|
 Det är av stor vikt att förbättra kvaliteten på de växter som uppföds för våra behov. Efter att ha börjat, kanske, med semi-slumpmässig sådd nära sin jaktstuga av de första frön som kom till hands, letar en person redan i början av sin kulturhistoria efter nya växter; Gradvis dyker upp odlade växter som skiljer sig åt ingenting eller nästan ingenting från deras vilda förfäder och sedan får fler och fler funktioner.
Med tiden har människan skapat omkring sig en mycket speciell "vegetation" - en hel konstgjord värld av sådana växter, som inte finns i naturen och aldrig existerade.
En av de viktigaste egenskaperna hos odlade växter är att de för det mesta inte kan existera utan mänsklig vård för sina frön. Å andra sidan kan en person endast använda dessa växter för sina behov, vars frön kan överleva i minst flera månader innan ett gynnsamt ögonblick för sådd.
Människan har skapat och fortsätter att skapa sådana växter som är särskilt lämpliga för hans ekonomiska syften. Han letar efter sorter som inte duschar frön när de är mogna, för att undvika stora skördeförluster. Till exempel i majs kornen sitter så fast på kolven att de bara kan frigöras därifrån med våld. För en vild växt, för det mesta, är det motsatta fördelaktigt - att så frön så enkelt som möjligt. Det är lätt att förstå att majs inte alls kunde existera i naturen: kornen som förblir tätt uppe på kolven skulle spira ihop när kolven föll på fuktig mark och groddarna fastnade i varandra. Men det räcker inte, i den överväldigande majoriteten av fallen kan frön från odlade växter gro i slutet av sommaren, strax efter mogningen. Och det betyder för dem total död under vårt klimat: de känsliga groddarna från de flesta växtarter kunde naturligtvis inte bära vinterkylan. Under människans skydd övervintrar frön i hans ladugårdar och sås endast nästa vår. Det finns, det är sant, vinterväxter, men de är en minoritet, och de överlever inte vintern i varje klimat; längst norrut kan bara tidiga mogna vårväxter överleva. Därför går kulturen av korn, en tidig mognande vårväxt, längst norrut.
Men för att en växt ska vara lämplig för kultur måste den ha frön som kan lagras tillräckligt länge utan att förlora sin grobarhet. Oavsett hur värdefull en växt är i sina egenskaper, är den därför helt olämplig för odling under våra förhållanden, om dess frön inte kan hållas livskraftiga från skörd till sådd. Slutligen finns det fall då frön förblir livskraftiga, bara under förhållanden som är artificiellt svåra att skapa, till exempel lagring av stora kornmassor i vatten (vildvattensris).
 Vilken är betydelsen av varaktigheten och lagringsmetoden för fröna från de resulterande växterna?
Låt oss först komma ihåg vad ett frö är. Fröet från varje växt innehåller ett embryo som har en liten rot och stjälk; från toppen av den senare, efter groning, börjar löv utvecklas. Spiring av ett frö består i det faktum att denna lilla embryonala växt börjar växa och gradvis utvecklas till en stor vuxen växt. Utvecklingen av embryot, som alla andra organismar, baseras på det faktum att dess beståndsdelar multipliceras. Dessa delande celler utgör spetsen på roten och spetsen på stjälken i embryot; alla framtida växters rötter kommer från flera celler i embryotets rotspets, alla ovanjordiska delar av växten (även i gigantiska träd) härrör från flera primära celler i toppen av den embryonala stammen.
Kvaliteten på de växter som växer från dem beror på kvaliteten på fröna - inte bara råg kommer säkert att växa från rågfrön och inte vete, men god råg kommer att växa från frön av en bra rågsort och dålig råg kommer att växa från fröna till en dålig.
Som vi just har sett kommer en växt som utvecklas från frön från några få celler i embryot. Därför måste uppenbarligen hans kvaliteter finnas i dessa celler. Dessa lutningar - gener - finns i cellens kärna, närmare bestämt i kromosomerna - små, flera tusendels millimeter i storlek, små kroppar som förekommer i kärnan varje gång det finns en uppdelning, det vill säga cellmultiplikation. Kromosomuppsättningen utgör apparaten med hjälp av vilken egenskaperna skapas överförs under utvecklingen av organismen från en cellgeneration till en annan. Detta är ärftlighetens apparat. Eventuella skillnader mellan växter som överförs genom frön, vare sig det är blommans färg, fruktens smak eller storleken på avkastningen, beror på lutningarna i kromosomerna - gener som överförs med oföränderlig korrekthet under varje celldelning i den resulterande celler. Därför innehåller alla celler som utgör en organism samma gener. Enskilda delar av organismen, till exempel ett blad, en stam, en rot, en blomma, skiljer sig från varandra i en växt eftersom deras utveckling sker under olika förhållanden. Varje cell som kan reproducera - toppen av stammen eller spetsen på embryotets rot - innehåller i sin kärna samma uppsättning gener vars egenskaper påverkar karaktären och kvaliteten hos den växande växten.
Konstansen av dessa egenskaper - "ärftlighet" - beror på det faktum att under varje celldelning delar sig inte bara cellen i hälften utan varje liten partikel i kromosomen, varje gen delar sig också i två och bildar två helt identiska kromosomer, två helt identiska gener. Genernas egenskaper förblir oförändrade i tusentals och miljoner år; vi känner till många växter som inte bara
har inte förändrats under en historisk period på flera tusen år, till exempel sedan de egyptiska faraonas tid, utan förblev desamma som deras förfäder som levde för miljontals år sedan och hittade i forntida fyndigheter av jordskorpan.
Ett utsädeembryo är ett litet lager av gener som ärvs från växten som fröet mognat på. Livet med alla dess egenskaper gömmer sig i fröskiktet och • väntar på ogynnsamma förhållanden; så snart en gynnsam tid kommer börjar utvecklingen, en växt växer, vars egenskaper kommer att bero på kvaliteten på generna i embryoncellerna. Dessa egenskaper kvarstår inte bara under fröspiring utan också i vila när fröet ligger torrt.
Men vad händer med de ärftliga lutningarna hos embryot som finns i fröet när tiden går? Varaktigheten av denna period av växtens liv definieras vanligtvis strikt: eken växer i tusentals år, och ekollonet ligger, utan att gro, bara en vinter; Pilen växer också i många år, men fröna groddar omedelbart efter att ha fallit på våt mark. Mycket sällan förblir frön i naturen utan att gro i mer än 6-7 månader. Vad görs med dem om de måste ligga ner utan att gro under längre perioder? Förblir embryonets ärftliga egenskaper oförändrade eller ändras de tvärtom med tiden?
Naturligtvis vet alla att det inte finns några sådana frön som för alltid skulle behålla förmågan att gro. Förr eller senare tappar de sin grobarhet. Perioden under vilken fröna förblir livskraftiga är väldigt annorlunda för olika växter, i råg, till exempel är det mycket kortare än i vete, i pilfrön förlorar grobarhet efter några dagar efter mogningen, indiska lotusfrön förblir livskraftiga i ett sekel eller ännu mer ... Sådana långa perioder bör dock betraktas som exceptionella.
Frögroning bestäms vid speciella frökontrollstationer och beräknas i procent.Vid bedömning av fröns kvalitet, först och främst, uppmärksammas procentandelen groning; ju lägre det är, desto fler frön måste sås i samma område för att uppnå den nödvändiga växtdensiteten.
 Orsaken till förlusten av grobarhet var fortfarande okänd. Vi känner bara till förhållandena som påverkar frögroning. Så det visade sig att ett starkt fuktinnehåll i frön leder till en snabb förlust av grobarhet, medan torrhet tvärtom varar grobarhet längre. Rågfrön i Moskva-regionen, där det är ganska fuktigt, förlorar ofta helt sin spiring under det tredje året, och i den amerikanska delstaten Arizona, som har ett torrt klimat, visar samma råg bra spiring under det tionde året. Frön tappar sin spiring särskilt snabbt i Japan på grund av det mycket fuktiga klimatet där. Men även i mycket torra klimat kan frön snabbt förlora sin groning på grund av sin egen fukt, till exempel om de inte torkas tillräckligt efter skörd, staplas i ett fuktigt rum etc.
Fram till mycket nyligen trodde man att inga förändringar i frön, förutom deras gradvisa förlust av grobarhet, inträffade. Alla sortkvaliteter - tillväxt, utvecklingshastighet, avkastning, kvalitet på frukt eller spannmål, krav på mark, klimat osv. - ansågs stabila, oförstörbara, mer hållbara än själva livet; det verkade som att embryot dör innan dess ärftliga egenskaper förändras.
Denna fantastiska stabilitet av ärftliga lutningar är dock inte absolut. I mer än trettio år har det varit känt att växternas egenskaper kan förändras: de sår till exempel oändligt vete - och plötsligt växer en eller flera snurrande växter i fältet; eller gula plantor, utan klorofyll, uppträder plötsligt bland grödorna, eller vitblommiga växter uppträder bland växter med röda blommor etc. Sådana förändringar är ofta ärftliga, överförs genom frön till ytterligare generationer; således växer uteslutande snurrväxter från frön från en framväxande spinnväxt. Sådana sällsynta förändringar - och de förekommer sällan, en gång i hundratusentals och miljoner växter - som överförs till avkomma kallas mutationer. Som nu har bevisats är de orsaken till alla skillnader mellan de nuvarande arterna av levande varelser: om det inte fanns några mutationer, skulle det inte finnas någon du och jag. Livet på jorden skulle förmodligen existera i någon enklaste form.
De flesta mutationer är skadliga för kroppen: i en växt leder en mutation ofta till infertilitet, till olika oregelbundenheter och utvecklingsdeformiteter. Men några av mutationerna är fördelaktiga för växten eller fördelaktiga för människor; när man plockar upp sådana mutationer har människan skapat många sorter av växter han behöver. Det är tydligt hur viktigt det skulle vara för oss att lära oss att hantera mutationer. Det är också nödvändigt att hantera dem för att skydda våra värdefulla sorter från uppkomsten av onödiga och skadliga egenskaper i dem.
Emellertid var orsakerna till mutationerna fortfarande okända; först de senaste 6-7 åren har det bevisats att deras antal kan ökas kraftigt genom yttre påverkan på kroppen, på cellerna som ger upphov till kroppen. Den starkaste effekten i detta avseende utövas av röntgenstrålning, bestrålning av blommor eller mogna frön som kan öka antalet mutationer hundratals gånger och därför mycket snabbt skapa många nya kvaliteter av växter.
Vad är orsaken till mutationer? Författaren av dessa rader har letat efter den länge. För flera år sedan blev det klart för mig att orsaken till mutationer borde vara nära besläktad med livsprocesserna som äger rum i cellen och inte komma utifrån, i form av till exempel röntgenstrålar. Mutationer är allestädes närvarande ^ därför måste deras orsak vara allestädes närvarande. Sammantaget var det lättare att anta att de villkor som orsakar mutationer skapas, som sagt, inuti cellen på grund av livsprocesserna som äger rum där.
Vilka processer sker i fröet när det ligger och tappar långsamt sin spiring? Finns det egentligen bara förlust av grobarhet eller finns det några andra förändringar i embryonets egenskaper? Uppträder inte, medan fröet ljuger, förändras de ärftliga egenskaperna hos embryot som finns i det? Är det sant att sortkvaliteter förblir helt oförändrade medan embryot lever?
Utövare har länge vetat att gamla frön inte växer från färska frön. Långsiktiga observationer har visat oss samma sak. Dessutom, efter att ha arbetat i flera år på den konstgjorda produktionen av mutationer genom att bestråla frön med röntgenstrålar, märkte vi att plantorna som erhållits från sådana frön är mycket lika i sina egenskaper som de som odlats från gamla frön.
 Detaljerade studier utförda i cytogenetiklaboratoriet vid CIK: s biologiska institut, uppkallat efter V.I. K. A. Timiryazev i Moskva upptäckte ett anmärkningsvärt fenomen: ju äldre frön, desto fler mutationer erhålls bland växterna som odlas från dem. Många fula växter dyker upp, många av dem är nästan eller helt sterila, helt nya sorter dyker upp osv. Dessa data har redan testats på många typer av växter, inklusive råg, majs, korn, testat inte bara här utan också för gränser. En annan viktig upptäckt som gjordes nästan samtidigt i vårt land och på grundval av vårt första arbete i Kanada var upptäckten att antalet mutationer beror på värme och fuktighet: ju varmare det är i rummet där fröna lagras, eller ju mer fuktigt det är, desto fler mutationer förekommer i växter.
Dessa mutationer uttrycks på de mest olika sätten; de flesta av dem är som alltid skadliga. Om fröna är mycket gamla eller ligger i förhållanden med för hög luftfuktighet och värme, stör mutationer utvecklingsförloppet helt och fröet tappar grobarhet.
En otrolig men helt förståelig egenskap hos dessa mutanta växter är att de nästan alltid är kimärer (detta är namnet på växter som består av vävnader av olika ärftliga egenskaper; en kimär är i själva verket något ympat träd, till exempel ett fruktträd, eftersom den består av ärftliga olika delar - från vilda bestånd och kulturella spioner). Varför detta är så är det lätt att förstå om vi kommer ihåg att en växt utvecklas från flera celler i embryot: rötter bildas av rotens apikala celler, och alla luftdelar uppstår från flera celler i toppens topp. Mutationer förekommer alltid oberoende i olika celler; därför förblir normala celler nästan alltid hos embryonets initiala celler, tillsammans med mutantceller, och senare utvecklas en del av växten från mutantceller, den andra från normala celler. I sällsynta fall visar sig växten bestå av delar av flera sorter.
Nu kan vi dra flera slutsatser av mycket viktig praktisk betydelse. För det första innebär lagring av frön att man byter. Gamla frön är gamla bara i åldern - när det gäller deras egenskaper är de "nya", eftersom de kan odla helt andra växter som de samlades från. Därför är det nödvändigt att så gamla frön så snart som möjligt hitta nya kvaliteter av växter. Lager av frön, lagrade på experimentstationer i flera år och tiotals år, kan fungera som en värdefull källa för utveckling av nya växtsorter. Å andra sidan, genom att multiplicera gamla frön för jordbruksgrödor, riskerar vi att förstöra sorten, eftersom de flesta mutationerna är skadliga. För det andra kan värme och fuktighet, som påskyndar utseendet på mutationer, användas för att artificiellt producera mutationer. Denna metod är inte bara billig, enkel och allmänt tillgänglig utan också bättre än andra eftersom den inte kräver artificiella förhållanden, såsom röntgenstrålning. Dessutom kommer det att finnas färre negativa biverkningar på växten. Men att lagra frön i ett för varmt rum eller för mycket fukt kan göra dem olämpliga för jordbruksgrödor, även om grobarheten inte minskar särskilt mycket.Det är särskilt nödvändigt att vara rädd för självuppvärmning av spannmål, där både värme och fukt fungerar samtidigt.
M. S. Navashin
Intressant: den minsta växten
Den minsta av blommande växter - rotfri wolfia - tillhör ankfamiljen, lever på ytan av stillastående vattenkroppar och täcker dem med en brun film som liknar kaffesump. Diametern på en enskild växt är sällan mer än en millimeter. Till skillnad från större ankrasarter har wolfia ingen rot utan absorberar nödvändiga ämnen med hela ytan nedsänkt i vatten. Växten har inte ens löv, allt består av ett kort "stamblad", i en speciell fördjupning som en ny växt knoppar ut ungefär en gång om dagen. Det totala antalet växter fördubblas per dag. Blommande wolfia är extremt sällsynt. Blomman ligger i den övre delen som sticker ut från vattnet och är en fördjupning där en pistil och en ståndare placeras.
Wolffia kan vara en farlig ogräs i risfält, men på grund av dess snabba reproduktion odlas den ibland speciellt för att få högprotein- och kolhydratrik grön massa för boskapsfoder.
|
