum alanlarının çakıştığı tespit edildi. Coğrafi çalışma, bireysel bölgelere özgü tüm kültürel bağımsız floraların oluşmasına yol açmıştır.

Dünyadaki bitki kaynaklarının incelenmesi N.I. Vavilov, ülkemizdeki ıslah çalışmaları için kaynak materyale tamamen hakim oldu ve genetik ve seleksiyon araştırmaları için kaynak materyal sorununu yeniden ortaya koydu ve çözdü. Seleksiyonun bilimsel temellerini geliştirdi: kaynak materyal doktrini, bitki bilgisinin botanik ve coğrafi temeli, hibridizasyon, kuluçka vb. içeren ekonomik özellikler için seleksiyon yöntemleri, uzak türler arası ve türler arası hibridizasyonun önemi. Bütün bu çalışmalar günümüzde bilimsel ve pratik önemini kaybetmemiştir.

Botanik-coğrafi çalışma çok sayıda kültür bitkileri, kültür bitkilerinin tür içi sınıflandırmasına yol açarak N.I. Vavilov "Bir sistem olarak Linnaean türleri" ve "Darwin'den sonra ekili bitkilerin kökeni doktrini."