Вавилов доказал что семейство цветковых растений характеризуется. Закон гомологических рядов Вавилова: описание, особенности и значение

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 
ГлавнаяРастенийВавилов доказал что семейство цветковых растений характеризуется

Гомологические ряды в наследственной изменчивости. Вавилов доказал что семейство цветковых растений характеризуется


Закон гомологических рядов Вавилова: описание, особенности и значение

Закон, который был открыт выдающимся отечественным ученым Н. И. Вавиловым, является мощнейшим стимулятором селекции новых видов растений и животных, которые выгодны для человека. Даже в настоящее время данная закономерность играет большую роль в изучении эволюционных процессов, разработке акклиматизационной базы. Результаты исследований Вавилова важны и для истолкования различных биогеографических явлений.

Сущность закона

Вкратце закон гомологических рядов звучит следующим образом: спектры изменчивости у родственных типов растений похожи между собой (нередко это бывает строго фиксированное число тех или иных вариаций). Вавилов изложил свои идеи на III селекционном съезде, который проходил в 1920 году в Саратове. Чтобы продемонстрировать действие закона гомологических рядов, он собрал всю совокупность наследственных признаков культурных растений, расположил их в одной таблице и сравнил известные на тот момент сорта и подвиды.

Изучение растений

Вместе со злаковыми Вавилов рассматривал и бобовые. Во многих случаях обнаружилась параллельность. Несмотря на то что у каждого семейства фенотипические признаки различались, у них были свои особенности, форма выражения. К примеру, цвет семян практически у любого культурного растения варьировался от самого светлого до черного. У хорошо изученных исследователями культурных растений было обнаружено до нескольких сотен признаков. У других же, что являлись на тот момент менее изученными или же дикими родственниками окультуренных растений, признаков наблюдалось гораздо меньше.

Географические центры распространения видов

Основой для открытия закона гомологических рядов послужил материал, который Вавилов собрал во время своей экспедиции по странам Африки, Азии, Европы и Америки. Первые предположения о том, что существуют некие географические центры, откуда берут свое начало биологические виды, было сделано швейцарским ученым А. Декандолем. По его представлениям, когда-то эти виды охватывали большие территории, иногда и целые континенты. Однако именно Вавилов был тем исследователем, который смог изучить многообразие растений на научной основе. Он использовал метод, называемый дифференцированным. Вся та коллекция, которая была собрана исследователем во время экспедиций, подвергалась тщательному анализу с помощью морфологических и генетических методов. Так можно было определить конечную область сосредоточения разнообразия форм и признаков.

Карта растений

Во время этих поездок ученый не запутался в многообразии видов различных растений. Всю информацию он наносил при помощи цветных карандашей на карты, затем переводя материал в схематический вид. Таким образом, ему удалось обнаружить, что на всей планете существует всего несколько центров разнообразия окультуренных растений. Ученый показал непосредственно при помощи карт, как из этих центров виды «расползаются» по другим географическим регионам. Некоторые из них уходят на небольшое расстояние. Другие завоевывают весь мир, как это произошло с пшеницей и горохом.

Следствия

Согласно закону гомологической изменчивости, все генетически близкие между собой сорта растений обладают приблизительно равными рядами наследственной изменчивости. При этом ученый допускал, что даже похожие внешне признаки могут иметь различную наследственную основу. Учитывая тот факт, что каждый из генов имеет способность к мутациям в разных направлениях и что данный процесс может протекать без определенного направления, Вавилов сделал предположение, что и количество генных мутаций у родственных видов будет приблизительно одинаковым. Закон гомологических рядов Н. И. Вавилова отражает общие закономерности процессов генной мутации, а также формообразования различных организмов. Он является главной основой изучения биологических видов.

Вавилов показал также и следствие, которое вытекало из закона гомологических рядов. Оно звучит следующим образом: наследственная изменчивость практически у всех видов растений варьируется параллельно. Чем более близкими между собой являются виды, тем в большей степени проявляется данная гомология признаков. Сейчас этот закон повсеместно применяется в селекции сельскохозяйственных культур, а также животных. Открытие закона гомологических рядов является одним из самых крупных достижений ученого, которое принесло ему мировую славу.

Происхождение растений

Ученый создал теорию о происхождении культурных растений в отдаленных друг от друга в различные доисторические эпохи точках земного шара. Согласно закону гомологических рядов Вавилова, у родственных видов растений и животных обнаруживаются похожие вариации изменчивости признаков. Роль этого закона в растениеводстве и животноводстве можно сопоставить с той ролью, которую играет таблица периодических элементов Д. Менделеева в химии. Используя свое открытие, Вавилов пришел к выводу о том, какие территории являются первоисточниками определенных типов растений.

