Успех селекционной работы во многом зависит от качества исходного материала, главным образом от его генетического разнообразия. Чем разнообразнее исходный материал для селекции, тем больше возможностей он предоставляет для гибридизации и отбора. Селекционеры, пользуясь биологическим, генетическим и экологическим разнообразием растительного мира, создали огромное количество различных сортов культурных растений.
Современные культурные растения выращивают одновременно в разных странах, на разных континентах. Однако каждое из этих растений имеет свою историческую родину - центр происхождения . Именно там находились или находятся и поныне дикорастущие предки культурного растения, там сформировались его генотип и фенотип .
Учение о центрах происхождения культурных растений создано выдающимся русским ученым Н.И. Вавиловым .
Н.И. Вавилов вначале выделил 8 центров происхождения культурных растений с рядом подцентров, но в более поздних работах укрупнил их в 7 основных первичных центров (см. табл. 4 и рис. 42).
| Название центра и количество возникших здесь культурных видов (% от 1000 - общего числа изученных) | Культурные растения, возникшие в этом центре от древних культур |
| 1. Южноазиатский тропический (около 50%) | Сахарный тростник, огурец, баклажан, цитрусовые, шелковица, манго, банан, кокосовая пальма, черный перец |
| 2. Восточноазиатский (20%) | Соя, просо, овес, гречиха, чумиза, редька, персик, чай, актинидия |
| 3. Юго-Западноазиатский (14%) | Пшеница, рожь, горох, чечевица, лен, конопля, дыня, яблоня, груша, слива, абрикос, вишня, виноград, миндаль, гранат, инжир, лук, чеснок, морковь, репа, свекла |
| 4. Средиземноморский (11%) | Пшеница, овес, рожь, капуста, сахарная свекла, укроп, петрушка, маслина, лавр, малина, дуб, пробковый, клевер, вика |
| 5. Абиссинский | Сорго, твердая пшеница, рожь, ячмень, кунжут, хлопчатник, клещевина, кофе, финиковая пальма, масличная пальма |
| 6. Центральноамериканский | Кукуруза, фасоль, картофель, тыква, батат, перец, хлопчатник, табак, махорка, сизаль (волокнистая агава), авокадо, какао, орех, пекан |
| 7. Андийский (Южноамериканский) | Картофель, кукуруза, ячмень, амарант, арахис, томат, тыква, ананас, папайя, маниок, гевея, хинное дерево, фейхоа, кока, бразильский орех (бертоллеция) |
Рис. 42. Основные географические центры происхождения культурных растений: I — Южноазиатский тропический; II — Восточноазиатский; III — Юго-Западноазиатский; IV — Средиземноморский; V — Абиссинский; VI — Центральноамериканский; VII — Андийский (Южноамериканский)
Большинство центров совпадают с древними очагами земледелия, причем это преимущественно горные, а не равнинные районы. Ученый выделил первичные и вторичные центры происхождения культурных растений. Первичные центры - это родина культурных растений и их диких предков. Вторичные центры - это районы возникновения новых форм уже не от диких предков, а от предшествующих культурных форм, сосредоточенных в одном географическом месте, нередко далеком от первичного центра.
Не все культурные растения возделываются в местах своего происхождения. Миграции народов, мореплавание, торговля, экономические и природные факторы во все времена способствовали многочисленному перемещению растений в другие районы Земли.
В иных местообитаниях растения изменялись и давали начало новым формам культурных растений. Их разнообразие объясняется мутациями и рекомбинациями, появляющимися в связи с произрастанием растений в новых условиях.
Исследование происхождения культурных растений привело Н.И. Вавилова к выводу, что центры формообразования важнейших растительных культур в значительной мере связаны с очагами человеческой культуры и с центрами разнообразия домашних животных. Многочисленные зоологические исследования подтвердили этот вывод.
Учение о происхождении и эволюции культурных растений считается одним из существенных разделов селекции. Н.И. Вавилов писал, что вся селекционная работа, начиная с исходного материала, установления основных областей происхождения видов и кончая созданием новых сортов, является, по существу, новым этапом в эволюции растений, а саму селекцию можно рассматривать как эволюцию, направляемую волей человека.
Чем разнообразнее исходный материал, используемый для селекции, тем большие возможности дает он для успешного создания сортов и тем эффективнее будут результаты селекции. Но где в природе искать это многообразие.
Н.И. Вавилов с сотрудниками в результате многочисленных экспедиций изучил многообразие и географическое распространение культурных растений. Экспедициями были охвачены вся территория бывшего Советского Союза и много зарубежных стран: Иран, Афганистан, страны Средиземноморья, Эфиопия, Центральная Азия, Япония, Северная, Центральная и Южная Америка и др.
Во время этих поездок было изучено около 1600 видов культурных растений. Из экспедиций были привезены тысячи образцов семян, которые высевали в питомниках Всесоюзного института растениеводства, расположенных в разных географических зонах бывшего СССР. Работа по изучению мирового многообразия культурных растений продолжается и в настоящее время. Эти ценнейшие, все время пополняемые уникальные коллекции служат материалом для селекционной работы.
В результате изучения всего этого колоссального материала Н.И. Вавилов установил важные закономерности, показав, что не во всех географических зонах культурные растения обладают одинаковым разнообразием.
Для разных культур существуют свои центры многообразия, где сосредоточено наибольшее число сортов, разновидностей, разнообразных наследственных уклонений. Эти центры многообразия являются и районами происхождения сортов данной культуры. Большинство центров совпадает с древними очагами земледелия. Это в основном не равнинные, а горные районы.
