Происхождение культурных растений: новый взгляд на старые проблемы. Цивилизованное растение

Основные центры происхождения культурных растений

Если поставить задачу: "Назовите центры происхождения культурных растений", то многие люди, не связанные с гибридизацией, не смогут с ней справиться. Статья содержит разъясняющую информацию.

Терминология

Центры происхождения культурных растений – это особые географические "очаги". В них сосредоточены генетические многообразия сельскохозяйственных сортов. Центры происхождения культурных растений бывают первичными - к ним относятся районы, где дикие и одомашненные формы произрастали изначально, и вторичными. Последние - это центры, которые образовались от последующего распространения полукультурных, культурных видов растений и их дальнейшей селекции.

Исторические сведения

Такое явления, как растениеводство, возникло еще задолго до наступления нашей эры. Вначале развитие происходило, независимо от видов окружающей флоры, на пяти географически обособленных территориях планеты. В основном флористическая структура видов, которые пытались одомашнить, была эндемичной для большинства областей. Это вынуждало прибегать к использованию местного растительного мира. Человеческая цивилизация продолжала свое развитие... Наступил период расцвета морских и сухопутных сообщений между народами, проживающими на различных географических территориях. Эти процессы смогли ускорить распространение плодов и семян эндемичных одомашненных растений. По этой причине совсем непросто установить родину того или иного культурного вида. Прогресс одомашнивания, который проходил в различных географических условиях определенных территорий, был подвержен законам эволюции. Например, с растениями происходили такие явления, как случайное скрещивание, кратное увеличение количества хромосом на фоне естественной гибридизации. Имели место и мутации различных типов.

Научно-исследовательские заключения

На основе открытия Чарльза Дарвина о географических центрах происхождения разных биологических видов сформировалось определенное направлении в изучении гибридизации. В XIX веке А. Декандоль опубликовал свои исследования, в которых выделил центры происхождения культурных растений и территории их первоначального возникновения. В его трудах данные области относились к обширным континентам, а также к иным масштабным районам. На протяжении практически пятидесяти лет после издания труда Декандоля знания центров происхождения культурных растений расширились существенно. Было издано несколько монографий, которые освещали сельскохозяйственные сорта разных стран, а также материалы об отдельных видах. Позднее этим вопросом вплотную занялся Н. И. Вавилов. На базе сведений о мировых ресурсах флоры он определил основные центры происхождения культурных растений. Всего их семь: Восточноазиатский, Средиземноморский, Центральноамериканский, Южноазиатский, Юго-Западноазиатский, Эфиопский и Индийский. В каждом их из них произрастает определенный процент от всего многообразия видов сельскохозяйственных сортов.

Внесение корректировок

Некоторые исследователи, такие, как А. И. Купцов и П. М. Жуковский, продолжили дело Н. И. Вавилова. Они внесли определенные изменения в его заключения. Так, Юго-Западноазиатский центр был поделен на Переднеазиатский и Среднеазиатсий, а Индокитай и тропическая Индия выступают как два самостоятельных географических очага. Бассейн Хуанхэ считается основой Восточноазиатского центра. Прежде им являлся Янцзы, но по данной территории китайцы - как народ, занимающийся земледелием - расселились гораздо позднее. Новую Гвинею и Западный Судан также выделили в качестве областей земледелия.

Заметим, что плодовые культуры, включая орехоплодные и ягодные, имеют обширную среду обитания. Они распространяется гораздо дальше границ территорий происхождения. Это явление больше согласуется с учением Декандоля, нежели с остальными. Причина обосновывается преимущественно лесным происхождением, а не предгорным, которое соответствует полевым и овощным сортам. Также ключевым фактором является селекция. Центры происхождения культурных растений теперь определены более четко. Среди них выделяют Европейско-Сибирский и Австралийский очаги. Сформировался и Североамериканский центр.

Общие сведения

В прошлом отдельные виды растений были внедрены в культуру вне основных очагов. Однако их число относительно невелико. Ранее основными центрами древних земледельческих культур было принято считать долины Нила, Евфрата, Тигра, Ганга и прочих крупных рек. Согласно исследованиям Вавилова, множество сельскохозяйственных сортов появилось в горных зонах умеренного пояса, тропиков и субтропиков. Исходные центры происхождения культурных растений тесно связаны с флористическим разнообразием и древнейшими цивилизациями.

Китайский участок

Данная область включает в себя горные территории западной и центральной части страны, с прилегающими к ним низменными участками. Основой этого центра являются широты умеренного пояса, расположенные на реке Хуанхэ. Здешним условиям присущи такие характеристики, как умеренный вегетационный период, очень большая степень увлажнения и высокий температурный режим. Очаг представляет собой естественную среду обитания для сои, угловатой фасоли, гаоляна, проса, риса, овса, пайзы, чумизы, тибетского ячменя и многих других растений.

Юго-Восточноазиатский участок

Индо-Малазийский очаг происхождения агрокультур дополняет Индийская область. В него входят такие территории, как Индокитай, весь Малайский архипелаг и Филиппины. Индостанский и Китайский центры происхождения культурных растений оказывали некоторое воздействие на данную область. Местные условия характеризуются круглогодичной вегетацией, крайне высокой влажностью и температурой. Область является естественной средой обитания для мускатного ореха, гвоздичного дерева, кардамона, померанца, бергамота, черного перца, мангостана, бетеля, лайма и многих других видов.

Индийский участок

Он также называется Индостанским очагом и включает в себя индийский штат Ассам, Бирму и весь полуостров Индостан, за исключением северо-западных штатов Индии. Здешний климат способствует продолжительной вегетации, высокому уровню температуры и влажности. Область испытала влияние Индо-малайского центра. На данной территории произрастают цитрусовые, сахарный тростник, рис и многие другие представители флоры.

Среднеазиатский участок

В этот очаг входят земли Западного Тянь-Шаня, Таджикистана, северной части Пакистана, Узбекистана, Афганистана и северо-западной части Индии. Местные условия характеризуются умеренной продолжительностью вегетации, высокими температурами с сильными сезонными и суточными колебаниями и очень низким уровнем увлажнения. Данная область испытала сильное воздействие Переднеазиатского и Китайского центров. По этой причине она является вторичным очагом для большинства здешних плодовых сортов.

Переднеазиатский участок

Очаг расположен в Передней Азии. В его область входят территории горной Туркмении, всего Закавказья, Плодородного полумесяца, Ирана и внутренняя часть Малой Азии. Здешнему климату присуща продолжительность засушливых периодов, высокие температуры и очень низкий уровень влажности. Данная область испытала воздействие Среднеазиатского и Средиземноморского центров. Границы этих трех очагов тесно переплетаются, поэтому их практически невозможно установить.

Южноамериканский центр происхождения культурных растений

Эти территории включают в себя горные зоны и плоскогорья Боливии, Эквадора, Колумбии и Перу. Местные условия характеризуются недостаточным увлажнением и очень высокой температурой. Центральноамериканский центр оказывал на данную область некоторое воздействие.

fb.ru

Болезни культурных растений как двигатель эволюции аграрной цивилизации

Болезни культурных растений как двигатель эволюции аграрной цивилизации

Историки описывают историю человечества либо как смену общественно-экономических формаций, либо как цепочку великих войн и, соответственно, великих завоевателей. Однако имеет право на жизнь и другая точка зрения — закономерности миграции людей, военных побед и поражений обусловлены состоянием сельского хозяйства в конкретных странах. То есть, на самом деле, двигателем истории человечества являются не великие завоеватели, а болезни домашних животных и культурных растений. Такая точка зрения вроде бы очевидна, однако остается неучтенным то обстоятельство, что эта движущая сила действует и в настоящее время, только вот мигрировать уже людям некуда. Так как возможности природы практически исчерпаны, для того, чтобы обеспечить выживание людей, необходимо развитие качественно новых приемов ведения сельского хозяйства. Пришел конец сельскохозяйственной экспансии, необходима его интенсификация. Важным обстоятельством остается независимая, неконтролируемая динамика распространения болезней, вредителей, техногенных загрязнителей. Например — распространение возбудителей болезней; насекомых, таких как саранча; грызунов; различных типов сорняков. Те самые «волны жизни», динамика которых и прогноз не поддаются до настоящего времени никакому контролю. Как справлялось человечество с такими волнами жизни в 20-м веке? Да просто — нагружало сельское хозяйство химическими инсектицидами, и т.д., которые теперь обнаружены даже в печени рыб в мировом океане и у пингвинов в Антарктиде. Установка на уничтожение живых организмов-вредителей привела к глобализации распространения химического загрязнения и к тому, что жизнь полезных организмов, включая человека, оказалась плохо совместима с таким способом ведения сельского хозяйства.

В последние годы активно развивается так называемое «натуральное биологическое земледелие», исключающее любые формы его химизации. Это очень интересное направление, которое заслуживает всяческой поддержки и внимания. Да ведь только это не спасет человечество от динамики тех самых волн жизни и необходимости разработки методов, так сказать, быстрого реагирования, на неизбежные изменения экологической обстановки в каждом конкретном регионе. Как это бывает — легко можно увидеть, вспомнив некоторые исторические детали.

В древнем Вавилоне главным продуктом питания была пшеница. Черная головня, болезнь пшеницы, отмечалась еще в XX веке до нашей эры. Царь Соломон (980 г. до н.э.) ввел специальную службу контроля болезней растений.

В 715 году до н.э. романцы, в целях спасения пшеницы от грибкового заболевания с красными спорами (ржавчина), сотворили себе богов — Robigo и Robigus, в честь которых, чтобы их задобрить и спасти пшеницу от ржавчины, приносили в жертву животных красной масти.

Известный со времен Рима, пшеничный грибок ржавчины продолжал быть бичом фермеров даже в XX веке. В 20-годах прошлого века, это заболевание почти полностью разрушило производство пшеницы в Америке и Канаде. В 1970 годах южная гниль листьев зерновых, ранее не очень агрессивное заболевание, внезапно стало доминирующим и полностью разрушило производство зерновых на многих фермах Америки.

После распада Римской Империи в Европе главной зерновой культурой, из которой готовили хлеб, стала рожь. Тогда уже в Европе распространилось грибковое заболевание ржи — спорынья. Зерна, зараженные этим грибком, попадали вместе со здоровыми в хлеб. У людей, которые ели такой хлеб, развивались сосудистые спазмы, которые приводили к гангренам. Эту болезнь называли лихорадкой святого Антония. и только замена ржи на картофель, пришедший из Америки, привел к уменьшению гибели людей от этой болезни, приносимой вместе со спорами спорыньи.

Картофель был интродуцирован в Европу около 1750 года и стал основным продуктом питания для бедных людей, например, в Ирландии, где арендаторы расплачивались за аренду земли пшеницей, а сами питались картофелем. Однако распространение некоторых сорняков, холодные летние месяцы в 40 годах XIX века привели к эпидемии фитофтороза.

Наверное, среди болезней растений нет другой столь трагически известной, как фитофтора картофеля — она оказала роковое влияние на судьбу целой нации. Недаром немецкий ботаник Антон де Бари, описавший возбудителя болезни, дал ему имя Phytophthora infestans — инфекционный пожиратель растений.

Картофельная болезнь появилась в США и в Европе почти одновременно, в начале 40-х годов XIX в. Впервые ее зарегистрировали в 1844 г., а уже последующие два года стали драматической вехой в судьбе народов. В Европу пришли голод и нищета. Особенно сильно пострадало население Ирландии. В 1845 г. там проживало около 8 млн человек, причем для 6 млн картофель составлял, по крайней мере, половину пищевого рациона, а остальные питались почти исключительно картофелем. Лишившись его, люди потеряли единственный источник существования. Смерть косила людей с такой скоростью, что их не успевали хоронить. За голодом последовали его неминуемые спутники — инфекционные болезни. Началась массовая миграция ирландцев. Толпы эмигрантов атаковали отплывающие суда, бросая землю, дома и близких людей. Тысячи ирландцев умерли от голода, полтора миллиона эмигрировали в Америку. Множество современных американских семей ирландского происхождения берет свое начало от этого исхода, вызванного болезнью картофеля.

Род Phytophthora «славен» не только «картофельным грибом» P.cinnamomi уничтожила половину эвкалиптовых лесов в Австралии; P.palmivora — опаснейший паразит пальм и гевеи. P.cactorum вызывает наиболее распространенные заболевания яблонь и тд.

Массовые поражения томатов фитофторозом были зафиксированы значительно позже, чем на картофеле. Томаты — близкий родственник картофеля, относятся они к тому же роду, но к разным подродам. Для сильного поражения томата была необходима адаптация паразита к обмену веществ, отличающемуся от такового у первичного хозяина — картофеля. Однако сейчас имеются внутривидовые формы фитофторы, поражающие томаты сильнее, чем картофель, и вызывающие гниение плодов.

Споры гриба с дождевыми потоками проникают в почву и заражают формирующиеся клубни. Наиболее активно этот процесс происходит при уборке картофеля, когда поврежденные клубни контактируют с зараженной ботвой. Поражение клубней опасно не столько само по себе (при нормальном хранении фитофтора не переходит на здоровые), сколько снижением общего неспецифического иммунитета в результате хронического отравления.

Опасность фитофторы связана с ее высокой изменчивостью. В ходе эпидемии образуется гигантское споровое облако. Введение в селекционные сорта новых генов устойчивости из диких видов дает лишь временный эффект — вскоре накапливаются вирулентные для них расы. Поскольку тип обмена оомицетов (к которым относится фитофтора) отличается от обмена других грибов, большинство системных фунгицидов для них нетоксичны. В 80-х годах XX века был открыт класс соединений, фениламидов, высокотоксичных для фитофтор вследствие ингибирования их РНК-полимеразы, и создан коммерческий препарат ридомил. Однако очень скоро эффективность ридомила упала из-за накопления резистентных к нему штаммов. Это заставило усилить поиск новых фунгицидов и разрабатывать антирезистентные стратегии их применения.

Одним из важнейших деревьев Америки был каштан. Каштановая гниль убила его в начале XX века. Грибок, вызывающий это заболевание, был занесен в Америку из Азии через Европу.

Типичным напитком для англичан, начиная с XVII века, на самом деле был не чай, а кофе. Однако эпидемия грибкового заболевания — кофейной ржавчины — на Цейлоне привела к возникновению знаменитой традиции английского чаепития.

В 1980 годах новая болезнь, названная антракнозом кизила, стремительно распространилась по всем горам Альпачино и на больших высотах в некоторых местах практически уничтожила весь кизил.

Растения могут уничтожаться также множеством неживых факторов, таких, как некоторые погодные условия, химическое загрязнение почв или воздуха. Например, использование зимой соли на дорогах для предупреждения гололедицы может полностью уничтожить все растения, растущие рядом.

Большинство болезней растений вызываются грибками, которые могут расти на мертвых, умирающих или живых растениях. Грибы имеют в своем строении нитеподобные структуры — гифы, которые воспроизводят споры. Офомное количество этих спор распространяется разными путями и заражают все новые и новые растения. Грибки продуцируют широкий спектр ферментов, способных разлагать, похоже, любые органические соединения до фрагментов, которые могут быть использованы этими грибками в пищу.

Заболевания растений вызывают и многие виды бактерий. Они не образуют спор, переносятся вместе с водой или насекомыми. Например, болезнь бананов Моко вызывается бактериями. Огненная гниль — болезнь яблок и груш. У пораженных деревьев листья скручиваются, как бы обожженные огнем. Отсюда происходит и название болезни. Ее распространенность препятствует разведению яблок и груш в некоторых регионах.

Фитоплазмы меньше, чем бактерии, и не имеют защитной клеточной стенки. Они являются облигатными паразитами и вызывают пожелтение или формирование так называемых ведьминых метелок — «witches brooms» у некоторых растений-хозяев. Смертельное пожелтение пальм вызвано такой фитоплазмой, что привело к их массовой гибели в южной Флориде.

Болезни растений вызываются и вирусами. Вирусы часто приводят к изменениям окраски растений и их формы, включая скручивание, перевивание и всяческие другие изменения. Вирусные заболевания приводят к резкому падению продуктивности растений.

Вирусы растений — очень простые организмы, состоят только из рибонуклеиновой кислоты (материал наследственности), окруженной белковой капсулой.

В конце XV века в Европе были очень популярны тюльпаны. Наиболее популярными были сорта с прожилками контрастных цветов. В некоторых случаях появление таких прожилок было обусловлено вирусной инфекцией, которая вызывает болезнь, известную в настоящее время под названием «разрушитель тюльпанов» (вирус мозаичности тюльпанов).

Небольшие червеобразные животные, называемые нематодами, могут инфицировать растения и вызывать болезни. Они повреждают корни растений и приводят к уменьшению их продуктивности и даже к смерти, например, клубники.

Некоторые цветковые растения паразитируют на других, в частности, на деревьях. Листьям омелы поклонялись древние европейцы, поскольку они сохранялись зелеными зимой. Сегодня омела может погубить все зеленые насаждения в городе Киеве.

Использование химических соединений для защиты растений от болезней началось несколько тысяч лет назад. В XX веке до нашей эры люди заметили, что вулканические выделения защищают зерновые от болезней, что привело к использованию серосодержащих препаратов в качестве средства защиты растений. До сих пор сера используется в защите растений от некоторых болезней.

Развитие приемов химической защиты растений от болезней активно началось в XVIII веке с созданием смеси Бордо и ее успешным использованием против некоторых заболеваний. И до сих пор это эталон для всех фитонцидов.

В те времена, когда широко были распространены деревянные корабли, для их защиты от грибковых заболеваний, использовали каменную соль.

Удаление либо уничтожение патогенов — это одна из форм защиты растений от болезней.

В 60 году XVIII века Джордж Вашингтон издал приказ об обязательном промывании пшеницы горячей водой для удаления спор с инфицированных зерен.

Безуспешно пытались также искоренить пузырчатую ржавчину белого горошка. Смородину и крыжовник (промежуточные хозяева ржавчины) выкапывали или уничтожали.

Запрет на ввоз растений из одной страны в другую — это еще один способ контролировать распространение болезней растений. На границах в развитых странах имеются специально обученные собаки, проверяющие багаж пассажиров на присутствие растений или их семян, которые могут нести патогены флоры.

Фермеры пытаются контролировать распространение болезней растений путем севооборота. Такие смены (ротация) культур снижают и риск инфекции растений, и появление эпидемиологических ситуаций (отсюда пошли трехпольная, семипольная и другие системы севооборота), одновременно оптимально расходуются питательные вещества.

Снижение заболеваемости растений достигается в настоящее время развитием их генетической устойчивости. Селекционеры искусственно скрещивают разные варианты растений, чтобы в потомстве получить гибриды, несущие гены устойчивости к различным заболеваниям.

Заболевания растений могут контролироваться и с помощью биотехнологических приемов. Например, используя молекулярно-генетические технологии, можно выделить из вируса ген одного из его белков, вставить его в растение-хозяина, вследствие чего такое растение приобретет устойчивость к данному вирусу.

Понятно, что наиболее эффективен комплексный подход, который объединяет в себе и старые традиции предупреждения болезней, и новые технологии для создания всех необходимых условий для успешного развития культурных растений и предупреждения их заболеваний.

Следует подчеркнуть, что на современном этапе селекции развивается новый комплекс методов интенсификации сельского хозяйства, целью которого является ускорение получения нужных для человека форм живых организмов с использованием методов генной инженерии, ДНК-технологий.

В этом направлении увеличение защищенности нужных человечеству живых организмов достигается, в основном, не путем изменений условий их воспроизводства, а повышением их устойчивости к неблагоприятным внешним воздействием, то есть качественно меняется объект воздействия.

Методы ДНК-технологий привлекают для того, чтобы изменить внутреннюю возможность организмов сохранять свои свойства, важные для человека, в таких условиях среды, какие уж сложились в настоящее время и в данном конкретном регионе, касается ли это химического загрязнения или засоленности почв, изменений климата либо агрессии новых возбудителей болезней или вредных насекомых. Понятно, что количество видов культурных растений, используемых для обеспечения потребностей растущего человечества, ограничено. Поддается исчислению и количество неблагоприятных внешних условий, в которых имеется необходимость сохранять их высокую продуктивность. Именно с этим связаны надежды на то, что методы ДНК-технологий, в конечном итоге, позволят накопить определенный список приемов спасения земледелия в условиях резких изменений окружающей среды. Это и будет в будущем таким «батальоном приемов быстрого реагирования», предназначенного для решения любых вновь возникающих проблем разведения домашних животных и культурных растений.

Следующая глава >

bio.wikireading.ru

Центры происхождения растений

Группы культурных растений по происхождению

Среди флоры земного шара выделяется значительная по числу (более 2500) видов группа растений, возделываемых человеком и получивших название культурных. Культурные растения и образованные ими агрофитоценозы пришли на смену луговым и лесным сообществам. Они – результат земледельческой деятельности человека, которая началась 7–10 тысячелетий назад. В переходящих в культуру диких растениях неизбежно отражается новый этап их жизни. Отрасль биогеографии, изучающая распространение культурных растений, их приспособление к почвенно-климатическим условиям в различных областях земного шара и включающая элементы экономики сельского хозяйства, называется географией культурных растений.

По своему происхождению культурные растения делятся на три группы: наиболее молодая группа, сорно-полевые виды и наиболее древняя группа.

1. Наиболее молодая группа культурных растений происходит от видов, до настоящего времени живущих в диком состоянии. Для растений этой группы установить центр начала их возделывания не составляет особого труда. К ним относятся плодово-ягодные культуры (яблоня, груша, слива, вишня, крыжовник, смородина, малина, земляника), все бахчевые, часть корнеплодов (свекла, брюква, редис, репа).

2. Сорно-полевые виды растений стали объектами культуры там, где основная культура из-за неблагоприятных природных условий давала низкие урожаи. Так, при продвижении земледелия на север озимая рожь вытеснила пшеницу; широко распространенная в Западной Сибири масличная культура рыжик, используемая для получения растительного масла, является сорняком в посевах льна.

3. Для наиболее древних культурных растений невозможно установить время начала их культивирования, поскольку их дикорастущие предки не сохранились. К ним относятся сорго, просо, горох, бобы, фасоль, чечевица.

Потребность в исходном материале для селекции и улучшения сортов культурных растений обусловила создание учения о центрах их происхождения. В основу учения легла идея Ч. Дарвина о существовании географических центров происхождения биологических видов. Впервые географические области происхождения важнейших культурных растений были описаны в 1880 г. швейцарским ботаником А. Декандолем. Согласно его представлениям, они охватывали довольно обширные территории, в том числе целые континенты. Важнейшие исследования в этом направлении спустя полвека были выполнены замечательным русским генетиком и ботанико-географом Н. И. Вавиловым (1887–1943), который осуществил изучение центров происхождения культурных растений на научной основе.

Дифференцированный метод Н. И. Вавилова

Н. И. Вавилов предложил новый, названный им дифференцированным, метод установления исходного центра происхождения культурных растений, заключающийся в следующем. Собранная из всех мест возделывания коллекция интересующего растения исследуется с помощью морфологических, физиологических и генетических методов. Таким образом, определяется область сосредоточения максимального разнообразия форм, признаков и разновидностей данного вида. В конечном итоге можно установить очаги введения в культуру того или иного вида, которые могут не совпадать с территорией его широкого возделывания, а находится от нее на значительных (несколько тысяч километров) расстояниях. Причем центры возникновения культурных растений, возделываемых в настоящее время на равнинах умеренных широт, иногда оказываются в горных районах.

Стремясь поставить генетику и селекцию на службу народного хозяйства страны, Н. И. Вавилов и его соратники во время многочисленных экспедиций в 1926– 1939 гг. собрали коллекцию, насчитывающую около 250 тыс. образцов культурных растений. Как подчеркивал ученый, его интересовали преимущественно растения умеренных зон, поскольку огромные растительные богатства Южной Азии, Тропической Африки, Центральной Америки и Бразилии, к сожалению, лишь в ограниченном масштабе могут быть использованы в нашей стране.

Географические центры происхождения культурных растений

Для возникновения крупного очага происхождения культурных растений

Н. И. Вавилов считал необходимым условием, кроме богатства дикорастущей флоры видами, пригодными для возделывания, наличие древней земледельческой цивилизации. Ученый пришел к выводу, что подавляющее большинство культурных растений связано 7 основными географическими центрами их происхождения: Южно-Азиатским тропическим, Восточно-Азиатским, Юго-Западноазиатским, Средиземноморским, Эфиопским, Центральноамериканским и Андийским.

За пределами этих центров оказалась значительная территория, которая требовала дальнейшего изучения с целью выявления новых очагов окультуривания наиболее ценных представителей дикой флоры. Последователи Н. И. Вавилова – А. И. Купцов и А. М. Жуковский продолжили исследования по изучению центров культурных растений. В конечном итоге число центров и охватываемая ими территория значительно пополнились, их стало 12.

Краткие характеристики  центров

1. Китайско-Японский. Мировое растениеводство обязано Восточной Азии происхождением многих культурных видов. Среди них – рис, многорядные и голозерные ячмени, просо, чумиза, голозерные овсы, фасоль, соя, редька, многие виды яблонь, груш и луков, абрикосы, очень ценные виды сливы, восточная хурма, возможно, апельсин, тутовое дерево, сахарный тростник китайский, чайное дерево, коротковолокнистый хлопчатник.

2. Индонезийско-Индокитайский. Это центр многих культурных растений – некоторых сортов риса, бананов, хлебного дерева, кокосовой и сахарной пальм, сахарного тростника, ямса, манильской пеньки, наиболее крупных и высокорослых видов бамбука.

3.Австралийский. Флора Австралии дала миру самые быстрорастущие древесные растения – эвкалипты и акации. Здесь выявлены также 9 дикорастущих видов хлопчатника, 21 вид дикорастущего табака и несколько видов риса. В целом флора этого континента бедна дикими съедобными растениями, особенно с сочными плодами. В настоящее время в растениеводстве Австралии почти полностью используются чужеземные по происхождению культурные растения.

4. Индостанский. Полуостров Индостан имел огромное значение в развитии растениеводства древних Египта, Шумера и Ассирии. Это родина шарозерной пшеницы, индийского подвида риса, некоторых сортов фасоли, баклажана, огурца, джута, сахарного тростника, конопли индийской. В горных лесах Гималаев обычны дикие виды яблони, чайного дерева и банана. Индо-Гангская равнина представляет собой огромную плантацию культурных растений мирового значения – риса, сахарного тростника, джута, арахиса, табака, чая, кофе, банана, ананаса, кокосовой пальмы, масличного льна. Деканское плоскогорье известно культурой апельсина и лимона.

5. Среднеазиатский. На территории центра – от Персидского залива, полуострова Индостан и Гималаев на юге до Каспийского и Аральского морей, оз. Балхаш на севере, включая Туранскую низменность, особое значение имеют плодовые деревья. С древних времен здесь возделывали абрикос, грецкий орех, фисташку, лох, миндаль, гранат, инжир, персик, виноград, дикие виды яблонь. Здесь же возникли некоторые сорта пшеницы, лука репчатого, первичные типы моркови и мелкосеменные формы бобовых (горох, чечевица, конские бобы). Древние жители Согдианы (современный Таджикистан) вывели высокосахаристые сорта абрикосов и винограда. Дикий абрикос и сейчас в изобилии растет в горах Средней Азии. Сорта дынь, выведенные в Средней Азии – лучшие в мире, особенно чарджоуские дыни, сохраняющиеся в подвешенном состоянии в течение года.

6. Переднеазиатский. В состав центра входят Закавказье, Малая Азия (кроме побережья), историческая область Западной Азии Палестина и Аравийский полуостров. Отсюда происходят пшеницы, двурядный ячмень, овес, первичная культура гороха, культурные формы льна и лука-порея, некоторые виды люцерны и дынь. Это первичный центр финиковой пальмы, родина айвы, алычи, сливы, черешни и кизила. Нигде в мире нет такого обилия видов дикой пшеницы. В Закавказье завершился процесс происхождения культурной ржи из сорно-полевой, засоряющей и сейчас посевы пшеницы. По мере продвижения пшеницы на север озимая рожь, как более зимостойкое и неприхотливое растение, стала чистой культурой.

7. Средиземноморский. Этот центр  включает территорию Испании, Италии, Югославии, Греции и все северное побережье Африки. Западное и Восточное Средиземноморье – родина дикого винограда и первичный центр его культуры. Здесь эволюционировали пшеницы, бобовые, лен, овсы (в диком состоянии в Испании на песчаных почвах сохранился овес  со стойким иммунитетом к грибковым заболеваниям). В Средиземноморье началось окультуривание люпина, льна, клевера. Типичным элементом флоры стало оливковое дерево, ставшее культурой в древних Палестине и Египте.

8. Африканский. Для него характерно разнообразие природных условий от влажных вечнозеленых лесов до саванн и пустынь. В растениеводстве сначала использовались только местные виды, а затем уже занесенные из Америки и Азии. Африка – родина всех видов арбуза, центр возделывания риса и проса, ямса, некоторых видов кофе, масличной и финиковой пальм, хлопчатника и других культурных растений. Вызывает вопрос происхождение посудной тыквы кулебасы, возделываемой в Африке повсеместно, но неизвестной в диком состоянии. Особая роль в эволюции пшеницы, ячменя и других хлебных растений принадлежит Эфиопии, на территории которой не было их диких предков. Все они были заимствованы земледельцами уже окультуренными из других центров.

9. Европейско-Сибирский. Он охватывает территорию всей Европы, кроме Пиренейского полуострова, Британских островов и зоны тундры, в Азии доходит до оз. Байкал. С ним связано возникновение культур сахарной свеклы, клеверов красного и белого, люцерн северной, желтой и синей. Главное значение центра заключается в том, что здесь были окультурены европейская и сибирская яблони, груша, черешня, лесной виноград, ежевика, земляника, смородина и крыжовник, дикие сородичи которых и сейчас обычны в местных лесах.

10. Центральноамериканский. Он занимает территорию Северной Америки, ограниченную северными границами Мексики, Калифорнией и Панамским перешейком. В древней Мексике развивалось интенсивное растениеводство с основной пищевой культурой кукурузой и некоторыми видами фасоли. Здесь же были окультурены тыква, батат, какао, перец, подсолнечник, топинамбур, махорка и агава. В наши дни в центре встречаются дикие виды картофеля.

11. Южно-Американский. Его основная территория сосредоточена в горной системе Анд с богатыми вулканическими почвами. Анды — родина древнеиндийских видов картофеля и различных видов томатов, культур арахиса, дынного дерева, хинного дерева, ананаса, каучуконоса гевеи, земляники чилийской. В Южной Америке возникла культура длинноволокнистого хлопчатника. Здесь много диких видов табака.

12. Северо-Американский. Его территория совпадает с территорией США. Он особенно интересен прежде всего как центр большого числа видов дикого винограда, среди которых многие устойчивы к филлоксере и грибковым заболеваниям. В центре обитают свыше 50 дикорастущих травянистых видов подсолнечника и столько же видов люпина, около 15 видов сливы, были окультурены клюква крупноплодная и голубика высокорослая, первые плантации которых совсем недавно появились в Беларуси.

Вторичные центры происхождения растений

1. Для ржи из Закавказья и чилийского картофеля  – это умеренный пояс Евразии. 

2. Арахиса из Северной  Аргентины – это  Африка.

3. Маньчжурской по происхождению сои – это  США, где она  занимает площадь около 20  млн. га. 

4. Перуанского длинноволокнистого  хлопчатника – это Египет.

biofile.ru

поиск новых подходов для решения старой проблемы • Н. П. Гончаров, С. А. Глушков, В. К. Шумный • Журнал общей биологии • Выпуск 2 • Том 68, 2007 г.

Когда, где и как появились культурные растения? На эти вопросы ученые ищут ответы уже два века. За это время появилось множество фактов и гипотез, их так или иначе объясняющих. А за последние полтора десятка лет появился целый набор молекулярных и генетических данных, существенно дополняющих и расширяющих наши знания о культурных растениях. Наиболее любопытные подробности молекулярная генетика раскрыла в самом процессе одомашнивания растений. Стало ясно, что с помощью одной-двух мутаций можно изменить облик дикого растения и получить хозяйственно важные свойства.

В статье «Доместикация злаков Старого Света: поиск новых подходов для решения старой проблемы» специалисты из Новосибирского института цитологии и генетики СО РАН дают широкий обзор гипотез и фактов, касающихся происхождения культурных злаков. Вопросы о происхождении одомашненных сортов и видов не менее полутора сотен лет активно обсуждаются биологами. Неудивительно, ведь тут соединяется и практика селективной работы, и теория эволюционной механики.

Альфонс Декандоль — один из великих ботаников 19-го века — предположил, что культура земледелия зарождалась не на равнинных приречных участках, а в предгорных районах. Полвека спустя экспедиции Н. И. Вавилова доказали это предположение. Именно в предгорных районах многих стран было собрано наибольшее сортовое и видовое разнообразие культурных растений. Древний человек спускался с гор, уже имея при себе семена посевных растений. Серьезный довод в пользу «предгорной» концепции выдвинула в 60-х годах прошлого века Н. И. Синская: организовать участок под посадки и его полив гораздо проще на мелких горных ручьях и речках, чем на паводковых равнинных землях. Земледелие на равнине требует существенного вложения труда в гидротехнические сооружения. Сейчас доказано, что земледелие на равнинах междуречья Тигра и Евфрата, а также на плодородных землях в дельте Нила было вторичным. Это означает, что все виды культурных растений привнесены в эти регионы из других мест.

Н. И. Вавилов определил два центра происхождения (или очага) для зерновых культур Старого Света — пшеницы, ячменя, овса. Это средиземноморский и переднеазиатский районы. Археологические данные обрисовывают район древнейших земледельческих цивилизаций — знаменитый Плодородный полумесяц. Именно к этому району приурочены самые древние археологические находки земледельческих орудий труда и выращиваемых злаков. Согласно радиоуглеродным датировкам, самые древние археоботанические находки открыты в раскопе позднепалеолитической стоянки Ohalo II в Израиле возрастом 19400 лет. Там найдены остатки диких пшениц и ячменя. Самые старые культурые растения (пшеницу и ячмень) археологи нашли в Иордании. Они имеют возраст около 11000 лет. Последние исследования, как экспериментальные, так и археологические, говорят о том, что процесс одомашнивания растений растянулся не меньше, чем на тысячу лет, а скорее всего он шел и того дольше. Ведь первые земледельцы не вели специальной селекции. Раньше считалось, что выведение неопадающих сортов злаков происходило само собой. Созревшие колосья сбрасывали спелые зерна, а земледельцам доставался урожай с повышенным содержанием мутантных растений с неопадавшими колосьями. Эти мутации быстро накапливались, и в конце концов земледельцы получили растения с весьма полезным свойствам — неопадающими спелыми зернами. В действительности древние земледельцы собирали недозревшие колосья с опадающими зернами, оставляя их дозревать уже в копнах. У современных иранских народов происходит нечто подобное, когда при неурожаях они добавляют дикий ячмень к культурному. В этом случае, как легко догадаться, никакой неосознанной селекции не происходит. (Подробнее об этом см. в заметке «Пшеница не сразу окультурилась»).

Центры происхождения культурных растений по Вавилову — это места наибольшего морфологического и сортового разнообразия. Именно в этих местах следует искать потенциальных основателей для новых сортов и отдельных полезных свойств растений. Сейчас показано, что в центре происхождения не обязательно должно быть наибольшее сортовое разнообразие. Мало того, сейчас находят примерно равное число аргументов три концепции происхождения культурных растений: моноцентрическая (все культурные растения из одного центра), полицентрическая (было несколько независимых центров или очагов происхождения земледельческих культур) и диффузная (никаких центров не было вовсе). Авторы статьи полагают, что история народов и ландшафтов до того разнообразна, что все три концепции могут быть отчасти верными. Однако, несмотря на различие в земледельческих и культурных традициях у разных народов, все они в результате создали посевные растения с совершенно определенными признаками: неломким колосом, голозерностью, высокой продуктивностью, коротким периодом цветения и созревания, то есть скороспелые.

Современные исследования геномов злаков — культурных и диких — позволили разгадать тот трюк, который помог древнему земледельцу перекроить дикие растения на свой «вкус». Вот, например, как из двулетних или многолетних злаков получились однолетние? — без этого польза от растений будет невелика, ведь урожай-то нужен каждый год. Оказалось, что достаточно всего лишь одной мутации, но мутации в регуляторном MADS-гене, чтобы сдвинуть время цветения злаков и превратить озимую форму в яровую. Этот ген (vrn1 или vrn2) подавляет считывание информации с ряда генов цветения, так что если его немного «подпортить» вставкой, заменой или вырезанием нуклеотидов, то считывание информации ускорится и в результате сократятся сроки цветения и созревания семян. По той же схеме земледелец получил растения с неломким колосом. Этот признак тоже важен для аграрных культур, так как предотвращает серьезные потери урожая при созревании зерна. Колос диких растений ломается в местах прикрепления цветка-семени к стеблю за счет перерождения ткани стебля в ткань цветка. Перерждение ткани регулируется специальным геном, кстати сказать, действие этого гена имеет множественный эффект, и этот ген также относится к семейству MADS-генов. Даже точечная мутация этого гена, как это показано для пшеницы, останавливает перерождение ткани на месте прикрепления цветка к стеблю, в результате получается неломкий стебель. О происхождении аналогичного признака — неосыпаемого колоса — у риса рассказано в заметке «Чтобы дикий рис превратился в культурный, хватило единственной мутации».

Появление в культуре кукурузы, которая берет начало от своего дикого предшественника теосинте, также связано с мутацией регуляторного гена. Теосинте отличается от кукурузы длинными пазушными побегами. Останавливает их рост специальный белок, кодируемый геном tb1. Ключевым моментом в превращении теосинте в кукурузу стала мутация в регуляторной части этого гена, а не белоккодирующей.

Таким образом, мы можем видеть, как могли «внезапно» объявиться важные хозяйственные признаки возделываемых растений. Для этого достаточно единичных мутаций в регуляторных генах. Эти регуляторные гены попросту переключают одну программу развития на другую, и в результате у растения меняется целый комплекс признаков, в числе которых и нужные для эффективного земледелия.

elementy.ru

Миры злаков - Бахман-яшт

Но если для Западной Европы рожь и впрямь была лишь подспорьем, то для России она стала «растением цивилизации», той аграрной основой без которой никакая государственность, никакая городская цивилизация, система обороны, культурная жизнь были попросту невозможны. Сама возможность Руси появилась лишь тогда, когда в 1 тысячелетии нашей эры началась масштабная ржаная революция в Северной Европе (17).<...>

Рожь создает предпосылки для развития цивилизации и ее распространения столь далеко на север. Она же и выступает как инструмент власти и политического единства. Суздальские, а затем московские князья, держа хлебный путь в Новгород, предопределили невозможность новогородского сепаратизма, обеспечили то итоговое единство военно-аграрных сил Москвы и торгово-колонизационных сил Новгорода, смыкание которых в 1478 году означало рождение великой России.

Опора на рожь позволила России освоить русский Север, создать устойчивое государство с боеспособной армией, перейти за Урал и сделать Сибирь не далекой колонией, а органичной частью русского цивилизационного пространства. Завязанная на ржаной хлеб и квас система питания русского воинства делала его в XVI–XIX веках сильнее и здоровее большинства европейских армий. Во время турецкой войны 1877-78 гг. русское интендантство больше всего опасалось, что русские солдаты не смогут есть румынскую и болгарскую пшеницу и заботилось о скорейшем подвозе ржи (18).

«Матушка рожь кормит всех сплошь, а пшеничка – по выбору» – в этой русской пословице заложена наша аграрная философия. Русская продовольственная триада – это ржаной хлеб, ржаной квас, и пряник, который без примеси ржи едва ли имел бы столь узнаваемый для нас вкус. Пища, питие и та сласть, без которой слишком горек был бы вкус повседневной жизни.

Насущный хлеб русской цивилизации – это ржаной хлеб и привязанность к нему столь высока, что для русского заграницей тоска по черному хлебушку была остается главной составляющей ностальгии по России. Утопической нелепостью были попытки большевиков изменить этот цивилизационный код. Сперва попытки Сталина привить пшеницу на севере и надежды на «яровизацию» породившие феномен лысенковщины. Но ставка на пшеницу хотя бы сохраняла Россию в пределах европейского цивилизационного ареала. Сколь более нелепой была кукурузная авантюра Хрущева, попытка переместить Россию в число маисовых цивилизаций.

----------------------------------

• Первый мир (хронологически) - это, конечно, Пшеничный, который сам в свою очередь созрел внутри, так сказать, пред-мира - Ячменного. Пшеничный мир зародился на Ближнем Востоке и утвердился от Средиземноморья до Средней Азии
• Второй мир - Рисовый. До сих пор непонятен его очаг: появилось ли рисоводство (и прежде всего, развитое рисоводство - в проточной воде) в Индии или в Южном Китае. Но понятно, что рис стал основой цивилизаций Индии и Дальнего Востока.
• Кукурузный мир был основой цивилизаций Америк

а) Пшеничная Древнеиндская (Хараппская) цивилизация -- по сути была продолжением Ближнего Востока и юга Средней Азии.б) Просяная цивилизация южан (протодравиды?)в) Рисовый северо-восток (восток долины Ганг), видимо, находившийся под воздействием культур Юго-восточной Азии(протомунда?)

По приходу ариев всех победил северо-восточный рис и Индия приобрела свои неповторимые черты, роднящие её с востоком Азии (не потому ли индийская культура так легко экспансировала в "Индо-Китай"?)

Посмотрим теперь, где находится "мир" Ржаной. Отличительная черта развитого Пшеничного мира на самом деле - это выпечка хлеба в печи. В случае примитивизации - хотя бы "жарка" лепёшек. Пшеницу, к примеру, до сих пор выращивают в Китае. Но китайской кухне "хлебо-булочные изделия" не свойственны, изделия из теста там варят (откуда произошло такое замечательное блюдо как манты).

В "ржаной цивилизации" хлеб точно так же пекут, как и в пшеничной. Поэтому "Ржаной мир" может быть лишь своеобразным, но под-миром Пшеничной цивилизации. Ржаная цивилизация и произошла от Пшеничной, и несёт большинство её "злаковых" черт. Всё же рожь и пшеница оказались сильно изоморфны.

В этом свете понятно, что такое для нас настоящая "экзотика". Режим производства и потребления продуктов питания очень сильно действует на менталитет. Народы, у которых рисоводство "в крови" (Индия, Китай и т.д. Дальний Восток) кажутся "экзотичными", а там, где пекут хлеб, по сути дела, живут точно такие же люди, что и мы, их всегда легче понять.

Если тебе за столом подали печёный хлеб, значит, это свои люди

Здесь можно упомянуть и ещё один периферийный мир: картофельный, андский. Хотя, конечно, древние инки выращивали далеко не один картофель, но и кукурузу, фактически их можно включить и в кукурузный ареал. Картофельный мир примыкает к мирам корнеплодов (ямс, таро) в Папуа и Океании, которые не смогли обеспечивать достаточный прибавочный продукт и долго храниться, чтобы создать основу для развитых цивилизаций. Видимо, кстати, неслучайно инки так и не познали письменности, в отличие от мезоамериканцев. Но роль в сложении современности, где все пищевые миры начали усиленно перемешиваться, у картофеля очень высока.

bahmanjon.livejournal.com

Смотрите также

• 
  Топинамбур растение
• 
  Растение топинамбур
• 
  Растение доктор
• 
  Растение калла
• 
  Вредители растений
• 
  Вегетативные растения
• 
  Растение джут
• 
  Элеутерококк растение
• 
  Растение элеутерококк
• 
  Раздражимость растений
• 
  Растения субтропиков