  • Китайско-японскому региону мир обязан происхождением риса, проса, голозерных форм овса, многих типов яблонь. Также территории данного региона являются родиной ценных сортов слив, восточной хурмы.
  • Родина бананов, кокосовой пальмы и сахарного тростника – Индонезийско-Индокитайский центр.
  • С помощью закона гомологических рядов изменчивости Вавилову удалось доказать огромное значение полуострова Индостан в развитии растениеводства. Данные территории являются родиной некоторых типов фасоли, баклажанов, огурцов.
  • На территории среднеазиатского региона традиционно выращивались грецкие орехи, миндаль, фисташки. Вавилов открыл, что именно эта территория является родиной репчатого лука, а также первичных типов моркови. В древности жители Таджикистана выращивали абрикосы. Одними из самых лучших в мире являются дыни, которые были выведены на территориях Средней Азии.
  • На Средиземноморских территориях впервые появился виноград. Здесь также происходил процесс эволюции пшеницы, льна, различных сортов овса. Также достаточно типичных элементов флоры средиземноморья является оливковое дерево. Здесь же началось и окультуривание люпина, клевера и льна.
  • Флора австралийского континента подарила миру эвкалипты, акации, хлопчатник.
  • Африканский регион – родина всех типов арбузов.
  • На Европейско-Сибирских территориях происходило окультуривание сахарной свеклы, сибирской яблони, лесного винограда.
  • Южная Америка – родина хлопчатника. Территория Анд является родиной картофеля и некоторых видов томатов. На территориях Древней Мексики произрастала кукуруза и некоторые виды фасоли. Также здесь возник табак.
  • На территориях Африки древний человек использовал сначала только местные виды растений. Черный континент является родиной кофе. На территории Эфиопии впервые появилась пшеница.

Используя закон гомологических рядов изменчивости, ученый может выявить центр происхождения растений по тем признакам, которые схожи с формами видов из другой географической местности. Помимо необходимого разнообразия флоры, для того чтобы возник крупный очаг разнообразных культурных растений, нужна также и земледельческая цивилизация. Так считал Н. И. Вавилов.

Одомашнивание животных

Благодаря открытию закона гомологических рядов наследственной изменчивости стало возможным открытие тех мест, где когда-то впервые произошло одомашнивание животных. Считается, что оно происходило тремя путями. Это сближение человека и животных; насильственное приручение молодых особей; одомашнивание взрослых особей. Территории, на которых происходило одомашнивание диких животных, предположительно находятся в местах обитания их диких сородичей.

Приручение в разные эпохи

Считается, что собака была одомашнена в эпоху мезолита. Свиней и коз человек начал разводить в эпоху неолита, а немного позднее были приручены и дикие лошади. Однако еще недостаточно ясен вопрос о том, кем были предки современных домашних животных. Считается, что предками крупного рогатого скота были туры, лошадей – тарпаны и лошади Пржевальского, домашнего гуся – дикий серый гусь. Сейчас процесс одомашнивания животных нельзя назвать завершенным. Например, в процессе приручения находятся песцы и дикие лисы.

Значение закона гомологических рядов

При помощи данного закона можно не только установить происхождение определенных видов растений и очаги приручения животных. Он позволяет предсказать появление мутаций, сравнивая закономерности мутирования у других типов. Также с помощью данного закона можно предсказать изменчивость признака, возможность появления новых мутаций по аналогии с теми генетическими отклонениями, что были обнаружены у других видов, родственных данному растению.

fb.ru

Гомологические ряды в наследственной изменчивости — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Гомологические ряды в наследственной изменчивости — понятие, введенное Н. И. Вавиловым[1] при исследовании параллелизмов в явлениях наследственной изменчивости по аналогии с гомологическими рядами органических соединений.

Генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов.

Закономерности в полиморфизме у растений, установленные путём детального изучения изменчивости различных родов и семейств, можно условно до некоторой степени сравнить с гомологическими рядами органической химии, например с углеводородами (Ch5, C2H6, C3H8…).[2]

Суть явления состоит в том, что при изучении наследственной изменчивости у близких групп растений были обнаружены сходные аллельные формы, которые повторялись у разных видов (например, узлы соломины злаков с антоциановой окраской или без, колосья с остью или без и т. п.). Наличие такой повторяемости давало возможность предсказывать наличие ещё не обнаруженных аллелей, важных с точки зрения селекционной работы. Поиск растений с такими аллелями проводился в экспедициях в предполагаемые центры происхождения культурных растений. Следует помнить, что в те годы искусственная индукция мутагенеза химическими веществами или воздействием ионизирующих излучений ещё не была известна, и поиск необходимых аллелей приходилось производить в природных популяциях.

Н. И. Вавилов рассматривал сформулированный им закон как вклад в популярные в то время представления о закономерном характере изменчивости, лежащей в основе эволюционного процесса (например, теория номогенеза Л. С. Берга). Он полагал, что закономерно повторяющиеся в разных группах наследственные вариации лежат в основе эволюционных параллелизмов и явления мимикрии.

В 70-80-х годах XX века к закону гомологических рядов обратился в своих трудах Медников Б. М., написавший ряд работ, в которых показал, что именно такое объяснение возникновения

ru.wikipedia.org

Закон гомологических рядов изменчивости | Биология

Существенным вкладом в развитие теории изменчивости явились труды Николая Ивановича Вавилова. Многие годы он изучал мутационную изменчивость у культурных растений и их диких предков. На основе этих исследований им была выявлена ваясная закономерность в проявлении наследственной изменчивости.

Изучая изменчивость признаков у многочисленных видов и родов семейства злаковых, Вавилов обнаружил, что близкородственные виды и роды злаковых растений характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости и что мутационный процесс у них протекает параллельно. Наблюдаемые результаты сопровождались такой четкой повторяемостью, что, зная ряд форм у одного вида, можно было предсказать существование подобных форм и у других родственных видов и родов. Выявленная закономерность хорошо прослеживалась также и у многих видов цветковых растений семейств бобовых, тыквенных, пасленовых, крестоцветных и др. При этом чем таксономически и филогенетически ближе были рассматриваемые организмы, тем большее сходство наблюдалось в ряду их изменчивости.