Таких центров многообразия Н.И. Вавилов насчитал сначала 8. В более поздних работах он различает 7 основных центров.
Южноазиатский тропический центр. Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии. Исключительно богат культурными растениями (около половины известных видов культурных растений). Родина риса, сахарного тростника, множество плодовых и овощных растений.
Восточноазиатский центр. Центральный и Восточный Китай, Япония, остров Тайвань, Корея. Родина сои, нескольких видов проса, множества плодовых и овощных культур. Этот центр тоже богат видами культурных растений - около 20% мирового многообразия.
Юго-Западноазиатский центр. Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Северо-Западная Индия. Родина нескольких форм пшеницы, ржи, многих зерновых, бобовых, винограда, плодовых. В нем возникло 14 % мировой культурной флоры.
Средиземноморский центр. Сраны, расположенные по берегам Средиземного моря. Этот центр, где располагались величайшие древние цивилизации, дал около 11% видов культурных растений. В их числе маслины, многие кормовые растения (клевер, чечевица), многие овощные (капуста) и кормовые культуры.
Абиссинский центр. Небольшой район Африканского материка (территория Эфиопии) с очень своеобразной флорой культурных растений. Очевидно, очень древний очаг самобытной земледельческой культуры. Родина зернового сорго, одного вида бананов, масличного растения нута, ряда особых форм пшеницы и ячменя.
Центральноамериканский центр. Южная Мексика. Родина кукурузы, хлопчатника, какао, ряда тыквенных, фасоли.
Андийский (Южноамериканский) центр. Включает часть района Андийского горного хребта вдоль западного побережья Южной Америки. Родина многих клубненосных растений, в том числе картофеля, некоторых лекарственных растений (кокаиновый куст, хинное дерево и др.).
Подавляющее большинство культурных растений связано в своем происхождении с одним или несколькими из перечисленных выше географических центров.
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 нашей страны, так и во многие зарубежные страны. Во время этих экспедиций был собран огромный семенной материал, который в дальнейшем использовали для селекционной работы. Н.И. Вавилов выделил 7 центров происхождения культурных растений (табл. 4). Им были сделаны важные обобщения, послужившие крупным вкладом в теорию селекции.
Изучение наследственной изменчивости у культурных растении 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».
Таблица 4. Центры происхождения культурных растений (по Н.И. Вавилову)
|
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 растений, 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, короткопал ость 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. Тот факт, 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 мутации дают сходные приэнаки.
Таким образом, обнаружение спонтанных или индуцированных мутаций у одного вида дает основания для поисков сходных мутаций у родственных видов растений или животных.
Закон гомологических рядов наследственной изменчивости успешно используется в се лекционной практике. Работа по созданию семенных коллекций сортов культурных растений и их дикорастущих предков, начало которой положил Н.И. Вавилов, в настоящее время продолжается. В нашей стране коллекция включает более 320 тыс. образцов, относящихся к 1041 виду растений. Сюда входят дикие виды, сородичи культурных растений, старые местные сорта, все лучшее и новое, что создано за последнее время усилиями селекционеров всех стран мира. Из мирового генофонда ученые выделяют генетические источники хозяйственно ценных признаков: урожайности, скороспелости, устойчивости к болезням и вредителям, засухоустойчивости, устойчивости к полеганию и др. Современные генетические методы дают возможность добиваться в селекции растений очень крупных успехов. Так, использование ценных генов дикого эфиопского ячменя позволило создать выдающийся по продуктивности сорт ярового ячменя Одесский 100.
Вопросы для повторения н задания
Чем отличаются одомапш иные животные и культурные растения от диких?
Что служит предметом селекции?
Какое значение для селекции имеет знание центров проиосожд ним культурных растений!!
Какие центры происхождения культурных растений вы знаете?
Почему у близкородственных видов обнаруживаются сходные мутации?
Изложите сущность закона гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова.
Центры происхождения культурных растений и домашних животных – это те районы Земли, где возникли или были окультурены те или иные виды полезных для человека растений и где сосредоточено их наибольшее генетическое разнообразие. Соответственно это центры, где происходила, как говорят, доместификация животных. Особо важно подчеркнуть, что почти все ныне известные культурные растения и домашние животные появились за сотни и тысячи лет до нашей эры. Пожалуй, лишь сахарная свекла, каучуконосная гевея и хинное дерево стали культурными растениями сравнительно недавно.
Теорию центров происхождения культурных растений разработал выдающийся отечественный ученый академик Н. И. Вавилов на основе своих многочисленных экспедиций, которыми были охвачены вся территория Советского Союза, а также 60 стран Азии, Африки, Северной и Южной Америки. Из этих экспедиций были привезены тысячи образцов семян, которые затем высевали в питомниках Всесоюзного института растениеводства и тщательно исследовали. В этом же институте была собрана крупнейшая в мире коллекция семян зерновых культур, насчитывающая 60 тыс. сортов; эта уникальная коллекция была сохранена в Ленинграде в голодные месяцы блокады во время Великой Отечественной войны. Н. И. Вавилов считал, что общее число видов культурных растений, не считая декоративных, составляет примерно 1500–1600. При этом для разных культур существуют свои центры многообразия, которые обычно и являются центрами их происхождения, совпадая с древними центрами земледелия. Понятие о центре происхождения культурных растений Н. И. Вавилов окончательно сформулировал в 1935 г., когда выделил восемь важнейших таких центров (табл. 123 и рис. 87).
