|
 Det er av stor betydning å forbedre kvaliteten på plantene som avles etter våre behov. Etter å ha begynt, kanskje, med semi-tilfeldig såing i nærheten av sin jakthytte av de første frøene som kom til hånden, leter en person allerede ved begynnelsen av sin kulturhistorie etter nye planter; Gradvis dukker det opp dyrkede planter som ikke skiller seg ut i ingenting eller nesten ingenting fra deres ville forfedre, og deretter får flere og flere funksjoner.
Over tid har mennesket skapt en veldig spesiell "vegetasjon" rundt seg selv - en hel kunstig verden av slike planter, som ikke er i naturen og aldri har eksistert.
En av de viktigste egenskapene til dyrkede planter er at de for det meste ikke kan eksistere uten menneskelig omsorg for frøene sine. På den annen side kan en person bare bruke disse plantene, hvis frø kan bevares i minst flere måneder, til sine behov før starten av et gunstig øyeblikk for såing.
Mennesket har skapt og fortsetter å lage slike planter som er spesielt praktiske for hans økonomiske formål. Han leter etter varianter som ikke kaster frøene når de er modne, for å unngå store høsttap. For eksempel i korn kornene sitter så fast på cob at de bare kan frigjøres derfra med makt. For en vill plante, for det meste, er det motsatte fordelaktig - å så frøene så lett som mulig. Det er lett å forstå at mais i det hele tatt ikke kunne eksistere i naturen: kornene som var tett plassert på kolben, ville spire sammen når kolben falt på fuktig grunn, og spirene ville syltet hverandre. Men dette er ikke nok, i det overveldende flertallet av tilfellene er frøene til dyrkede planter i stand til å spire på slutten av sommeren, snart etter modning. Og dette betyr for dem total død under forholdene i vårt klima: de sarte spirene til de fleste plantearter kunne selvfølgelig ikke tåle vinterkulda. Under menneskets beskyttelse overvintrer frøene i låvene hans og blir sådd bare til neste vår. Det er riktignok vinterplanter, men de er et mindretall, og de tåler ikke vinteren i alle klimaer; helt nord kan bare tidlig modne vårplanter overleve. Derfor går kulturen til bygg, en tidlig moden vårplante, lengst nord.
Men for at en plante skal være egnet for kultur, må den ha frø som kan lagres i lang tid uten å miste spiring. Derfor, uansett hvor verdifull en plante er i kvalitetene, er den helt uegnet for kultur under våre forhold hvis frøene ikke kan holdes levedyktige fra høsting til såing. Endelig er det tilfeller der frøene forblir levedyktige, bare under forhold som er kunstig vanskelig å lage, for eksempel lagring av store kornmasser i vann (villvannsris).
 Hva er betydningen av varigheten og metoden for lagring av plantens frø oppnådd fra dem?
La oss først huske hva et frø er. Frøet til hver plante inneholder et embryo i det, som har en liten rot og stamme; fra toppen av sistnevnte, etter spiring, begynner blader å utvikle seg. Spiring av et frø består i det faktum at denne lille embryonale planten begynner å vokse og gradvis utvikler seg til en stor voksen plante. Utviklingen av embryoet, som enhver annen organisme, er basert på det faktum at dets bestanddelceller multipliserer. Disse delende cellene utgjør tuppen av roten og toppen av stilken i embryoet; alle røttene til den fremtidige planten stammer fra flere celler i embryoets rotspiss, alle overjordiske deler av planten (selv i gigantiske trær) stammer fra flere primære celler på toppen av den embryonale stammen.
Kvaliteten på plantene som vokser fra dem, avhenger av kvaliteten på frøene - ikke bare rug vil helt sikkert vokse fra rugfrø, og ikke hvete, men god rug vil vokse fra frøene til et godt utvalg av rug, og dårlig rug vil vokse fra frøene til en dårlig en.
Som vi nettopp har sett, kommer en plante som utvikler seg fra frø fra noen få celler i fosteret. Derfor må selvsagt maktene til hans egenskaper være inneholdt i disse cellene. Disse tilbøyelighetene - gener - er inneholdt i cellekjernen, nærmere bestemt i kromosomene - små, flere tusendeler av en millimeter i størrelse, legemer som vises i kjernen hver gang det er en oppdeling, det vil si multiplikasjon av celler. Settet med kromosomer utgjør apparatet ved hjelp av hvilket egenskaper av egenskaper blir overført under utviklingen av organismen fra en cellulær generasjon til en annen. Dette er arvelighetsapparatet. Eventuelle forskjeller mellom planter som overføres gjennom frø, det være seg fargen på blomster, fruktens smak eller størrelsen på utbyttet, avhenger av tilbøyelighetene i kromosomene - gener som overføres med uforanderlig korrekthet under hver celledeling i den resulterende celler. Derfor inneholder alle cellene som utgjør en organisme de samme gener. Individuelle deler av organismen, for eksempel et blad, en stilk, en rot, en blomst, skiller seg fra hverandre i en plante fordi deres utvikling skjer under forskjellige forhold. Hver celle som kan reprodusere - spissen av stammen eller spissen av roten til fosteret - inneholder i sin kjerne det samme settet med gener, hvis egenskaper påvirker karakteren og kvaliteten til den utviklende planten.
Konstansen til disse egenskapene - "arvelighet" - avhenger av det faktum at under hver celledeling deler ikke bare cellen seg i to, men hver lille partikkel av kromosomet, hvert gen deler seg også i to og danner to helt identiske kromosomer, to helt identiske gener. Egenskapene til gener forblir uendret i tusenvis og millioner av år; vi kjenner mange planter som ikke bare
har ikke endret seg over en historisk periode på flere tusen år, for eksempel siden de egyptiske faraoene, men forble den samme som deres forfedre som levde for millioner av år siden og fant i eldgamle forekomster av jordskorpen.
Et frøembryo er en liten butikk med gener arvet fra planten som frøet modnet på. Livet med alle dets særegenheter gjemmer seg i frølaget og • venter på ugunstige forhold; så snart en gunstig tid kommer, begynner utvikling, en plante vokser, hvis egenskaper vil avhenge av kvaliteten på genene som finnes i embryoets celler. Disse egenskapene er bevart ikke bare under frøspiring, men også i hvile når frøet ligger tørt.
Men hva skjer med de arvelige tendensene til embryoet i frøet når tiden går? Varigheten av denne perioden av plantens liv er vanligvis strengt definert: eiken vokser i tusenvis av år, og eikenøtten ligger, uten å spire, bare en vinter; Pilen vokser også i mange år, men frøene spirer umiddelbart etter å ha falt på våt underlag. Svært sjelden forblir frø i naturen uten å spire i mer enn 6-7 måneder. Hva gjøres med dem hvis de må lyve uten å spire i lengre perioder? Forblir de arvelige egenskapene til embryoet uendret, eller tvert imot endrer de seg etter hvert som tiden går?
Alle vet selvfølgelig at det ikke er slike frø som for alltid vil beholde muligheten til å spire - før eller siden mister de spiring. Perioden der frøene forblir levedyktige er veldig forskjellig for forskjellige planter, i rug er det for eksempel mye mindre enn i hvete, i pilfrø mister spiring etter noen dager etter modning, indiske lotusfrø forblir levedyktige i et århundre eller enda mer ... Slike lange perioder bør imidlertid betraktes som eksepsjonelle.
Frøspiring bestemmes på spesielle frøkontrollstasjoner og beregnes i prosent.Når man vurderer kvaliteten på frø, blir først og fremst oppmerksom på prosentandelen spiring; jo lavere det er, jo flere frø må sås i samme område for å oppnå den nødvendige plantetettheten.
 Årsaken til tapet av spiring var fortsatt ukjent. Vi kjenner bare forholdene som påvirker bevaring av frøspiring. Så det ble funnet at et sterkt fuktighetsinnhold i frøene fører til et raskt tap av spiring, mens det i tørrhet tvert imot varer spiring lenger. Rugfrø i Moskva-regionen, der det er ganske fuktig, mister ofte spiring av det tredje året, og i den amerikanske delstaten Arizona, som har et tørt klima, viser samme rug god spiring for det tiende året. Spesielt raskt mister frøene spiring i Japan på grunn av det veldig fuktige klimaet der. Men selv i veldig tørre klimaer kan frø raskt miste spiring på grunn av sin egen fuktighet, for eksempel hvis de ikke er tilstrekkelig tørket etter høsting, stablet i et fuktig rom osv.
Inntil veldig nylig ble det antatt at ingen endringer i frø, bortsett fra deres gradvise tap av spiring, skjedde. Alle variantekvaliteter - vekst, utviklingshastighet, utbytte, kvalitet på frukt eller korn, krav til jord, klima osv. - ble ansett som stabile, uforgjengelige, mer holdbare enn selve livet; det så ut til at embryoet dør før dets arvelige egenskaper endres.
Denne fantastiske stabiliteten til arvelige tilbøyeligheter er imidlertid ikke absolutt. I mer enn tretti år har det vært kjent at plantens kvaliteter kan endre seg: de sår for eksempel uten hvete - og plutselig vokser en eller flere spinous planter i marken; eller gule frøplanter, blottet for klorofyll, dukker plutselig opp blant såingene, eller hvite blomster dukker opp blant planter med røde blomster osv. Slike endringer er ofte arvelige, overføres gjennom frø til flere generasjoner; Fra frøene til en spirende plante vokser det utelukkende spinous planter videre. Slike sjeldne endringer - og de forekommer sjelden, en gang i hundretusener og millioner av planter - som overføres til avkom, kalles mutasjoner. Som det nå er bevist, er de årsaken til alle forskjellene mellom eksisterende arter av levende vesener: hvis det ikke var noen mutasjoner, ville det ikke være deg og meg. Livet på jorden ville trolig eksistere i en eller annen enkleste form.
De fleste mutasjoner er skadelige for kroppen: i en plante fører en mutasjon ofte til infertilitet, til ulike uregelmessigheter og utviklingsdeformiteter. Men noen av mutasjonene er gunstige for planten eller gunstige for mennesker; plukke opp slike mutasjoner, mennesket skapte mange varianter av planter han trengte. Det er klart hvor viktig det ville være for oss å lære å håndtere mutasjoner. Det er også nødvendig å administrere dem for å beskytte våre verdifulle "varianter mot at unødvendige og skadelige egenskaper forekommer i dem.
Årsakene til mutasjonene var imidlertid fremdeles ukjente; bare de siste 6-7 årene har det blitt bevist at antallet kan økes kraftig av ytre påvirkninger på kroppen, på cellene som gir opphav til kroppen. Den sterkeste effekten i denne forbindelse utøves av røntgenstråler, bestråling av blomster eller modne frø som kan øke antall mutasjoner hundrevis av ganger, og derfor veldig raskt skape mange nye kvaliteter av planter.
Hva er årsaken til mutasjoner? Forfatteren av disse linjene har lett etter den i lang tid. For flere år siden ble det klart for meg at årsaken til mutasjoner burde være nært knyttet til livsprosessene som foregår i cellen, og ikke komme utenfra, i form av for eksempel røntgenstråler. Mutasjoner er allestedsnærværende, og derfor må årsaken til dem være allestedsnærværende. Alt i alt var det enklest å anta at forholdene som forårsaker mutasjoner er opprettet, som sagt, inne i cellen på grunn av livsprosessene som foregår der.
Hvilke prosesser skjer i frøet når det ligger, og mister spiring sakte? Er det egentlig bare tap av spiring, eller er det noen andre endringer i embryoets egenskaper? Ikke forekomme mens frøet lyver, endringer i arvelige egenskaper til embryoet som er inneholdt i det? Er det sant at sortkvaliteter forblir helt uendret mens embryoet lever?
Utøvere har lenge visst at gamle frø ikke vokser fra friske frø. Langsiktige observasjoner har vist oss det samme. Videre, etter å ha jobbet i flere år med den kunstige produksjonen av mutasjoner ved å bestråle frø med røntgenstråler, la vi merke til at frøplanter som er oppnådd fra slike frø er veldig like i egenskaper som de som er dyrket av gamle frø.
 Detaljerte studier utført i laboratoriet for cytogenetikk ved Biologisk institutt for CIK oppkalt etter V.I. K.A. Timiryazev i Moskva, oppdaget et bemerkelsesverdig fenomen: jo eldre frøene, jo flere mutasjoner oppnås blant plantene dyrket av dem. Mange stygge planter dukker opp, mange av dem er nesten eller helt sterile, helt nye varianter dukker opp osv. Disse dataene er allerede testet på mange typer planter, inkludert rug, mais, bygg, de er testet ikke bare her, men også for grensen. En annen viktig oppdagelse, som ble gjort nesten samtidig i vårt land og på grunnlag av vårt første arbeid i Canada, var oppdagelsen at antall mutasjoner avhenger av varme og fuktighet: jo varmere er det i rommet der frøene lagres, eller jo mer fuktig det er, jo flere mutasjoner forekommer i planter.
Disse mutasjonene uttrykkes på de mest varierte måtene; de fleste av dem er som alltid skadelige. Hvis frøene er veldig gamle eller ligger under forhold med for høy luftfuktighet og varme, forstyrrer mutasjoner utviklingsforløpet fullstendig, og frøet mister spiring.
En fantastisk, men helt forståelig egenskap ved disse mutante plantene er at de nesten alltid er kimærer (dette er navnet på planter som består av vev av forskjellige arvelige egenskaper; faktisk er ethvert podet tre, for eksempel et frukttre, en kimære, fordi den består av arvelige forskjellige deler - fra vill bestand og kulturell spion). Hvorfor dette er så er lett å forstå hvis vi husker at en plante utvikler seg fra flere celler i embryoet: røtter dannes fra rotens apikale celler, og alle luftdelene stammer fra flere celler i stammen. Mutasjoner forekommer alltid uavhengig i forskjellige celler; derfor, blant de opprinnelige cellene i embryoet, sammen med mutantceller, forblir normale celler nesten alltid, og senere utvikler den ene delen av planten seg fra mutantceller, den andre fra normale celler. I sjeldne tilfeller viser planten seg å være sammensatt av deler av flere varianter.
Nå kan vi trekke flere konklusjoner av veldig viktig praktisk betydning. For det første betyr lagring av frø forandring. Gamle frø er gamle bare i alderen - når det gjelder kvalitetene er de "nye", siden de kanskje ikke dyrker de samme plantene som de ble samlet opp fra. Derfor, for å finne så snart som mulig nye kvaliteter av planter, er det nødvendig å så gamle frø. Lagre av frø lagret på eksperimentelle stasjoner i mange år og flere titalls år kan tjene som en verdifull kilde for utvikling av nye varianter av planter. På den annen side risikerer vi å ødelegge sorten, ved å multiplisere gamle frø til økonomiske avlinger, siden de fleste av mutasjonene er skadelige. For det andre kan varme og fuktighet, som fremskynder utseendet til mutasjoner, brukes til kunstig å produsere mutasjoner. Denne metoden er ikke bare billig, enkel og allment tilgjengelig, men også bedre enn andre fordi den ikke krever kunstige forhold, for eksempel røntgen. I tillegg vil det være færre uønskede bivirkninger på planten. Men lagring av frø i et for varmt rom eller for mye fuktighet kan gjøre dem uegnet for landbruksavlinger, selv om spirehastigheten ikke reduseres betydelig.Det er spesielt nødvendig å være redd for selvoppvarming av korn, der både varme og fuktighet virker samtidig.
M. S. Navashin
Interessant: den minste planten
Den minste av de blomstrende plantene - rotfri wolfia - tilhører andemusikkfamilien, lever på overflaten av stillestående vannforekomster og dekker dem med en brun film som ligner kaffegrut. Diameteren til en enkelt plante er sjelden mer enn en millimeter. I motsetning til større andemattearter har ikke wolfia rot, den absorberer de nødvendige stoffene med hele overflaten nedsenket i vann. Planten har heller ikke blader, det hele består av et kort "stengelblad", i en spesiell fordypning som en ny plante knopper ut omtrent en gang om dagen. Totalt antall planter fordobles per dag. Blomstrende wolfia er ekstremt sjelden. Blomsten ligger i den øvre delen som stikker ut fra vannet og er en fordypning der en pistil og en støpehode er plassert.
Wolffia kan være en farlig luke i rismarker, men på grunn av den raske reproduksjonen blir den noen ganger avlet spesielt for å oppnå protein og karbohydratrik grønn masse for husdyrfôr.
|