Свои обобщения и выводы Н.И. Вавилов изложил в 1920 году в докладе на III Всероссийском селекционном съезде в Саратове, сформулировав закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Открытие этого закона в начале XX века стало крупнейшим обобщением работ по изучению изменчивости. Эту закономерность называют также законом Вавилова. В нем отмечается следующее:

  • виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть существование аналогичных форм у других видов и родов;
  • чем ближе генетически в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости;
  • целые семейства растений характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, их составляющие.

Сформулированный закон гомологических рядов Н.И. Вавилов выразил формулой:

G1 (a + b + c...)G2 (a + b + c...)G3 (a + b + c...)

Значками G1, G2, G3 обозначаются виды: a, b, c... – их различные варьирующие признаки, например окраска, форма стеблей, листьев, семян, биологические особенности (скороспелость, холодостойкость, отзывчивость на удобрения и др.).

Доказательством закона служит материал, представленный в таблице, демонстрирующий гомологию (от греч. homos – одинаковый, общий), то есть сходство наследственной изменчивости по некоторым признакам и свойствам в пределах ряда культурных растений семейства злаковых. Такие таблицы с гомологическими рядами изменчивости были составлены Н.И. Вавиловым для большого количества сортов и видов, имеющих непосредственное отношение к культурным растениям.

Сортовая изменчивость видов семейства злаковых

Примечание. Цифрами обозначены: 1 – рожь; 2 – пшеница; 3 – ячмень; 4 – овес; 5 – просо; 6 – сорго; 7 – кукуруза; 8 – рис; 9 – пырей. Знаком «+» обозначены формы, обнаруженные Н.И. Вавиловым в 1935 году.

Справедливость этой закономерности Н.И. Вавилов проиллюстрировал на огромном ботаническом материале. Он писал: «Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды, составляющие семейство».

Теоретической основой установления рядов изменчивости признаков является представление о единстве происхождения родственных видов от общих предков, обладающих определенным набором генов, которые проявляются (или должны проявляться) у потомков. Исследования Н.И. Вавилова касались непосредственно растений, но сформулированный им закон гомологических рядов наследственной изменчивости оказался применим и к животным.

Закон Н.И. Вавилова является универсальным. Он свойствен всем представителям живого мира, что подтверждается при изучении изменчивости растений, животных и микроорганизмов на уровне не только видов, отдельных организмов, но и их отдельных структур (например, тканей, органов и пр.). В настоящее время у представителей разных классов животных определены гомологические ряды мутаций по морфологическим, физиологическим и особенно биохимическим признакам. Например, альбинизм и бесшерстность встречаются у млекопитающих, отсутствие чешуи – у рыб, коротконогость – у крупного рогатого скота, овец, собак, кошек, птиц, насекомых и т. д.

Гомологические ряды мутационной изменчивости биохимических признаков наблюдаются у растений, животных, особенно у простейших, бактерий и у других микроорганизмов.

Закон Н.И. Вавилова имеет большое значение для селекционной практики, так как позволяет, с одной стороны, подобно Периодическому закону Д.И. Менделеева, прогнозировать поиск определенных форм культурных растений, животных и микроорганизмов, а с другой – широко использовать их диких предков в селекционной работе. Зная характер изменчивости одного или нескольких близких видов, можно целенаправленно искать формы, еще не известные у данного организма, но уже открытые у его филогенетических родственников.

Гомологические ряды наследственной изменчивости служат источником поиска генетического разнообразия в потомстве каждой особи и способствуют отбору лучших форм в селекционной практике.

Закон Вавилова, по сути, представляет собой обобщение, позволяющее понять универсальность многих биологических структур и функций в механизме наследственной изменчивости. Он связывает воедино генетику и систематику, являясь крупным шагом на пути последующего синтеза генетики и эволюционного учения.

blgy.ru

Закон гомологических рядов Н.И. Вавилова: VIKENT.RU

Закон гомологических рядов Н.И. Вавилова

В 1920 году Н.И. Вавилов излагает основные идеи Закона гомологических рядов в   докладе на III-м Всероссийском селекционном съезде в Саратове. Главная идея: родственные виды растений имеют схожие спектры изменчивости (часто это фиксированное число строго определённых вариаций).

«И Вавилов проделал такую штуку. Он у наилучше изученных, как я уже сказал, растений из числа культурных злаков собрал все известные наследственные признаки, расположил их в определённом порядке в таблицах и сравнил все известные в то время ему подвиды, формы и сорта. Таблиц было составлено много, конечно, материал огромный был. Он тогда же, ещё в Саратове, пристегнул к злакам и бобовые - различные горохи, вики, бобы, фасоли и т.д. - и ещё какие-то культурные растения. И оказалась в очень многих случаях параллельность у очень многих видов. Конечно, у каждого семейства, рода, вида растений все признаки имели свои особенности, свою форму, свой способ выражения. Например, цвет семян от почти белого до почти чёрного  варьировал почти у всех культурных растений. Значит, ежели у лучше изученных злаков с огромным количеством уже известных, изученных сортов и форм описано несколько сот различных признаков, а у других, менее изученных или диких родственников культурных видов многих признаков нет, то их можно, так сказать, предсказать. Они будут-таки найдены на соответствующем большом материале.