Хотя за прошедшие с тех пор шесть с половиной десятилетий эту теорию на основе многочисленных новых данных подвергли некоторым изменениям и дополнениям (ныне принято выделять 7 главных центров – Тропический, Восточноазиатский, Юго-Западноазиатский, Средиземноморский, Абиссинский, Центральноамериканский и Андийский), все же основные ее принципы не были пересмотрены, причем даже теми учеными, которые предлагают увеличить число таких центров до 12. Очень важно, что никто не подвергает сомнению тот исходный пункт теории, который связывает эти центры не только с природным флористическим разнообразием тех или иных территорий, но и с размещением древнейших цивилизаций.
Таблица 123
Немало работ посвящено и выявлению истории доместификации диких животных (рис. 88). При этом за основу обычно также берут очаги одомашнивания этих животных, предложенные Н. И. Вавиловым, который выделил пять главных таких очагов и еще семь дополнительных.
С историко-географических позиций очень интересен и вопрос о миграциях культурных растений, которые в эпоху Великих географических открытий приобрели характер поистине их великого переселения. При этом одна часть культурных растений мигрировала из Старого в Новый Свет, а другая – в обратном направлении.
К числу культур, «заимствованных» Новым Светом у Старого, можно отнести пшеницу, сахарный тростник и кофе.
Археологические исследования свидетельствуют о том, что пшеница была известна в странах Передней Азии за шесть-пять тысячелетий до нашей эры, в Египте – более чем за четыре, в Китае – за три, на Балканах – за три-два тысячелетия. После Великих географических открытий она попала сначала в Южную Америку (1528 г.), затем в Северную Америку (1602 г.), а в конце XVIII в. и в Австралию (рис. 89). Сахарный тростник, родиной которого считают Бенгалию, после Великих географических открытий также мигрировал в Новый Свет: португальцы начали возделывать его на северо-востоке Бразилии, англичане и французы – в Вест-Индии, позднее он стал фактически монокультурой на Кубе и в Пуэрто-Рико.
Родина кофе – нагорья Эфиопии, где эту культуру начали возделывать примерно тысячу лет назад. Считается, что и свое название она получила от эфиопской провинции Кафа. В XI в. кофе попал в Йемен, откуда его вывозили через порт Моха; вот почему в Европе долгое время кофе называли «мокко». Во времена позднего средневековья его стали употреблять в Италии, во Франции, в Нидерландах, Англии, других европейских странах. Чтобы удовлетворить растущий спрос, кофе начали выращивать на специальных плантациях; первую из них основали в XVII в. голландцы на о. Ява. В начале XVIII в. несколько кофейных зерен по воле случая попали во Французскую Гвиану, а оттуда – в Бразилию, где эта культура поистине обрела свою вторую родину.
Еще большее число сельскохозяйственных культур мигрировало после Великих географических открытий из Нового Света в Старый Свет. Среди них кукуруза, картофель, подсолнечник, табак, гевея, какао.
Родиной кукурузы (маиса) считают Центральную Америку. В Европу ее завез еще Колумб. Затем из Испании она распространилась по другим странам Средиземноморья, а позднее попала в Россию, Африку, Восточную Азию. Картофель, культура Андских стран, также сначала попал оттуда в Испанию, а затем в Нидерланды (которые тогда принадлежали Испании), во Францию, в Германию, другие страны Европы. В России он появился в начале XVIII в., при Петре I. Подсолнечник, который, по мнению Н. И. Вавилова, культивировался в Мексике и вообще на юго-западе Северной Америки, появился в Европе в XVI в. Сначала, как и картофель, его считали декоративным растением, и только позднее начали использовать его семена. В России эту культуру стали возделывать также в эпоху Петра I.
Огромное количество растительного материала собрали на четырех континентах земного шара Н. И. Вавилов и его сотрудники.
Под его руководством и по предложенной им программе этот материал изучался длительное время. Исследования подтвердили предположения Н. И. Вавилова о существовании пяти самостоятельных центров формообразования культурных растений - о пяти центрах их происхождения. И в 1926 году ученый впервые опубликовал свой капитальный труд «Центры происхождения культурных растений».
Затем в 1935 году после более детального и длительного изучения сортовых богатств земного шара в лабораториях, на опытных участках ВИРа и его сети Н. И. Вавилов в своей работе «Ботанико-географические основы селекции» значительно расширил прежнее понятие о центрах происхождения культурных растений.
В этой работе изложено оригинальное учение о географическом распределении сортовых растительных богатств земного шара как основы, на которой должна базироваться практическая селекция. Н. И. Вавилов впервые попытался установить области происхождения и географическое нахождение основных потенциалов (возможностей) важнейших сельскохозяйственных культур: хлебных злаков, технических, овощных, плодовых и субтропических растений.
Очаги формообразования, или географические центры происхождения, культурных растений были установлены при помощи дифференциального ботанико-географического метода, заключающегося в следующем:
«В строгой дифференциации изучаемого растения на линнеевские виды и генетические группы при помощи морфолого-систематического, гибридологического, цитологического и иммунологического анализов.
В установлении ареала этих видов, по возможности, в прежнее отдаленное время, когда сообщения были более затруднительными, чем в настоящее, время.
В детальном определении состава ботанических разновидностей и рас каждого вида или общей системы наследственной изменчивости в пределах отдельных видов.
В выяснении распределения наследственного разнообразия форм данного вида по областям и странам; в установлении географических центров скопления основного разнообразия».
Дифференциация - расчленение. Генетические группы - родственные по происхождению. Морфолого-систематический анализ-- изучение растения с учетом форм и строения растений и распределение их на группы по сходству и различию. Гибридология - учение о помесях-гибридах. Цитология - наука о строении и жизненных проявлениях клеток растений. Иммунологический анализ - отношение растений к заразным болезням. Ареал - область распространения.
От первичных основных очагов формообразования Н. И. Вавилов отличал вторичные очаги. Так, иногда современное скопление сортового разнообразия является результатом схождения видов или их скрещивания между собой. Например, в Испании найдено исключительно большое число видов пшениц. Однако число разновидностей и рас в пределах отдельных видов очень невелико по сравнению с разнообразием их в действительных центрах формообразования этих видов. Разнообразие же видов пшениц в Испании объясняется привлечением их из других очагов.
Планомерное изучение мировых растительных ресурсов важнейших культурных растений коренным образом изменило представления о сортовом и видовом составе даже таких, казалось бы хорошо изученных культур, как пшеница, картофель, кукуруза, зерновые бобовые, лен и рожь. В общем вскрыта почти половина новых видов и множество разновидностей этих культурных растений. Открытие новых видов и разновидностей картофеля буквально революционизировало прежние представления об его исходном селекционном материале.
Три четверти новых ботанических разновидностей и половина новых видов найдены у пшеницы. Исключительное разнообразие сортовых богатств пшеницы и ячменя было обнаружено в Эфиопии. Очень большое число новых разновидностей и культур найдено в Афганистане, Турции, Северо-Западной Индии. Значительное число видов культурных растений не вышло за пределы их основных первичных древних очагов. Десятки и сотни видов культурных растений тысячелетиями возделываются там, где они были введены в культуру.
В Центральной и Южной Америке первичные области видообразования оказались «чрезвычайно узко локализованы» (ограничены определённым местом). Интереснейшие районы первичного формообразования и видообразования пшениц, ржи и особенно плодовых растений - Советское Закавказье и примыкающие к нему районы Северо-Западного Ирана и Северо-Восточной Турции. Здесь все еще можно было проследить процесс видообразования разных растений.
Даже для таких древних растений, как пшеница, ячмень, кукуруза, хлопчатник, давно расселившихся по всем континентам, удалось с большой точностью установить основные области первичного видового потенциала.
Установлено совпадение ареалов первичного формообразования для многих видов и даже родов. В ряде случаев можно говорить об одних и тех же ареалах для десятков видов. Географическое изучение привело к установлению целых культурных самостоятельных флор, специфических для отдельных областей.
Подводя итоги исследования растительного материала, собранного экспедициями, охватившими до 60 стран, а также весь Советский Союз, Н. И. Вавилов в 1935 году уже наметил восемь основных древних очагов мирового земледелия, точнее, восемь самостоятельных областей введения в культуру различных растений. Эти очаги следующие.
I. Китайский очаг происхождения культурных растений - горный Центральный и Западный Китай с прилегающими к нему низменными районами. Этот очаг характеризуется исключительно большим числом культурных растений (умеренной, субтропической и отчасти тропической зоны) - 136 разнообразных культур являются представителями этого очага.
Важнейшие эндемы умеренной его зоны: просо (три вида), гречиха, соя, зернобобовые (несколько видов), из масличных - судза, тунговое дерево, редька. Исключительно большое число видов водяных растений, специфичных для Китая. Из Китая ведут начало и многие цитрусовые.
Вообще культурная флора Китая чрезвычайно оригинальна и резко отличается от других первичных очагов земледелия. По богатству эндемичных видов, по величине видового и родового потенциала культурных растений Китай особо выделяется среди других очагов.
Потенция - возможность; то, что существует в скрытом виде и может проявиться при известных условиях.
Виды культурной флоры Китая представлены огромным числом ботанических разновидностей: разнообразие сои, хурмы, фасоли-адзуки, цитрусовых определяется тысячами легкоразличимых форм.
II. Индийский очаг происхождения культурных растений (включает штат Ассам и Бирму) - родина риса, сахарного тростника, большого числа зернобобовых, многих тропических плодовых растений (манго) и многих цитрусовых - лимонов, апельсинов, некоторых видов мандарина. По богатству цитрусовых выделяется штат Ассам.
Здесь имеются дикие виды риса; обыкновенный рис в диком состоянии и в виде сорняка, а также промежуточные формы между диким и культурным рисом. Разновидностный состав культурного риса Индии - самый богатый в мире и характеризуется преимущественно наличием у него доминирующих признаков. Всего в этом очаге найдено 117 различных культур.
IIа. Индо-Малайский очаг происхождения культурных растений - Малайский архипелаг (Ява, Суматра, Борнео), Филиппины и Индокитай. Этот очаг почти полностью расположен в тропической зоне, мало исследованной, исключительно богат дикой флорой, почти неизученной.
Здесь сосредоточено богатство форм плодовых культур - бананы, некоторые цитрусовые; пальмы арека и салак, кокосовая пальма (как масличное растение); сахароносы - сахарный тростник (один из очагов), сахарная пальма. Из пряных - кардамон, гвоздичное дерево, мускатный орех. Всего 55 растений.
III. Среднеазиатский очаг происхождения культурных растений - Северо-Западная Индия (ныне Пакистан), весь Афганистан, Таджикская и Узбекская ССР и Западный Тянь-Шань, Этот очаг по числу видов значительно уступает первым двум, но для советской селекции он имеет очень большое значение. Здесь родина главного хлеба земли - мягкой пшеницы, колоссальный потенциал сортового разнообразия ее, родина карликовой и круглозерной пшеницы, важнейших зернобобовых культур - гороха, чечевицы, чины, нута, конских бобов.
Здесь же введен в культуру хлопчатник - гуза, отсюда ведут свое начало многие масличные растения. Это один из очагов льна, кунжута, кориандра, сафлора, основной очаг моркови азиатских форм, вторичный очаг для дыни, один из очагов фисташки, абрикоса и миндаля с большим разнообразием его форм.
Здесь всего 42 вида растений, но они отличаются исключительным внутривидовым разнообразием, особенно у важнейшей культуры - мягкой и карликовой пшеницы.
IV. Переднеазиатский очаг происхождения культурных растений - внутренняя Малая Азия, все Закавказье, Персия (ныне Иран) и Горный Туркменистан (советский). Этот очаг замечателен исключительным богатством видов культурных пшениц: девять ботанических видов пшеницы эндемичны для районов Передней Азии. В пределах Советского Союза в Армении насчитывается более 200 разновидностей пшеницы из общего мирового число их 650. В Армении же обнаружено большое разнообразие форм пшеницы - однозернянок и двузернянок.
Закавказье и Малая Азия -основная родина ржи, которая здесь представлена большим разнообразием форм в отличие от исключительно однообразной ржи Европы. Здесь же были найдены новые виды дикой ржи.
Передняя Азия - родина винограда, груши, алычи, черешни, граната, грецкого ореха, айвы, миндаля и инжира. Первые сады созданы именно здесь. В Грузии и Армении и теперь можно наблюдать все эволюционные фазы плодоводства: от лесов, состоящих из диких плодовых деревьев, до современного садоводства.
Весь основной ассортимент сортов винограда заимствован европейцами из Передней Азии, где был найден виноград в диком состоянии, вполне пригодный для культуры.
Из Турции, Персии (Иран) и нашей Средней Азии происходит все мировое богатство сортов дынь. Многие кормовые травы: люцерна, персидский клевер (шабдар), некоторые виды эспарцета, пажитник, вика посевная и другие ведут свое начало из Передней Азии.
V. Средиземноморский очаг происхождения культурных растений включает все страны побережья и островов Средиземного моря. В этом очаге прежде всего можно проследить большую роль человека в отборе различных форм растений для культуры. Растения, возделываемые в этих странах, постепенно приобрели наиболее культурные хозяйственные признаки.
Большая часть культурных растений этого очага - лен, ячмень, бобы, нут - отличаются крупнозерностью, крупноплодностью, в то время как на настоящей их родине (Средняя Азия) они представлены мелкозерными формами.
Интересно, что здесь каждая великая цивилизация ввела в культуру свое кормовое растение: Египет (ныне Объединенная Арабская Республика) и Сирия - александрийский клевер, на Аппенинском полуострове ввели суллу и ползучий гигантский клевер, на Пиренейском полуострове - одноцветковую чечевицу. Из Сирии произошла чина, из Португалии - улекс.
Многие из важных культурных растений (пшеница, зерновые бобовые) по сортовому и видовому составу здесь очень разнообразны, что говорит о вторичном очаге их происхождения.
Здесь родина маслины, рожкового дерева, большого числа овощных культур, включая свеклу, песчаного овса и других растений. В общем в этом очаге насчитывается 83 вида растений.
VI. Абиссинский очаг происхождения культурных растений - Эфиопия, Эритрея и Сомали.
Число растений, свойственных Эфиопии, невелико. Как уже говорилось, во время посещения ее Н. И. Вавиловым в 1927 году она практически не знала ни овощных, ни плодовых растений. Там в основном было царство полевых культур с их исключительным сортовым разнообразием.
Несмотря на ограниченный размер возделываемой площади и на сравнительно однообразные экологические условия Эфиопии, там были обнаружены исключительные сортовые богатства.
Основные площади посева культурных растений в Эфиопии сосредоточены в горных районах от 1500 до 2500 метров над уровнем моря.
По числу ботанических разновидностей пшеницы Эфиопия стоит на первом месте, при этом генетические и физиологические исследования этих пшениц показали, что их следует выделять в особые ботанические виды.
В Эфиопии центр формообразования культурного ячменя, ни в каком другом месте нигде нет такого разнообразия его форм. Здесь и родина хлебного злака - теффа, своеобразных форм льна, возделываемого на семена, из которых получают муку.
VII. Южномексиканский и Центрально-американский центр происхождения культурных растений (включает и Антильские острова). Главной особенностью этого центра формообразования является резкая локализация очагов земледелия. Этот центр ограничивается южными районами Мексики и небольшими территориями (горными) Гватемалы и Гондураса, где сосредоточены основные богатства культурных растений Нового Света.
Здесь родина кукурузы, которая имеет такое же значение в Новом Свете, как пшеница в Старом Свете; без нее не могла зародиться цивилизация майя; родина; ближайшего родственника кукурузы - дикого вида теосинте, основных американских видов фасоли, тыквы, перца, тропических плодовых растений. Отсюда пошла культура какао, батата, мексиканского томата.
Из Южной Мексики берут свое начало лучшие сорта американского хлопчатника - упланды, на котором основано мировое хлопководство.
На ограниченных территориях Южной Мексики и Центральной Америки сосредоточены культуры-эндемы, в то время как на огромных пространствах Северной Америки как в прошлом, так и теперь земледелие основано на заимствованных культурах.
VIII. Южноамериканский (Перувиано-Эквадоро-Боливийский) центр происхождения культурных растений. Здесь советскими экспедициями открыты огромные и совершенно нетронутые скопления культурных растений.
Обнаружены десятки новых культурных и близких к ним диких видов картофеля, которые издревле использовались индейскими племенами.
Высокогорные районы Перу, Боливии и Эквадора хранят оригинальные эндемы, начиная от картофеля и конная клубнеплодными растениями - ока, анью, ульюко, свойственными только этой части земного шара. Из зерновых здесь найдены боливийский люпин и два вида лебеды (киноа и каньяуа).
На этих ограниченных территориях собрано 45 видов различных растений, причем культура земледелия здесь неполивная и сосредоточена в горных равнинах, в так называемой пуне.
VIIIa. Чилоанский очаг - маленький район острова Чилоэ, расположенный у берегов Южного Чили, несколько отличается от VIII очага. Отсюда впервые европейцы заимствовали обыкновенный картофель (Solanum tuberosum L.), характеризующийся 48 хромосомами. Он оказался пригодным к условиям Европы, хорошо приспосабливается к длинному дню. Большая же часть интереснейших для селекции форм картофеля из Перу, Боливии и Эквадора требуют для нормального развития короткого дня и в обычных условиях Европы, где длинный световой день, клубней не образует.
VIIIб. Бразильско-Парагвайский очаг . Огромная Бразилия заполнена богатейшей дикой флорой - до 40 000 видов, но пока дала миру очень малое число культурных растений. Из них важнейшие - ананас, земляной орех и маниок. Эти растения произрастают в полупустынных сухих районах. Каучуковое дерево, родина которого - долина реки Амазонки, пребывает там в диком состоянии; его ввели в культуру голландцы и англичане в Южной Азии.
В доколумбовый период индейскими племенами Северной Америки на территории США были окультурены подсолнечник и земляная груша (топинамбур), где в диком виде они встречаются и теперь.
Все восемь основных очагов видового и сортового потенциала важнейших растений на земле строго локализованы, обособлены разделяющими их пустынями или горными хребтами.
Китайский очаг отделяется от Среднеазиатского огромной пустыней и горными полупустынями Центральной Азии. Переднеазиатский очаг отделен от Среднеазиатского Баквийской (Афганистан) и Сеистанской (Иран) пустынями. Среднеазиатский очаг от собственно Индии отделен пустыней Тар. К Средиземноморскому очагу примыкают пустыни с юга и востока. Эфиопия окружена «берой». К горным районам Перу и Боливии с запада примыкает пустыня Атакама. К северу от Мексиканского очага расположено пустынное нагорье.
В самой географии этих очагов имеются свои особенности - «наличие изоляторов, способствовавших автономному развитию флор, людских поселений, а в их взаимодействии возникали самостоятельные земледельческие культуры. Для первобытных народов эти пустыни были огромным препятствием, надолго разобщающим их друг от друга».
На основе результатов подробного и длительного изучения сортовых богатств, собранных (около 250 000 образцов семян и посадочного материала было собрано при жизни Н. И. Вавилова) экспедициями Н. И. Вавилова и его сотрудников, а также добытых другими путями, были составлены дифференциальные карты географической локализации разновидностей пшеницы, овса, ячменя, ржи, кукурузы, проса, льна, гороха, чечевицы, бобов, фасоли, нута, чины, картофеля, моркови и других корнеплодов, томатов. На этих картах можно видеть, где концентрируется основное сортовое разнообразие названных растений.
В главе «Мировые очаги (центры происхождения) важнейших культурных растений» Н. И. Вавилов приводит 640 важнейших культурных растений земли, из которых на долю стран Старого Света приходится пять шестых от всего количества, известного в мире. Новый Свет дал человечеству около 100 видов растений.
В пределах Старого Света основная масса культурных растений возникла в горной и тропической Азии - более 400 растений.
Все сказанное показывает сложную картину распределения сортового потенциала на земном шаре, отличную от той, которую представляли, например, знаменитые ботаники Альфонс де Кандолль или Лаубах о родине пшеницы.
Изучение мировых растительных ресурсов позволило полностью овладеть исходным материалом для селекционной работы в Советском Союзе и совершенно заново поставить проблему исходного материала для селекции.
В поисках новых форм культурных растений Николай Иванович обращался и к сорнякам, которые, вытесняя основные первичные культуры, постепенно перешли в культурные растения, например рожь, овес, рыжик, сурепка, несколько видов южноамериканского картофеля.
Таким образом, для поисков новых полезных признаков овса селекционер может обращаться, например, к очагам древней полбяной культуры, так как эта культура засоряется овсом и хранит большое и оригинальное разнообразие признаков культурного овса.
При изучении географического распределения видового и сортового состава в первичных очагах и расселения растений из этих очагов найдены определенные закономерности, которые облегчают поиски необходимого растительного материала.
Открытые Н. И. Вавиловым закономерности говорят о том, что первичные очаги формообразования культурных растений отличаются не только большим числом форм и рас, но и наличием преимущественно доминантных признаков у растений. По мере же расселения культурных видов от центров формообразования к периферии у них начинают преобладать рецессивные признаки. В горных изоляторах обнаружены интереснейшие с практической точки зрения рецессивные признаки.
В Китае сосредоточено мировое разнообразие голозерных ячменей, голозерного проса, крупнозерного голого овса. Здесь же обособились рецессивные формы восковой кукурузы, спаржевой фасоли, спаржевой лобии. Своеобразные безлигульные формы ржи, мягкой и карликовой пшеницы найдены на Памире, в горных изоляторах Бадахшана в Афганистане и в районе Шугнана нашего горного Таджикистана; твердые безлигульные пшеницы - на острове Кипр; крупноплодностью и крупнозерностью отличаются растения стран Средиземного моря. Растения с признаками скороспелости, засухоустойчивости и многими другими расположены в определенной географической правильности.
Итак, в каждой области земного шара имеется определенный набор культурных растений и их форм с определенными морфологическими, экологическими и другими признаками.
В результате планомерного сбора мировых коллекций культурных растений и дифференцированного ботанико-географического их изучения Н. И. Вавилов открыл новый мир культурных растений со всем его разнообразием, создал новое направление в науке о культурных растениях; разработал учение об исходном материале для советской селекции и основы интродукции растений для нашей страны.
Интродукция - в буквальном переводе означает введение (в сельском хозяйстве - новых растений, сортов из других стран), но Н. И. Вавилов придает «введению новых культур» более сложное понятие.
При изучении этого же материала возникла и дифференциальная внутривидовая систематика культурных растений, в результате чего появилось учение Н. И. Вавилова «Линнеевский вид как система». Все это дало возможность предпринять издание большого коллективного труда «Культурная флора СССР». При жизни Николая Ивановича вышло семь томов этих трудов.
«Культурная флора» охватила видовое и сортовое разнообразие всех растений на всем земном шаре, имеющих практическое значение в растениеводстве нашей страны. Уже сама возможность составить и опубликовать такой труд на основе огромного, впервые вскрытого и изученного по определенному плану мирового сортового разнообразия показывает, на какую небывалую высоту поднял Н. И. Вавилов в нашей стране науку о культурных растениях.
О практическом значении для нашей страны сбора и изучения «мировых растительных ресурсов» говорит большое число фактов. Например, в двадцатых годах текущего столетия мировое картофелеводство сильно страдало от грибных и вирусных заболеваний растений единственного и малоизученного культурного вида картофеля. Однако из собранного советскими ботаниками в Южной Америке сортового богатства культурного и дикого картофеля отобраны формы и расы, отличающиеся исключительной холодостойкостью, устойчивостью к фитофторе и другим болезням. Уже при жизни Н. И. Вавилова советскими ботаниками было установлено 18 видов культурного и дикого картофеля.
Неоценимая заслуга Н. И. Вавилова заключается именно в том, что, придавая значение изучению картофеля на его родине - в Южной Америке, он организовал (в 1926-1932 годах) ряд экспедиций (С. М. Букасов, С. В. Юзепчук и сам Н. И. Вавилов), которые собрали и открыли много новых видов культурного и дикого картофеля. Это позволяло мобилизовать исключительный исходный материал для его селекции. Задача, о решении которой не мог мечтать ни один селекционер ни в Европе, ни в Америке, - выведение холодостойких, фитофтороустойчивых и крахмалистых сортов картофеля - стала разрешима не только в СССР, но и во всех странах мира.
Кроме того, открытие новых видов опровергло традиционное представление о видовом единстве культурного картофеля.
Не меньшее значение для отечественной селекции имеет мировая коллекция пшеницы ВИРа, большая часть которой собрана самим Н. И. Вавиловым. Большинство районированных за последнее время новых сортов озимой твердой пшеницы получено гибридизацией или индивидуальным отбором из образцов коллекции ВИРа абиссинской группы, отличающейся скороспелостью, или сирийско-палестинской группы (horanicum Vav.), характеризующейся скороспелостью, требовательностью к теплу, низкой прочной соломиной и формой зерна, близкой к округлой (идеальной).
С привлечением образцов этих групп пшеницы в Таджикском институте земледелия выведен сорт Хоранка 46, в Азербайджанском институте земледелия - три сорта: Хоранка, Аг-Бугда 13 и Шарк. Твердая пшеница группы villosum Jakub., привезенная Н. И. Вавиловым из Палестины, послужила основой для нового украинского сорта озимой пшеницы - Киевская.
Большой интерес также представляет группа пшениц (ewropaea Vav.), собранных в Северной Африке и Южной Европе и отличающихся продуктивностью колоса, крупностью зерна и прочностью соломины. Образцы алжирской, тунисской пшениц и другие из этой группы послужили хорошим исходным материалом для селекционеров Краснодарского края, Поволжья, среднечерноземных областей.
Не менее интересна подробно исследованная Н. И. Вавиловым своеобразная группа пшениц (caspicum Vav.), зимующих в Дагестане и Закавказье. Из них выведены Дербентская черноколосая и Таджикская черноколоска.
Собранные ученым в Аргентине очень ценные группы мягких пшениц представлены преимущественно гибридными формами (полученными главным образом путем
оодалейнои гибридизации). Растения пшеницы этйх групп слабо поражаются бурой ржавчиной, не полегают и не осыпаются. Они также послужили исходным материалом для создания многих новых сортов мягких пшениц для разных зон СССР (Азербайджанская 1, Азербайджанская 2, Осетинская 3, Юбилейная Осетии, Скороспелая 3, Безостая 4 - сильная).
Сильные пшеницы содержат повышенный процент белка и обладают хорошими хлебопекарными качествами.
Пшеницы Афганистана, Швеции, Германии, Англии, Польши, Канады, США также послужили исходным материалом для создания новых селекционных сортов в СССР.
На материалах, собранных экспедициями Н. И. Вавилова в советское время, основывалась вся селекция хлопчатника. Культура влажных субтропиков была построена на ассортименте, привезенном или экспедициями Н. И. Вавилова, или специалистами, посланными соответствующими советскими организациями по его плану.
ВИР в течение последних десяти лет жизни Н. И. Вавилова ежегодно направлял на селекционные и растениеводческие станции сотни тысяч образцов семян и посадочного материала разных культур. Этот материал послужил для выведения многих ценных сортов культурных растений, ныне введенных в производство.
Еще при жизни Николая Ивановича на базе мировой коллекции ВИРа выведено около 350 сортов зерновых, технических, кормовых, овощных, бобовых и плодовых культур, помимо того, что дали селекционеры самого ВИРа.
Три четверти разновидностей культурных растений, ставших к концу жизни Н. И. Вавилова известными всему миру, открыты советскими ботаниками.
Итак, задача мобилизации растительного капитала земного шара, возникшая перед Н. И. Вавиловым еще на заре Советской власти, в основном была разрешена за десять-двенадцать лет. Еще в 1923 году в Петрограде, по возвращении из первой поездки в США, где ученый изучал опыт вашингтонского Бюро растительной индустрии, он сказал, что путь для обновления полей Советской России тот же, что и у американцев, но пройти его надо иначе.
И этот путь был пройден. «Экспедиции Института растениеводства руководились определенным планом и строго проработанной теорией. Они доказали, что теория, если она верна, действительно дает поразительные результаты. Дорогостоящие экспедиции, посланные Вашингтоном, прошли мимо того, что нашли советские экспедиции, вооруженные сильной теорией», - писал Н. И. Вавилов уже в конце 1933 года, когда основные, намеченные им по плану экспедиции были завершены.
Эффект от находок советских экспедиций в Центральную и Южную Америку был настолько велик, что по следам их посылались специальные экспедиции из Вашингтона, Швеции и Германии. О масштабе работы в этом направлении, проводимой в то время в Германии, можно судить хотя бы по тому, что профессор Баур осенью 1932 года показывал Н. И. Вавилову 100 000 сеянцев различных форм картофеля.
Ботаники из вашингтонского Бюро растительной индустрии тогда поняли, что перед ними серьезный соперник, что в спешке овладения ресурсами земного шара они прежде всего устремились в известнейшие ботанические сады и прошли мимо «вавиловских горных очагов Азии и Африки» и даже не посетили Афганистана, а Эфиопия осталась почти не тронутой исследованиями доктора Харлана, который после экспедиции Н. И. Вавилова был послан туда вторично.
Они поняли и то, что практическое значение теорий советского ученого огромно. Дело даже не в том, чтобы «догадаться определить» очаги (центры) сосредоточения сортовых богатств культурных растений, но и в том, чтобы изучить сами культурные растения. Н. И. Вавилову потребовалось десять лет на изучение расового состава мягких пшениц, чтобы расчленить этот вид по 66 признакам. И только после этого он смог наметить на карте мира предполагаемый центр формообразования мягкой пшеницы.
Какой же должна быть работа систематика, анатома, географа, генетика, физиолога, чтобы определить центры формообразования хотя бы главнейших культур? Вашингтонским ботаникам казалось, что это просто фантазия. И они задавали себе вопрос, не слишком ли суетливо они проработали тридцать лет.
Больше всего ботаников из вашингтонского Бюро поражало то, что некоторые вавиловские центры происхождения культурных растений находятся у них в Новом Свете и расположены там, где процветали культуры майя, ацтеков, инков и чибчей, куда вашингтонские ботаники даже не заглядывали.
Когда Н. И. Вавилов приступал к работе по сбору и изучению мировых коллекций культурных растений, он говорил, что советским ботаникам не по пути с вашингтонскими.
Это он связывал с тем, что молодое Советское государство строит свою жизнь на социалистических началах. И быстро наступит время, когда наше сельскохозяйственное производство, основанное тогда на миллионах мельчайших крестьянских хозяйств, будет реорганизовано на новых социалистических началах. И от науки потребуются гигантские усилия для быстрого решения этой задачи. В частности, возглавляемые Н. И. Вавиловым институты должны будут снабдить страну новыми культурами, новыми сортами, ответить на вопросы, касающиеся специализации сельского хозяйства.
И надо отметить, что Н. И. Вавилов вместе с коллективом сотрудников были достаточно подготовлены к этому. Огромные сортовые богатства важнейших культур еще заранее были предоставлены советским селекционным станциям как исходный материал для селекции.
Н. И. Вавилов поставил многие новые проблемы: осеверение земледелия, освоение пустынь, горных и засушливых районов; проблему новых культур и многое другое. Для решения этих проблем требовались знания культурных растений, требовался интродукционный материал.
Благодаря овладению мировыми растительными капиталами и детальному изучению растениеводства нашей страны (сортоиспытание и географические посевы), коллектив Института растениеводства под руководством Н. И Вавилова смог справиться с заданием Народного комиссариата земледелия СССР по составлению труда «Растениеводство СССР» согласно решению XVI съезда ВКП(б).
Этот труд в шестьдесят печатных листов с многочисленными картами был выпущен в исключительно короткий срок (15 декабря 1932 года). В составлении его участвовало около 100 ученых-специалистов: растениеводов, селекционеров, ботаников, климатологов и почвоведов. В книге подведены итоги наших познаний того времени о культурной флоре советских полей и дан первый проект рационального размещения культур и сортов на огромной территории Советской страны, в соответствии с социалистической реконструкцией и специализацией сельского хозяйства.
Только наше Социалистическое государство впервые в мире в плановом порядке, на научных основах, составило проект рационального размещения культур и сортов и практически осуществило его. Научная основа этого проекта и содержалась в «Растениеводстве СССР».
В заключение необходимо ответить, что созданный при жизни Н. И. Вавилова фонд сортового разнообразия культурных растений в ВИРе сохраняется и поныне. Его продолжают изучать, пополнять. Ботаники нашей страны и многих зарубежных, особенно социалистических, стран, используя теорию Н. И. Вавилова, продолжают развивать начатое им дело изучения культурной и дикой полезной флоры земного шара.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .