|
 Îmbunătățirea calității acelor plante crescute pentru nevoile noastre este de o mare importanță. După ce a început, probabil, cu semănatul semi-aleatoriu, în apropierea cabanei sale de vânătoare, a primelor semințe care au venit la îndemână, o persoană aflată deja în zorii istoriei sale culturale caută noi plante; Treptat, apar plante cultivate, care diferă în nimic sau aproape nimic de strămoșii lor sălbatici, iar apoi dobândesc din ce în ce mai multe trăsături.
De-a lungul timpului, omul a creat în jurul său o „vegetație” foarte specială - o întreagă lume artificială a unor astfel de plante, care nu sunt în sălbăticie și nu au existat niciodată.
Una dintre cele mai importante caracteristici ale plantelor cultivate este că, în cea mai mare parte, ele nu pot exista fără îngrijirea umană pentru semințele lor. Pe de altă parte, o persoană poate folosi pentru nevoile sale doar acele plante, ale căror semințe pot supraviețui cel puțin câteva luni, înainte de apariția unui moment favorabil pentru însămânțare.
Omul a creat și continuă să creeze astfel de plante care sunt deosebit de convenabile pentru scopurile sale economice. El caută soiuri care să nu-și dușă semințele când sunt coapte, pentru a evita pierderile mari de recoltă. De exemplu, în porumb boabele stau atât de ferm pe știul, încât nu pot fi eliberate de acolo decât cu forța. Pentru o plantă sălbatică, în mare parte, este benefic opusul - însămânțarea semințelor cât mai ușor posibil. Este ușor de înțeles că porumbul nu ar putea exista deloc în sălbăticie: boabele care rămâneau strânse cocoțate pe știuleț ar încolți toate împreună atunci când știuletul cădea pe pământ umed, iar mugurii se blocau reciproc. Dar acest lucru nu este suficient, în majoritatea covârșitoare a cazurilor semințele plantelor cultivate sunt capabile să germineze la sfârșitul verii, la scurt timp după coacere. Și aceasta înseamnă pentru ei moarte totală în condițiile climatului nostru: mugurii delicati ai majorității speciilor de plante, desigur, nu ar putea suporta frigul de iarnă. Sub protecția omului, semințele iernează în hambare și sunt semănate doar pentru primăvara următoare. Există, este adevărat, plante de iarnă, dar sunt o minoritate și nu supraviețuiesc iernii în orice climă; în nordul îndepărtat, pot supraviețui doar plantele de primăvară cu maturare timpurie. De aceea, cultura orzului, o plantă de primăvară cu maturare timpurie, merge cel mai departe spre nord.
Dar pentru ca o plantă să fie potrivită pentru cultură, trebuie să aibă semințe care să poată fi depozitate mult timp fără a-și pierde germinația. Prin urmare, indiferent cât de valoroasă este o plantă în calitățile sale, este complet nepotrivită pentru cultură în condițiile noastre, dacă semințele sale nu pot fi menținute viabile de la recoltare până la însămânțare. În cele din urmă, există cazuri în care semințele rămân viabile, numai în condiții care sunt dificil de creat artificial, de exemplu, stocarea unor mase mari de cereale în apă (orez cu apă sălbatică).
 Care este importanța duratei și metodei de depozitare a semințelor plantelor obținute din acestea?
Să ne amintim mai întâi ce este o sămânță. Sămânța fiecărei plante conține un embrion, care are o rădăcină și o tulpină minusculă; frunzele încep să se dezvolte din vârful acestuia din urmă după germinare. Germinarea unei sămânțe constă în faptul că această mică plantă embrionară începe să crească, devenind treptat o plantă adultă mare. Dezvoltarea embrionului, ca și a oricărui alt organism, se bazează pe faptul că celulele sale constitutive se înmulțesc. Aceste celule care se împart formează vârful rădăcinii și vârful tulpinii din embrion; toate rădăcinile viitoarei plante provin din mai multe celule ale vârfului rădăcinii embrionului, toate părțile supraterane ale plantei (chiar și în copaci gigantici) provin din mai multe celule primare ale vârfului tulpinii embrionare.
Calitatea plantelor care cresc din ele depinde de calitatea semințelor - nu numai că secara va crește cu siguranță din semințe de secară, și nu din grâu, dar secara bună va crește din semințele unei varietăți bune de secară, iar secara rea va crește din semințele unuia rău.
După cum tocmai am văzut, o plantă care se dezvoltă din semințe provine din câteva celule ale embrionului. Prin urmare, evident, formele calităților sale trebuie conținute în aceste celule. Aceste înclinații - gene - sunt conținute în nucleul celulei, mai exact în cromozomi - mici, cu câteva miimi de milimetru ca dimensiune, corpuri care apar în nucleu de fiecare dată când există o diviziune, adică multiplicarea celulelor. Un set de cromozomi constituie un aparat prin care proprietățile sunt transmise în timpul dezvoltării unui organism de la o generație de celule la alta. Acesta este aparatul eredității. Orice diferență între plantele transmise prin semințe, fie că este culoarea florilor, gustul fructului sau mărimea randamentului, depinde de înclinațiile conținute în cromozomi - gene care sunt transmise cu o corectitudine invariabilă în timpul fiecărei diviziuni celulare în rezultatul celule. Prin urmare, toate celulele care alcătuiesc un organism conțin aceleași gene. Părțile individuale ale organismului, de exemplu, o frunză, o tulpină, o rădăcină, o floare, diferă între ele într-o plantă, deoarece dezvoltarea lor are loc în condiții diferite. Fiecare celulă care se poate reproduce - vârful tulpinii sau vârful rădăcinii embrionului - conține în nucleul său același set de gene, ale căror proprietăți afectează caracterul și calitatea plantei în curs de dezvoltare.
Constanța acestor proprietăți - „ereditate” - depinde de faptul că, în timpul fiecărei diviziuni celulare, nu numai celula se împarte în jumătate, ci fiecare particulă minusculă a cromozomului, fiecare genă se împarte și în două, formând doi cromozomi complet identici, doi gene complet identice. Proprietățile genelor rămân neschimbate timp de mii și milioane de ani; cunoaștem multe plante care nu numai
nu s-au schimbat de-a lungul unei perioade istorice de câteva mii de ani, de exemplu, de pe vremea faraonilor egipteni, dar au rămas la fel ca strămoșii lor care au trăit cu milioane de ani în urmă și au găsit în depozitele antice ale scoarței terestre.
Un embrion de semințe este un mic depozit de gene moștenite de la planta pe care s-a maturizat sămânța. Viața cu toate particularitățile ei se ascunde în stratul de semințe și • așteaptă condițiile nefavorabile; imediat ce vine un moment favorabil, începe dezvoltarea, crește o plantă, ale cărei calități vor depinde de calitatea genelor conținute în celulele embrionului. Aceste calități sunt păstrate nu numai în timpul germinării semințelor, ci și în repaus, când semințele sunt uscate.
Dar ce se face cu înclinațiile ereditare ale embrionului conținute în sămânță pe măsură ce trece timpul? Durata acestei perioade de viață a plantei este de obicei strict definită: stejarul crește mii de ani, iar ghinda se află, fără a germina, doar o iarnă; Salcia crește, de asemenea, mulți ani, dar semințele sale germinează imediat după căderea pe sol umed. Foarte rar, semințele rămân în natură fără a germina mai mult de 6-7 luni. Ce se face cu ei dacă trebuie să mintă fără să germineze perioade mai lungi? Proprietățile ereditare ale embrionului rămân neschimbate sau, dimpotrivă, se schimbă odată cu trecerea timpului?
Desigur, toată lumea știe că nu există astfel de semințe care să păstreze pentru totdeauna capacitatea de a germina - mai devreme sau mai târziu își pierd germinarea. Perioada în care semințele rămân viabile este foarte diferită pentru diferite plante, la secară, de exemplu, este mult mai mică decât la grâu, la semințele de salcie pierde germinația după câteva zile după coacere, semințele de lotus indian rămân viabile timp de un secol sau chiar mai mult ... Astfel de perioade lungi ar trebui considerate, totuși, excepționale.
Germinarea semințelor se determină la stațiile speciale de control al semințelor și se calculează ca procent.Când evaluați calitatea semințelor, acordați în primul rând atenție procentului de germinare; cu cât este mai scăzută, cu atât mai multe semințe trebuie să fie semănate în aceeași zonă pentru a obține densitatea de plante necesară.
 Cauza pierderii germinării era încă necunoscută. Știm doar condițiile care afectează conservarea germinării semințelor. Astfel, s-a constatat că un conținut puternic de umiditate al semințelor duce la o pierdere rapidă a germinării, în timp ce în sec, dimpotrivă, germinarea durează mai mult. Semințele de secară din regiunea Moscovei, unde sunt destul de umede, își pierd adesea complet germinația până în al treilea an, iar în statul american Arizona, care are un climat uscat, aceeași secară prezintă o germinație bună pentru al zecelea an. În special, semințele își pierd germinația în Japonia datorită climatului foarte umed de acolo. Dar chiar și în climatul foarte uscat, semințele pot pierde rapid germinația din propria lor umezeală, de exemplu, dacă nu sunt suficient de uscate după recoltare, stivuite într-o cameră umedă etc.
Până de curând, se credea că nu au avut loc modificări ale semințelor, cu excepția pierderii treptate a germinării. Toate calitățile varietale - creșterea, rata de dezvoltare, randamentul, calitatea fructelor sau a cerealelor, cerințele pentru sol, climă etc. - au fost considerate stabile, indestructibile, mai durabile decât viața însăși; se părea că embrionul moare înainte ca calitățile sale ereditare să se schimbe.
Cu toate acestea, această stabilitate uimitoare a înclinațiilor ereditare nu este absolută. De mai bine de treizeci de ani se știe că calitățile plantelor se pot schimba: ele semănă, de exemplu, grâu fără copertine - și brusc una sau mai multe plante spinoase cresc pe câmp; sau răsadurile galbene, lipsite de clorofilă, apar brusc printre însămânțări, sau cele cu flori albe apar printre plantele cu flori roșii etc. Astfel de modificări sunt adesea ereditare, transmise prin semințe generațiilor ulterioare; astfel, din semințele unei plante spinoase care a apărut, numai plantele spinoase cresc mai departe. Astfel de schimbări rare - și chiar apar rar, o dată la sute de mii și milioane de plante - care sunt transmise descendenților sunt numite mutații. După cum s-a dovedit acum, ele sunt cauza tuturor diferențelor dintre speciile existente de ființe vii: dacă nu ar exista mutații, nu ar exista nici tu, nici eu. Viața pe pământ ar exista probabil într-o formă simplă.
Majoritatea mutațiilor sunt dăunătoare organismului: într-o plantă, o mutație duce foarte des la infertilitate, la diverse nereguli și deformări ale dezvoltării. Dar unele dintre mutații sunt benefice pentru plante sau benefice pentru oameni; culegând astfel de mutații, omul a creat multe varietăți de plante de care are nevoie. Este clar cât de important ar fi pentru noi să învățăm cum să gestionăm mutațiile. De asemenea, este necesar să le gestionăm pentru a proteja valorosele noastre "soiuri de apariția unor calități inutile și dăunătoare în ele.
Cu toate acestea, cauzele mutațiilor erau încă necunoscute; numai în ultimii 6-7 ani s-a dovedit că numărul lor poate fi mult crescut de influențele externe asupra corpului, asupra celulelor care dau naștere corpului. Cel mai puternic efect în acest sens îl exercită razele X, iradierea florilor sau a semințelor mature cu care poate crește numărul mutațiilor de sute de ori și, prin urmare, creează foarte repede multe noi calități ale plantelor.
Care este cauza mutațiilor? Scriitorul acestor rânduri îl caută de mult timp. Cu câțiva ani în urmă mi-a devenit clar că cauza mutațiilor ar trebui să fie strâns legată de procesele de viață care au loc în celulă și să nu provină din exterior, sub formă de raze X. Mutațiile sunt omniprezente ^ de aceea cauza lor trebuie să fie omniprezentă. Una peste alta, a fost mai ușor să presupunem că condițiile care provoacă mutații sunt create, așa cum am spus, în interiorul celulei datorită proceselor de viață care au loc acolo.
Ce procese au loc în sămânță atunci când se află, pierzându-și încet germinația? Există într-adevăr doar o pierdere a germinației sau există alte modificări ale proprietăților embrionului? Nu apar, în timp ce sămânța este întinsă, modificări ale proprietăților ereditare ale embrionului conținute în ea? Este adevărat că calitățile varietale rămân complet neschimbate în timp ce embrionul este viu?
Practicanții știu de mult că semințele vechi nu cresc din semințe proaspete. Observațiile pe termen lung ne-au arătat același lucru. Mai mult, după ce am lucrat câțiva ani la producția artificială de mutații prin iradierea semințelor cu raze X, am observat că răsadurile obținute din astfel de semințe sunt foarte asemănătoare în caracteristicile lor cu cele cultivate din semințe vechi.
 Studii detaliate efectuate în laboratorul de citogenetică al Institutului Biologic al CIK numit după V.I. K.A. Timiryazev din Moscova a descoperit un fenomen remarcabil: cu cât semințele sunt mai vechi, cu atât se obțin mai multe mutații printre plantele cultivate din ele. Multe plante urâte apar, multe dintre ele sunt aproape sau complet sterile, apar soiuri complet noi etc. Aceste date au fost deja testate pe multe tipuri de plante, inclusiv secară, porumb, orz, testate nu numai aici, ci și la graniță. O altă descoperire importantă, făcută aproape simultan în țara noastră și, pe baza primei noastre lucrări, în Canada, a fost descoperirea că numărul mutațiilor depinde de căldură și umiditate: cu atât este mai cald în camera în care sunt depozitate semințele, sau cu cât este mai umedă, cu atât apar mai multe mutații la plante.
Aceste mutații sunt exprimate în cele mai variate moduri; majoritatea dintre ei, ca întotdeauna, sunt dăunători. Dacă semințele sunt foarte vechi sau depun în condiții de umiditate și căldură prea mari, mutațiile perturbă complet cursul dezvoltării, iar semințele pierd germinația.
O caracteristică uimitoare, dar destul de ușor de înțeles a acestor plante mutante este că sunt aproape întotdeauna himere (acesta este numele pentru plantele formate din țesuturi de diferite calități ereditare; de fapt, orice copac altoit, de exemplu un pom fructifer, este o himeră, deoarece este alcătuit din părți ereditare - din specia sălbatică și scion cultural). De ce este așa este ușor de înțeles dacă ne amintim că o plantă se dezvoltă din mai multe celule ale embrionului: rădăcinile se formează din celulele apicale ale rădăcinii și toate părțile aeriene apar din mai multe celule din vârful tulpinii. Mutațiile apar întotdeauna independent în diferite celule; prin urmare, printre celulele inițiale ale embrionului, împreună cu celulele mutante, celulele normale rămân aproape întotdeauna, iar mai târziu o parte a plantei se dezvoltă din celule mutante, cealaltă din celule normale. În cazuri rare, planta se dovedește a fi compusă din părți din mai multe soiuri.
Acum putem trage mai multe concluzii de o importanță practică foarte importantă. În primul rând, depozitarea semințelor înseamnă schimbare. Semințele vechi sunt vechi doar în vârstă - în ceea ce privește calitățile lor, acestea sunt „noi”, deoarece este posibil să nu crească aceleași plante din care au fost colectate. Prin urmare, pentru a găsi cât mai repede calități noi ale plantelor, este necesar să se semene semințe vechi. Stocurile de semințe depozitate la stațiile experimentale de ani și zeci de ani pot servi drept sursă cea mai valoroasă pentru dezvoltarea de noi soiuri de plante. Pe de altă parte, înmulțind semințele vechi pentru culturile agricole, riscăm să stricăm soiul, deoarece majoritatea mutațiilor sunt dăunătoare. În al doilea rând, căldura și umiditatea, care accelerează apariția mutațiilor, pot fi utilizate pentru a produce în mod artificial mutații. Această metodă nu este doar ieftină, simplă și disponibilă pe scară largă, ci și mai bună decât altele, deoarece nu necesită condiții artificiale, cum ar fi razele X. În plus, vor exista mai puține efecte secundare adverse asupra plantei. Însă depozitarea semințelor într-o încăpere prea fierbinte sau prea multă umiditate le poate face improprii pentru culturile agricole, chiar dacă rata de germinare nu scade semnificativ.Este deosebit de necesar să vă fie frică de autoîncălzirea cerealelor, în care atât căldura, cât și umiditatea acționează simultan.
MS Navashin
Interesant: cea mai mică plantă
Cea mai mică dintre plantele cu flori - wolfia fără rădăcini - aparține familiei rațelor, trăiește la suprafața corpurilor de apă stagnante, acoperindu-le cu un film maro care seamănă cu zațul de cafea. Diametrul unei plante individuale este rareori mai mare de un milimetru. Spre deosebire de speciile mai mari de rață, wolfia nu are rădăcină, absoarbe substanțele necesare cu toată suprafața scufundată în apă. Planta nici măcar nu are frunze, totul constă dintr-o „frunză-tulpină” scurtă, într-o depresiune specială din care o nouă plantă înmugurește o dată pe zi. Numărul total de plante se dublează pe zi. Wolfia înflorită este extrem de rară. Floarea este situată în partea superioară care iese din apă și este o depresiune în care sunt așezate un pistil și un stamin.
Wolffia poate fi o buruiană periculoasă în câmpurile de orez, dar, datorită reproducerii sale rapide, este uneori special crescută pentru a obține o masă verde bogată în proteine și carbohidrați pentru hrana animalelor.
|