Вавилов показал, что в общем и целом наследственная изменчивость всех растений в очень сильной степени варьирует параллельно. Он назвал это гомологическими рядами изменчивости растений. И указал, что чем ближе виды друг к другу, тем больше эта гомология рядов изменчивости признаков. Целый ряд разных общих закономерностей был выявлен на этих гомологических рядах наследственной изменчивости растений. И это обстоятельство было взято Вавиловым в качестве одной из важнейших основ дальнейшей селекции и поисков хозяйственно полезных признаков у вводимых в культуру растений. Изучение гомологических рядов наследственной изменчивости прежде всего у культурных растений, затем у домашних животных является теперь уже само собой разумеющимся, одной из основ дальнейшей селекции нужных человеку сортов тех или иных видов изучаемых растений. Это было, может быть, одно из первых крупных достижений Вавилова мирового масштаба, которое очень быстро и создало ему мировое имя. Имя ежели не первого и лучшего, то одного из первых и лучших прикладных ботаников в мире.

Параллельно с этим Вавилов совершил по всему миру - по всей Европе, большей части Азии, по значительной части Африки, по Северной, Центральной и Южной Америке - большое количество экспедиций со сбором огромного материала, в основном по культурным растениям. В 20-м году, по-моему, Вавилов был сделан директором Бюро по прикладной ботанике и новым культурам. Это Бюро было несколько изменено и превращено в Институт по прикладной ботанике и новым культурам, потом в Институт прикладной ботаники, генетики и селекции растений. А к концу 30-х годов он стал уже Всесоюзным институтом растениеводства. Это название и до сих пор сохранилось, хотя мировой удельный вес его после гибели Вавилова, конечно, сильно упал. Но всё-таки многие вавиловские традиции и до сих пор поддерживаются, и часть огромной мировой живой коллекции сортов, подвидов и форм культурных растений буквально из всех групп культивируемых на земном шаре растений сохраняется в Пушкине, бывшем Детском Селе, бывшем Царском Селе. Это живой музей, каждый год пересевающийся заново, созданный Вавиловым. То же и на бесчисленных опытных станциях, разбросанных по всему Советскому Союзу.

Во время своих многочисленных поездок Вавилов опять-таки умудрился не потонуть в огромном материале, в данном случае уже географическом многообразии форм различных видов культурных растений. Он наносил всё на карты большого масштаба разноцветными карандашами, сперва играя, как малые дети, в географические карты, а потом все это переводя в сравнительно простые небольшие карты с чёрными значками различного типа для разных форм культурных растений. Так он обнаружил в мире, на земном шаре, в биосфере нашей планеты, несколько центров многообразия культурных растений. И показал, просто на картах, расползание, распространение на Земле не только отдельных видов, но определённых групп видов, окультуренных, по-видимому, впервые в определенном месте, ну, скажем, в Северном или  Среднем Китае или в горной части Северной Африки, или, скажем, в районе Перу, в Южной Америке, в горах, в Андах. Оттуда обыкновенно не один вид каких-нибудь культурных растений, а группа хозяйственно друг с другом связанных видов, возникших как культурные растения и прижившихся как культурные растения в определённом месте, расползались по Земле. Некоторые недалеко, на небольшое расстояние, а другие завоевали полмира, как говорится, вроде той же пшеницы или гороха.

Вавилов, таким образом, установил центры многообразия и происхождения различных форм культурных растений в разных местах земного шара. И создал целую теорию происхождения культурных растений в различные эпохи древнейшего и древнего мира. Это было вторым большим достижением Вавилова, опять-таки мировым. Сейчас невозможно дальнейшее развитие истории мирового земледелия и истории очагов происхождения культурных растений без созданного Вавиловым фундамента. Существуют попытки, так сказать, некоторой реформы и видоизменения вавиловских воззрений, но можно сказать, что это частности по сравнению с общей мировой картиной, созданной Вавиловым.

Значит, я перечислил уже три огромных достижения: иммунитет растений, закон гомологических рядов и теория центров земледелия и возникновения различных форм культурных растений. Пожалуй, последнее, что хочется назвать из общих достижений Вавилова, это большое количество его работ и усилий, главным образом усилий, уже в смысле пропаганды на различных конгрессах, международных и всесоюзных, написание статей научно-популярных по проблеме продвижения земледелия на север в первую очередь и в области, занятые пустынями и пустошами, соединенное с охраной природы в совершенно современном и даже предназначенном для ближайшего будущего смысле: продвижение культуры вместе с разумным отношением к сообществам живых организмов биосферы. Вот в этих направлениях Вавилов является совершенно исключительным, я бы сказал, исключительно крупным ученым в мировом масштабе».

Тимофеев-Ресовский Н.В., Воспоминания, М., «Вагриус», 2008 г., с. 304-306.

 

Эта работа Н.И. Вавилова была посвящена Альфонсу Декандолю. 

vikent.ru

Вавилов Николай Иванович - это... Что такое Вавилов Николай Иванович?

ВАВИ́ЛОВ Николай Иванович (1887—1943), российский генетик, растениевод, географ, создатель учения о биологических основах селекции и центрах происхождения и разнообразия культурных растений, академик АН СССР и АН УССР (1929), академик и первый президент (1929—1935) ВАСХНИЛ. Брат С. И. Вавилова (см. ВАВИЛОВ Сергей Иванович). Организовал ботанико-агрономические экспедиции в страны Средиземноморья, Северной Африки, Северной и Южной Америки, установил на их территории древние очаги происхождения и разнообразия культурных растений. Собрал крупнейшую в мире мировую коллекцию семян культурных растений, заложил основы госсортоиспытания полевых культур. Обосновал учение об иммунитете растений, открыл закон гомологических рядов (см. ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ ЗАКОН) в наследственной изменчивости организмов (1920). Автор концепции линнеевского вида как системы (1930). Инициатор создания многих научно-исследовательских учреждений. Член ЦИК СССР (1926—1935), президент Всесоюзного географического общества (1931—1940). Премия им. В. И. Ленина (1926). В августе 1940 арестован, обвинен в контрреволюционной вредительской деятельности и в июле 1941 приговорен к расстрелу, замененному в 1942 20-летним заключением. Умер в больнице саратовской тюрьмы, посмертно реабилитирован в 1955. * * * ВАВИ́ЛОВ Николай Иванович [13 (25) ноября 1887, Москва — 26 января 1943, Саратов], российский генетик, растениевод, географ. Автор закона гомологических рядов в наследственной изменчивости организмов, учения о биологических основах селекции и центрах происхождения и разнообразия культурных растений. Семья. Годы учения Отец, Иван Ильич (см. ВАВИЛОВ Иван Ильич), родился в 1863 в деревне Ивашково, Волоколамского уезда Московской губернии в крестьянской семье и благодаря незаурядным способностям стал крупным коммерсантом. В 1918 эмигрировал в Болгарию, в 1928 с помощью старшего сына Николая вернулся в Россию, и вскоре умер. Мать, Александра Михайловна, урожденная Постникова, была дочерью гравера Прохоровской мануфактуры. В 1906 после окончания Московского коммерческого училища Вавилов поступил в Московский сельскохозяйственный институт (бывшая Петровская, ныне Тимирязевская сельскохозяйственная академия), который окончил в 1911. Начало научной деятельности. Командировка за границу Вавилов, еще будучи студентом, начал заниматься научной работой. В 1908 провел географо-ботанические исследования на Северном Кавказе и Закавказье. К 100 летию Дарвина выступил с докладом «Дарвинизм и экспериментальная морфология» (1909), а в 1910 опубликовал дипломную работу «Голые слизни (улитки), повреждающие поля и огороды в Московской губернии», за которую получил премию Московского политехнического музея. После окончания института был оставлен Д. Н. Прянишниковым (см. ПРЯНИШНИКОВ Дмитрий Николаевич) при кафедре частного земледелия для подготовки к званию профессора. В 1911—1912 Вавилов преподавал на Голицынских женских высших сельскохозяйственных курсах (Москва). В 1912 опубликовал работу о связи агрономии с генетикой, где одним из первых в мире предложил программу использования достижений генетики для улучшения культурных растений. В эти же годы Вавилов занялся проблемой устойчивости видов и сортов пшеницы к болезням. В 1913 он был командирован в Англию, Францию и Германию для завершения образования. Большую часть командировки, прерванной в 1914 началом Первой мировой войны, Вавилов провел в Англии, слушая лекции в Кембриджском университете и проводя экспериментальную работу по иммунитету растений в Мертоне, близ Лондона под руководством Уильяма Бэтсона (см. БЭТСОН Уильям), одного из основоположников генетики. Вавилов считал Бэтсона своим учителем. В Англии он несколько месяцев провел также в генетических лабораториях, в частности у известного генетика Р. Пеннета. Вернувшись в Москву, продолжил свою работу по иммунитету растений на селекционной станции Московского сельскохозяйственного института. Вавилов в Саратове. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости В 1917 Вавилов был избран профессором агрономического факультета Саратовского университета, вскоре выделившегося в Саратовский сельскохозяйственный институт, где Николай Иванович стал заведовать кафедрой частного земледелия и селекции. В Саратове Вавилов развернул полевые исследования ряда сельскохозяйственных культур и закончил работу над монографией «Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям», опубликованной в 1919, в которой обобщил свои исследования, выполненные ранее в Москве и в Англии. В Саратове начала создаваться вавиловская школа исследователей ботаников-растениеводов-генетиков и селекционеров. Там же Вавилов организовал и провел экспедицию по обследованию видового и сортового состава полевых культур Юго-Востока Европейской части РСФСР — Поволжья и Заволжья. Результаты экспедиции были изложены в монографии «Полевые культуры Юго-Востока», изданной в 1922. На Всероссийском селекционном съезде в Саратове (1920) Вавилов выступил с докладом «Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости». Согласно этому закону генетически близкие виды растений характеризуются параллельными и тождественными рядами признаков; тождество в рядах наследственной изменчивости проявляют и близкие роды и даже семейства. Закон вскрыл важную закономерность эволюции: у близких видов и родов возникают сходные наследственные изменения. Используя этот закон, по ряду признаков и свойств одного вида или рода можно предвидеть наличие сходных форм и у другого вида или рода. Закон гомологических рядов облегчает селекционерам поиск новых исходных форм для скрещивания и отбора. Ботанико-агрономические экспедиции Вавилова. Теория центров происхождения и разнообразия культурных растений Первые экспедиции Вавилов организовал и провел в Персию (Иран) и Туркестан, Горный Таджикистан (Памир), где многократно рискуя жизнью, собрал в труднодоступных местах неизвестные ранее формы пшениц, ячменей, ржи (1916). Здесь он впервые заинтересовался проблемой происхождения культурных растений. В 1921—1922 Вавилов знакомится с сельским хозяйством обширных областей США и Канады. В 1924 Вавилов совершил труднейшую, продолжавшуюся пять месяцев, экспедицию в Афганистан, подробно исследовав культурные растения и собрав большой общегеографический материал. За эту экспедицию Географическое общество СССР наградило Вавилова золотой медалью им. Пржевальского («за географический подвиг»). Результаты экспедиции обобщены в книге «Земледельческий Афганистан» (1929). В 1926—1927 Вавилов организовал и провел длительную экспедицию в страны Средиземноморья: Алжир, Тунис, Марокко, Египет, Сирию, Палестину, Трансиорданию, Грецию, острова Крит и Кипр, Италию (включая Сицилию и Сардинию), Испанию и Португалию, Сомали, Эфиопию и Эритрею. В 1929 Вавилов совершил экспедицию в Западный Китай (Синьцзян), в Японию, Корею, на остров Формоза (Тайвань). В 1930 — в Северную Америку (США) и Канаду, Центральную Америку, Мексику. В 1932—1933 — в Гватемалу, Кубу, Перу, Боливию, Чили, Бразилию, Аргентину, Эквадор, Уругвай, Тринидад, Пуэрто-Рико. Советские экспедиции при его участии и/или руководстве открыли новые виды дикого и культурного картофеля, устойчивые к заболеваниям, что было эффективно использовано селекционерами СССР и других стран. В перечисленных странах Вавилов проводил также важные исследования по истории мирового земледелия. В результате изучения видов и сортов растений, собранных в странах Европы, Азии, Африки, Северной, Центральной и Южной Америки, Вавилов установил очаги формирования, или центры происхождения и разнообразия культурных растений. Эти центры часто называются центрами генетического разнообразия или Вавиловскими центрами. Работа «Центры происхождения культурных растений» была впервые опубликована в 1926. Согласно Вавилову культурная флора возникла и формировалась в относительно немногих очагах, обычно расположенных в горных местностях. Вавилов выделил семь первичных центров: 1. Южно-Азиатский тропический центр (тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай и острова Юго-Восточной Азии), давший человечеству рис, сахарный тростник, азиатские сорта хлопчатника, огурцы, лимон, апельсин, большое количество других тропических плодовых и овощных культур. 2. Восточно-Азиатский центр (Центральный и Восточный Китай, остров Тайвань, Корея, Япония). Родина сои, проса, чайного куста, многих овощных и плодовых культур. 3. Юго-Западноазиатский центр (Малая Азия, Иран, Афганистан, Средняя Азия, Северо-Западная Индия), откуда произошли мягкая пшеница, рожь, зернобобовые, дыня, яблоня, гранат, инжир, виноград, многие другие плодовые. 4. Средиземноморский центр — родина нескольких видов пшениц, овсов, маслин, многих овощных и кормовых культур, таких как капуста, свекла, морковь, чеснок и лук, редька. 5. Абиссинский, или Эфиопский, центр — выделяется разнообразием форм пшеницы и ячменя, родина кофейного дерева, сорго и др. 6. Центрально-Американский центр (Южная Мексика, Центральная Америка, острова Вест-Индии), давший кукурузу, фасоль, хлопчатник упланд (длинноволокнистый), овощной перец, какао и др. 7. Андийский центр (горные области Южной Америки) — родина картофеля, табака, томата, каучукового дерева и других. Теория центров происхождения культурных растений помогла Вавилову и его сотрудникам собрать крупнейшую в мире мировую коллекцию семян культурных растений, насчитывающую к 1940 250 тыс образцов (36 тыс образцов пшеницы, 10022 — кукурузы, 23636 — зернобобовых и т. д.). С использованием коллекции селекционерами было выведено свыше 450 сортов сельскохозяйственных растений. Мировая коллекция семян культурных растений, собранная Вавиловым, его сотрудниками и последователями, служит делу сохранения на земном шаре генетических ресурсов полезных растений. Научно-организационная и общественная деятельность Н. И. Вавилова Вавилов был крупным организатором советской науки. Под его руководством (с 1920) сравнительно небольшое научное учреждение — Бюро по прикладной ботанике — было превращено в 1924 во Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур, а в 1930 в большой научный центр — Всесоюзный институт растениеводства (ВИР), насчитывавший тринадцать крупных отделений и опытных станций в разных пунктах СССР. ВИР, которым Вавилов руководил до августа 1940, был научным центром по разработке теории селекции растений мирового значения. По инициативе Вавилова, как первого президента ВАСХНИЛ (с 1929 по 1935, а затем вице-президентом вплоть до ареста), был организован целый ряд научно-исследовательских учреждений: Институт зернового хозяйства Юго-Востока Европейской части СССР, институты плодоводства, овощеводства, субтропических культур, кукурузы, картофеля, хлопководства, льна, масличных культур и другие. На основе генетической лаборатории, которой он руководил с 1930, Вавилов организовал Институт генетики АН СССР и являлся его директором ( до 1940). Вавилов с 1926 по 1935 был членом ЦИК (см. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КОМИТЕТ)СССР и ВЦИК (см. ВСЕРОССИЙСКИЙ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КОМИТЕТ) (Всероссийский исполнительный комитет). Он принимал активное участие в организации Всесоюзных сельскохозяйственных выставок 1923 и 1939. С 1931 по 1940 (до ареста) Вавилов — президент Всесоюзного географического общества. Вавилов избирался вице-президентом VI-го Международного генетического конгресса в США в 1932 и почетным президентом VII-го Международного генетического конгресса в Великобритании в 1939. Облик ученого и человека По мнению многих ученых, знавших Вавилова, самым характерным, больше всего запоминающимся в его облике было огромное обаяние. Нобелевский лауреат, генетик Г. Меллер (см. МЕЛЛЕР Герман Джозеф) вспоминал: «Всех, кто знал Николая Ивановича, воодушевляли его неисчерпаемая жизнерадостность, великодушие и обаятельная натура, многосторонность интересов и энергия. Эта яркая, привлекательная и общительная личность как бы вливала в окружающих свою страсть к неутомимому труду, к свершениям и радостному сотрудничеству. Я не знал никого другого, кто разрабатывал бы мероприятия такого гигантского масштаба, развивал их все дальше и дальше и при этом вникал бы так внимательно во все детали». Вавилов обладал феноменальной работоспособностью и памятью, умением работать в любых условиях, обычно спал не более 4—5 часов в сутки. Вавилов никогда не бывал в отпусках. Отдыхом для него была смена занятий. «Надо спешить», — говорил он. Как ученый он имел прирожденную способность к теоретическому мышлению, к широким обобщениям. Вавилов обладал редкими организационными способностями, сильной волей, выносливостью и смелостью, ярко проявившимися в его путешествиях по труднодоступным районам земного шара. Он был широко образованным человеком, владел несколькими европейскими языками и некоторыми азиатскими. Во время своих путешествий он интересовался не только земледельческой культурой народов, но и их бытом, обычаями и искусством. Будучи патриотом и в высоком смысле гражданином своей страны, Вавилов был убежденным сторонником и активным пропагандистом международного научного сотрудничества, совместной работы ученых всех стран мира на благо человечества. Вавилов и Лысенко В начале тридцатых годов Вавилов горячо поддержал работу молодого агронома Т. Д. Лысенко (см. ЛЫСЕНКО Трофим Денисович) по так называемой яровизации: превращению озимых культур в яровые путем предпосевного воздействия низких положительных температур на семена. Вавилов надеялся, что метод яровизации можно будет эффективно применить в селекции, что позволит полнее использовать мировую коллекцию полезных растений ВИРа для выведения путем гибридизации высокопродуктивных, устойчивых к заболеваниям, засухе и холоду культурных растений. В 1934 Вавилов рекомендовал Лысенко в члены-корреспонденты АН СССР. Лысенко импонировал советским руководителям во главе со Сталиным своим «народным» происхождением, обещанием в кратчайшие сроки поднять урожайность зерновых культур, а также тем, что заявил на съезде колхозников-ударников в 1935, что вредители есть и в науке. В 1936 и 1939 происходили дискуссии по вопросам генетики и селекции, на которых Лысенко и его сторонники атаковали ученых во главе с Вавиловым и Кольцовым (см. КОЛЬЦОВ Николай Константинович), разделявших основные положения классической генетики. Группа Лысенко отвергла генетику как науку, отрицала существование генов как материальных носителей наследственности. В конце тридцатых годов лысенковцы, опираясь на поддержку Сталина, Молотова и других советских руководителей, начали расправу со своими идейными противниками, с Вавиловым и его соратниками, работавшими в ВИРе и Институте генетики в Москве. На Вавилова обрушивается поток клеветы, опорочиваются его главные достижения. Став в 1938 президентом ВАСХНИЛ, Лысенко препятствовал нормальной работе ВИРа — добивался урезания его бюджета, замены членов ученого совета на своих сторонников, изменения руководства института. В 1938 советское правительство под влиянием Лысенко отменило проведение МеждунаސԐݐސӐޠгенетического конгресса в СССР, президентом которого должен был стать Вавилов. Вавилов вплоть до своего ареста продолжал мужественно отстаивать свои научные взгляды, программу работ возглавляемых им институтов. В 1939 он подверг резкой критике антинаучные взгляды Лысенко на заседании Ленинградского областного бюро секции научных работников. В конце своего выступления Вавилов сказал: «Пойдем на костер, будем гореть, но от своих убеждений не откажемся». Арест. Следствие. Приговор к расстрелу. Кончина в саратовской тюрьме В 1940 Вавилов был назначен начальником Комплексной (агроботанической) экспедиции Наркомзема СССР в западные районы Украинской и Белорусской ССР. 6 августа 1940 Вавилов был арестован в предгорьях Карпат, вблизи г. Черновцы. Санкция на арест была подписана «задним числом», 7 августа он был заключен во внутреннюю тюрьму НКВД в Москве (на Лубянке). В постановлении на арест Вавилов обвинялся как один из руководителей контрреволюционной Трудовой крестьянской партии (в реальности никогда не существовавшей), вредительстве в системе ВИРа, шпионаже, «борьбе против теорий и работ Лысенко, Цицина (см. ЦИЦИН Николай Васильевич) и Мичурина». Во время следствия, продолжавшегося 11 месяцев, Вавилов перенес 236 допросов, происходивших часто в ночное время и продолжавшихся нередко в течение семи и более часов. 9 июля 1941 Вавилов на «суде» Военной коллегии Верховного суда СССР, происходившем в течение нескольких минут, был приговорен к расстрелу. На суде им было заявлено, что «обвинение построено на небылицах, лживых фактах и клевете, ни в какой мере не подтвержденных следствием». Поданное им прошение о помиловании в Верховный Совет СССР было отклонено. 26 июля переведен в Бутырскую тюрьму для приведения приговора в исполнение. Утром 15 октября его посетил сотрудник Берии и пообещал, что Вавилова оставят жить и предоставят ему работу по специальности. В связи с наступлением немцев на Москву этапирован в Саратов 16—29 октября, помещен в 3-й корпус тюрьмы N 1 г.Саратова, где находился год и 3 месяца в тяжелейших условиях (камера смертников). Решением Президиума Верховного Совета СССР 23 июня 1942 расстрел в порядке помилования заменен 20-ю годами заключения в исправительно-трудовых лагерях. От голода Сергей Иванович заболел дистрофией и умер, предельно истощенный в тюремной больнице 26 января 1943. Похоронен, по-видимому, в общей могиле саратовского кладбища. Во время следствия, во внутренней тюрьме НКВД, когда Вавилов имел возможность получать бумагу и карандаш, он написал большую книгу «История мирового земледелия», рукопись которой была уничтожена, «как не имеющая ценности» вместе с большим количеством других научных материалов, изъятых при обысках на квартире и в институтах, где он работал. 20 августа 1955 Вавилов был посмертно реабилитирован. В 1965 была учреждена премия им. Н. И. Вавилова, в 1967 его имя было присвоено ВИРу, в 1968 учреждена золотая медаль имени Вавилова, присуждаемая за выдающиеся научные работы и открытия в области сельского хозяйства. При жизни Николай Иванович был избран членом и почетным членом многих зарубежных академий, в том числе Лондонского Королевского общества (1942), Шотландской (1937), Индийской (1937), Аргентинской академий, членом-корреспондентом АН Галле (1929; Германия) и Чехословацкой академии (1936), почетным членом Американского ботанического общества. Линнеевского общества в Лондоне, Английского общества садоводства и др.

dic.academic.ru

Гомологические ряды в наследственной изменчивости

Закон Н. И. Вавилова о роли гомологических рядов в наследственной изменчивости

Успех селекционной работы зависит главным образом от генетического разнообразия исходной группы растений или животных. Между тем генофонд существующих пород животных или сортов растений, естественно, менее разнообразен по сравнению с генофондом исходного дикого вида. Поэтому при выведении новых сортов растений и пород животных очень важны поиски и выявление полезных признаков у диких предков. С целью изучения многообразия и географического распространения культурных растений Н. И. Вавилов организовал многочисленные экспедиции как в пределах территории России, так и во многие зарубежные страны. В результате этих экспедиций был собран огромный семенной материал, который был использован для селекционной работы. Н. И. Вавилов выделил 7 центров происхождения культурных растений.

Кроме того, Н. И. Вавиловым были сделаны важные обобщения, послужившие крупным вкладом в теорию селекции.

Изучение наследственной изменчивости у культурных растений и их предков позволило Н. И. Вавилову сформулировать закон гомологических рядов наследственной изменчивости: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство». Суть этого закона заключается в том, что у близких по происхождению видов и родов организмов возникают сходные наследственные изменения. Так, у разных видов млекопитающих встречаются формы бесшерстные, длинношерстные, короткопалые и т.д.

Этот закон имеет важное значение для селекции. Создать заново желательный признак очень трудно. Гораздо легче найти разновидность с таким признаком и закрепить его скрещиванием с другими формами. Опираясь на этот закон, Н. И. Вавилову и его сотрудникам удалось найти не известные селекционерам формы многих видов растений, собрать богатейшую коллекцию сортов культурных растений.

На примере семейства злаковых Н. И. Вавилов показал, что сходные мутации обнаруживаются у целого ряда видов этого семейства. Так, черная окраска семян встречается у ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и ряда других за исключением овса, проса и пырея, удлиненная форма зерна – у всех изученных видов. У животных также наблюдаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие шерсти у млекопитающих, альбинизм и отсутствие перьев у птиц, короткопалость у крупного рогатого скота, овец, собак, птиц. Некоторые наследственные заболевания и уродства, встречающиеся у человека, отмечены и у некоторых животных. Животных с такими болезнями используют в качестве модели для изучения аналогичных дефектов у человека. Например, катаракта глаза бывает у мышей, крыс, собак, лошадей; гемофилия – у мыши и кошки; диабет – у крысы; врожденная глухота – у морской свинки, мыши, собаки и т.д. То, что сходные, наследственно обусловленные нарушения жизнедеятельности встречаются у представителей разных видов одного и того же класса – класса млекопитающих, убедительно подтверждает закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н. И. Вавилова. Появление сходных мутаций объясняется общностью происхождения генотипов. В процессе возникновения новых видов от одного общего предка различия между ними устанавливаются только по части генов, обусловливающих успешное существование в данных конкретных условиях. Многие гены у видов, имеющих общее происхождение, остаются неизменными и при мутировании дают сходные признаки.

bio9klass.blogspot.com
Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта