Conform legii serii omoloage de variabilitate ereditară. Legea seriei omologice a variabilității ereditare a organismelor. Doctrina centrelor de origine a plantelor cultivate

Seria omologică în variabilitate ereditară lege, rusă deschisă geneticianul N.I. Vavilov în 1920 a stabilit un model care stabilește paralelismul (asemănarea) variabilitatea ereditară (genotipică) în organismele înrudite. În formularea lui Vavilov, legea spune: „Speciile și genurile care sunt apropiate genetic unele de altele sunt caracterizate de serii identice de variabilitate ereditară cu o asemenea regularitate încât, cunoscând seria de forme pentru o specie, se poate prevedea găsirea unor forme identice în alte specii și genuri”. În același timp, cu cât relația dintre specii este mai strânsă, cu atât asemănarea (omologia) în seria variabilității lor este mai completă. Legea rezumă o cantitate imensă de material privind variabilitatea plantelor (cereale și alte familii), dar s-a dovedit a fi adevărată pentru variabilitatea animalelor și a microorganismelor.

Fenomenul de variabilitate paralelă în genurile și speciile strâns înrudite se explică prin originea lor comună și, în consecință, prin prezența unei mari părți a acelorași gene în ele, obținute de la un strămoș comun și nemodificate în acest proces. Când sunt mutate, aceste gene dau trăsături similare. Paralelismul în variabilitatea genotipică la speciile înrudite se manifestă prin paralelism în variabilitatea fenotipică, adică caractere similare (fenotipuri).

Legea lui Vavilov este baza teoretica la alegerea direcţiilor şi metodelor de obţinere a trăsăturilor şi proprietăţilor valoroase din punct de vedere economic la plantele de cultură şi animalele domestice.

Studiul variabilității ereditare în diferite grupuri sistematice de plante a permis lui N. I. Vavilov să formuleze legea seriei omoloage.

Această lege spune:

„1. Speciile și genurile care sunt apropiate genetic sunt caracterizate de serii similare de variabilitate ereditară cu o asemenea regularitate încât, cunoscând numărul de forme din cadrul unei specii, se poate prevedea apariția formelor paralele la alte specii și genuri. Cu cât se află genetic mai aproape în sistem comun genuri și linneons (specii), cu atât mai completă este asemănarea în serie a variabilității lor.

2. Familiile întregi de plante se caracterizează în general printr-un anumit ciclu de variabilitate care trece prin toate genurile și speciile care alcătuiesc familia.

N. I. Vavilov și-a exprimat legea prin formula:

G 1 (a + b + c + ... +),

G 2 (a + b + c + ... +),

G 3 (a + b + c + ... +),

unde G 1, G 2, G 3 desemnează specii și a, b, c ... - diverse caracteristici variate, cum ar fi culoarea, forma tulpinilor, frunzelor, semințelor etc.

O ilustrare a legii poate fi un tabel care arată omologia variabilității ereditare a anumitor trăsături și proprietăți din familia cerealelor. Dar această listă de caracteristici și proprietăți ar putea fi extinsă semnificativ.

În prezent, se poate spune pe bună dreptate că mutații similare apar la specii înrudite care au o origine comună. Mai mult, chiar și printre reprezentanții diferitelor clase și tipuri de animale, întâlnim paralelism - serii omoloage de mutații în funcție de caracteristicile și proprietățile morfologice, fiziologice și mai ales biochimice. Deci, de exemplu, mutații similare se găsesc la diferite clase de vertebrate: albinismul și lipsa părului la mamifere, albinismul și absența penelor la păsări, absența solzilor la pești, degetele scurte la bovine, oi, câini, păsări etc. .

Serii omoloage de variabilitate mutațională a trăsăturilor biochimice se găsesc nu numai în organismele superioare, ci și în protozoare și microorganisme. Sunt date date despre mutanții biochimici, care pot fi interpretate ca o serie omoloagă. Tabelul prezintă date despre mutanții biochimici care pot fi interpretate ca o serie omoloagă.

După cum putem observa, acumularea de substanțe similare (triptofan sau chinurenină) determinată de gene are loc într-un diverse grupuri Animale: diptere, himenoptere și fluturi. În acest caz, biosinteza pigmenților se realizează într-un mod similar.

Pe baza legii seriei omologice, ar trebui să presupunem că, dacă o serie de mutații spontane sau induse se găsesc la o specie de animal sau plantă, atunci se poate aștepta o serie similară de mutații la alte specii din acest gen. Același lucru este valabil și pentru superioare categorii sistematice. Motivul pentru aceasta este originea comună a genotipurilor.

Cea mai probabilă explicație pentru originea seriei omoloage de variabilitate ereditară este următoarea. Speciile înrudite din același gen, genuri din aceeași ordine sau familie, ar putea apărea prin selectarea diferitelor mutații benefice ale genelor comune individuale, prin selecția formelor cu diferite rearanjamente cromozomiale benefice. În acest caz, speciile înrudite care au evoluat diferit datorită selecției diferitelor rearanjamente cromozomiale ar putea purta gene omoloage, atât originale, cât și mutante. Speciile ar putea apărea și prin selectarea poliploidelor spontane care conțin seturi omogene de cromozomi. Divergența speciilor bazată pe aceste trei tipuri de variabilitate ereditară asigură comunitatea materialului genetic în grupuri sistematice înrudite. Dar, în realitate, situația este, desigur, mai complicată decât ni se pare acum.

Poate că studiile biochimice ale cromozomilor, studiul structurii lor și al rolului ADN-ului ca purtător material al informațiilor ereditare, vor ridica vălul asupra acestui fenomen încă necunoscut de omologie și analogie în dezvoltarea formelor organice.

Dacă acizi nucleiciîn combinație cu proteinele sunt substratul primar care a asigurat încă din primele etape programarea evoluției sistemelor vii, apoi legea seriei omoloage capătă semnificație universală ca lege a apariției unor serii similare. mecanisme biologiceși procesele care au loc în natura organică. Acest lucru se aplică atât morfologiei țesuturilor, proprietăților lor funcționale, proceselor biochimice, mecanismelor de adaptare etc., cât și mecanismelor genetice ale tuturor organismelor vii. Analogia este observată pentru toate fenomenele genetice majore:

• diviziune celulara,
• mecanismul mitozei
• mecanism de reproducere a cromozomilor,
• mecanismul meiozei
• fertilizare,
• mecanism de recombinare,
• mutații etc.

Natura vie în procesul de evoluție era, parcă, programată după o singură formulă, indiferent de momentul originii unuia sau altui tip de organisme. Desigur, astfel de considerații ipotetice necesită confirmare pe baza unei sinteze a multor cunoștințe, dar este evident că soluția acestei probleme fascinante este opera secolului actual. Ar trebui să forțeze cercetătorii să caute nu atât diferențele particulare care caracterizează divergența speciilor, cât și trăsăturile lor comune, care se bazează pe mecanisme genetice similare.

Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.

Secțiuni: Biologie

Obiectivele lecției

1. Pentru a familiariza elevii cu formele de variabilitate ereditară, cauzele și efectele acestora asupra organismului. Să dezvolte la școlari capacitatea de a clasifica formele de variabilitate, de a le compara între ele; dați exemple care ilustrează manifestarea fiecăruia dintre ele;
2. Să formeze cunoștințe despre tipurile de mutații;
3. Formulați legea seriei omoloage și explicați sensul acesteia;
4. Convingeți elevii de liceu că procesul de mutație este foarte important pentru evoluția lumii organice și munca de selecție umană.

Demonstrații

• Schema diferitelor tipuri de mutații cromozomiale.
• Schema de poliploidizare.
• Serii omologice în variabilitatea ereditară.

Termeni Variabilitatea genotipică, mutații, mutații genice, mutații genomice, mutații cromozomiale:

• inversare;
• ștergere;
• duplicare;
• translocare.

Sarcini pentru elevi:

1. Formulați legea seriei omoloage și dați exemple.
2. Faceți cunoștință cu biografia lui N.I. Vavilov și cunoaște principalele sale descoperiri științifice.
3. Realizați un tabel „Forme de variabilitate”

Lucru din față

1. Ce studiază genetica?
2. Ce înseamnă termenul de ereditate? - variabilitate?
3. Ce forme de variabilitate cunoașteți?
4. Ce înseamnă viteza de reacție?
5. Care sunt modelele variabilitatea modificării?
6. Cum afectează condițiile în schimbare trăsăturile cantitative și calitative? Dă exemple
7. Ce este viteza de reacție? De ce diversitatea trăsăturilor calitative depinde într-o mică măsură de influența condițiilor de mediu?
8. Care valoare practicăîn agricultură, contează viteza de reacție a animalelor și plantelor?

Lucru individual la calculator - lucru de testare

Completeaza tabelul:

Lucrul elevilor pe computere cu aplicația 1 . (În timpul lecției, sarcinile 1-5 sunt îndeplinite).

1. Învățarea de materiale noi

Conceptul de variabilitate ereditară include variabilitatea genotipică și citoplasmatică. Primul este împărțit în mutațional, combinativ, corelativ. Variația combinației are loc cu încrucișarea, divergența independentă a cromozomilor în meioză și fuziunea aleatorie a gameților în timpul reproducerii sexuale. Compoziția variabilității mutaționale include mutații genomice, cromozomiale și genice. Termenul de mutație a fost introdus în știință de G. de Vries. Biografia și principalul său realizările științifice situat în secțiune. Mutațiile genomice sunt asociate cu apariția poliploidelor și aneuploidelor. Mutațiile cromozomiale sunt determinate de modificări intercromozomiale - translocații sau rearanjamente intracromozomiale: deleție, duplicare, inversare. Mutațiile genelor sunt explicate prin modificări ale secvenței de nucleotide: o creștere sau scădere a numărului lor (ștergere, duplicare), inserarea unei noi nucleotide sau rotația unei secțiuni în cadrul unei gene (inversie). Variabilitatea citoplasmatică este asociată cu ADN-ul, care se găsește în plastidele și mitocondriile celulei. Variabilitatea ereditară a speciilor și genurilor înrudite respectă legea seriei omoloage a lui Vavilov.

Variabilitatea modificării reflectă modificări ale fenotipului fără a afecta genotipul. Opus ei este o altă formă de variabilitate - genotipică, sau mutațională (după Darwin - ereditar, nedefinit, individual), schimbând genotipul. Mutația este o modificare ereditară persistentă a materialului genetic.

Se numesc modificări individuale ale genotipului mutatii.

Conceptul de mutații a fost introdus în știință de olandezul de Vries. Mutațiile sunt modificări ereditare care duc la creșterea sau scăderea cantității de material genetic, la modificarea nucleotidelor sau a secvenței acestora.

Clasificarea mutațiilor

• Mutații după natura manifestării: dominante, recesive.
• Mutații la locul apariției lor: somatice, generative.
• Mutații după natura aspectului: spontane, induse.
• Mutații după valoare adaptativă: benefice, dăunătoare, neutre. (Letal, semi-letal.)

Majoritatea mutațiilor rezultate sunt recesive și nefavorabile pentru organism, ele pot provoca chiar moartea acestuia. În combinație cu o genă dominantă alelică, mutațiile recesive nu apar fenotipic. Mutaţiile apar la sex şi celule somatice. Dacă apar mutații în celulele germinale, acestea sunt numite generativși se manifestă în generația care se dezvoltă din celulele germinale. Se numesc modificări ale celulelor vegetative mutatii somatice. Astfel de mutații duc la o schimbare a trăsăturii doar a unei părți a organismului care se dezvoltă din celulele modificate. La animale, mutațiile somatice nu sunt transmise generațiilor ulterioare, deoarece un nou organism nu apare din celulele somatice. Este diferit la plante: în celulele hibride ale organismelor vegetale, replicarea și mitoza pot fi efectuate în diferite nuclee oarecum diferit. Pe parcursul unui număr de generații de celule, cromozomii individuali se pierd și sunt selectate anumite cariotipuri care pot fi păstrate pentru multe generații.

Sunt câteva tipuri de mutații în funcție de nivelul de apariție:

1. Mutații genomice - modificarea ploidiei, i.e. numerele cromozomilor (aberații cromozomiale numerice), care sunt deosebit de frecvente la plante;
2. Mutații cromozomiale - modificări ale structurii cromozomilor (aberații cromozomiale structurale);
3. Mutații genetice - modificări ale genelor individuale;

Mutații genomice

Poliploidia este o creștere multiplă a numărului de cromozomi.
Aneuploidia este pierderea sau apariția unor cromozomi suplimentari ca urmare a unei încălcări a meiozei.

Apar din cauza unei modificări a numărului sau structurii cromozomilor. Modificări ale ploidiei sunt observate în tulburările divergenței cromozomilor.

Boli cromozomiale

• mutații generative
• XXY; HUU - sindromul Klinefelter.
• XO - sindromul Shershevsky-Turner.

Mutații autozomale

• Sindromul Patau (pe cromozomul 13).
• Sindromul Edwards (pe cromozomul 18).
• Sindromul Down (pe cromozomul 21).

Sindromul Klinefelter.

XXY și XXXY - sindromul Klinefelter. Frecvența de apariție este 1:400 - 1:500. Cariotipul este 47, XXY, 48, XXXY etc. Fenotipul este masculin. Tipul corpului feminin, ginecomastie. Brațe și picioare înalte, relativ lungi. Linia părului slab dezvoltată. Inteligența este redusă.

Sindromul Shershevsky-Turner

X0 - sindromul Shereshevsky-Turner (monozomia X). Frecvența de apariție este 1:2000 - 1:3000. Cariotip 45,X. Fenotipul este feminin. Semne somatice: înălțime 135 - 145 cm, pliu cutanat pterigoidian pe gât (de la spatele capului până la umăr), poziția scăzută a urechilor, subdezvoltarea caracteristicilor sexuale primare și secundare. În 25% din cazuri, există defecte cardiace și anomalii în funcționarea rinichilor. Intelectul suferă rar.

Sindromul Patau - Trisomia pe cromozomul 13 (sindromul Patau) se intalneste la nou-nascuti cu o frecventa de aproximativ 1:5000 - 1:7000 si este asociata cu o gama larga de malformatii. SP se caracterizează prin multiple malformații congenitale ale creierului și feței. Acesta este un grup de tulburări timpurii în formarea creierului, a globilor oculari, a oaselor creierului și a părților faciale ale craniului. Circumferința craniului este de obicei redusă. Fruntea înclinată, joasă; fisurile palpebrale sunt inguste, puntea nasului este scufundata, auricularele sunt joase si deformate. Un semn tipic al SP este buza despicată și palato-despicătură.

Sindromul Down - O boală cauzată de o anomalie a setului de cromozomi (o modificare a numărului sau a structurii autozomilor), ale cărei manifestări principale sunt retardul mintal, un aspect deosebit al pacientului și malformațiile congenitale. Una dintre cele mai frecvente boli cromozomiale, apare în medie cu o frecvență de 1 din 700 de nou-născuți. Un pliu transversal se găsește adesea pe palmă

Mutații cromozomiale

Există mai multe tipuri de mutații cromozomiale asociate cu modificări ale structurii cromozomilor:

• deleție - pierderea unei porțiuni a unui cromozom;
• duplicare - dublarea unei secțiuni a unui cromozom;
• inversare - rotația unui segment de cromozom cu 180 de grade;
• translocare - transferul unei secțiuni a unui cromozom într-un alt cromozom.
• transpoziție - mișcare într-un cromozom.

Ștergerile și dublările modifică cantitatea de material genetic. Fenotipic, ele apar în funcție de cât de mari sunt secțiunile corespunzătoare de cromozomi și dacă conțin gene importante. Dublările pot duce la crearea de noi gene. În timpul inversiilor și translocațiilor, cantitatea de material genetic nu se modifică, dar locația acestuia se schimbă. Astfel de mutații joacă, de asemenea, un rol important, deoarece încrucișarea mutanților cu formele originale este dificilă, iar hibrizii lor F1 sunt cel mai adesea sterili.

Ștergeri. La om, ca urmare a unei ștergeri:

• Sindromul lupului - o secțiune pierdută a cromozomului mare 4 -
• sindromul „plânsul pisicii” - cu o deleție în cromozomul 5. Cauza: mutatie cromozomiala; pierderea unui fragment de cromozom din a 5-a pereche.
  Manifestare: dezvoltare anormală a laringelui, țipete de felină, I în copilărie timpurie, întârziere în dezvoltarea fizică și psihică

Inversiunile

• Aceasta este o modificare a structurii cromozomului, cauzată de o rotire de 180 ° a uneia dintre secțiunile sale interne.
• Cromozomiale asemănătoare rearanjarea este o consecință a două rupturi simultane într-un cromozom.

Translocări

• În timpul translocării, regiunile cromozomilor neomologi sunt schimbate, dar numărul total de gene nu se modifică.

Înlocuirea bazei

1. fenilcetonurie. Manifestare: clivaj afectat al fenilalaninei; aceasta se datorează demenței cauzate de hiperfenilalaninemie. Cu o dietă prescrisă și respectată în timp util (nutriție, fenilalanină scăzută) și utilizarea anumitor medicamente, manifestările clinice ale acestei boli sunt practic absente.
2. anemia celulelor secera.
3. sindromul Morfan.

Genetic(punctual) mutațiile sunt asociate cu modificări ale secvenței de nucleotide. Gena normală (particulară tipului sălbatic) și genele mutante care apar din aceasta se numesc alele.

La mutații genetice au loc următoarele modificări structurale:

mutație genetică

De exemplu, anemia falciforme este rezultatul unei singure substituții de bază în lanțul B al globinei din sânge (adenina este înlocuită cu timină). În timpul ștergerii și duplicării, secvența de tripleți este deplasată și apar mutanți cu o „deplasare a cadrului”, adică. deplasări ale granițelor dintre codoni - toți aminoacizii ulterioare se schimbă de la locul mutației.

Structura primară a hemoglobinei la pacienții sănătoși (1) și cu anemie falciformă (2).

1. - val-gis-ley-tre - pro-glut. la-ta- glu-liz
2. - val-gis-ley-tre - valină- glu-liz

Mutație în gena beta hemoglobinei

sindromul Morfan

Eliberarea mare de adrenalină, caracteristică bolii, contribuie nu numai la dezvoltarea complicațiilor cardiovasculare, ci și la apariția la unii indivizi a unei forțe deosebite și a unei dotări psihice. Metodele de tratament sunt necunoscute. Se crede că Paganini, Andersen, Chukovsky au fost bolnavi de ea

Hemofilie

Mutagenii sunt factori care provoacă mutații: biologici, chimici, fizici.

Experimental, rata de mutație poate fi crescută. În condiții naturale, mutațiile apar cu schimbări bruște de temperatură, sub influența radiațiilor ultraviolete și din alte motive. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, adevăratele cauze ale mutațiilor rămân necunoscute. În prezent, au fost dezvoltate metode de creștere a numărului de mutații prin mijloace artificiale. Pentru prima dată, sub influența razelor X, s-a obținut o creștere bruscă a numărului de modificări ereditare care apar.

• Factori fizici (diverse tipuri de radiații ionizante, radiații ultraviolete, raze X)
• Factori chimici (insecticide, erbicide, plumb, droguri, alcool, anumite medicamente și alte substanțe)
• Factori biologici (virusuri ale variolei, varicelei, oreionului, gripei, rujeolei, hepatitei etc.)

Eugenie.

Eugenia este știința îmbunătățirii rasei omenirii.

Eugenia în greacă înseamnă nașterea celor mai buni. Această știință scandaloasă caută modalități de a îmbunătăți calitățile ereditare ale unei persoane folosind principii genetice. Întotdeauna i-a fost greu să rămână o știință pură: dezvoltarea sa a fost urmărită îndeaproape de politică, care și-a dezvăluit roadele în felul său.

În Sparta antică, selecția oamenilor a fost efectuată mai radical, distrugând bebelușii care nu aveau calitățile fizice necesare unui viitor războinic. Părintele eugeniei, care a pus-o pe o bază științifică, a fost Francis Galton în 1869. După ce a analizat pedigree-urile a sute de oameni talentați, a ajuns la concluzia că abilitățile geniale sunt moștenite.

Astăzi, eugenia urmărește eradicarea bolilor ereditare din rasa umană. Orice specie biologică va fi pe cale de distrugere dacă existența ei va intra în conflict cu natura. Aproape jumătate dintre nou-născuți din o mie se nasc cu un fel de patologie ereditară. În lume, 2 milioane de astfel de copii se nasc în fiecare an. Printre ei - 150 de mii cu sindrom Down. Toată lumea știa de mult că este mai ușor să previi nașterea unui copil decât să faci față bolilor. Dar astfel de oportunități au apărut abia în vremea noastră. Diagnosticul prenatal și consilierea genetică ajută la rezolvarea problemei oportunității nașterii.

Posibilitățile moderne de consiliere genetică medicală fac posibilă determinarea riscului de boli ereditare în timpul planificării sarcinii.

Nikolai Ivanovici Vavilov

Nikolai Ivanovich Vavilov (1887-1943) - botanist rus, genetician, cultivator de plante, geograf. A formulat legea seriei omoloage de variabilitate ereditară. El a creat doctrina centrelor de origine a plantelor cultivate.

Omul de știință rus N. I. Vavilov a stabilit un model important cunoscut sub numele de legea seriei omologice în variabilitatea ereditară: speciile și genurile care sunt apropiate genetic (înrudite între ele printr-o unitate de origine) se caracterizează prin serii similare în variabilitatea ereditară. Pe baza acestei legi, se poate prevedea descoperirea unor schimbări similare în speciile și genurile înrudite. El a întocmit un tabel cu serii omoloage din familie

cereale. La animale, acest model se manifestă și: de exemplu, la rozătoare există serii omoloage în ceea ce privește culoarea blanii.

Legea seriei omoloage

Studiind variabilitatea ereditară a plantelor cultivate și a strămoșilor acestora, N.I. Vavilov a formulat legea seriei omologice: „Speciile și genurile care sunt apropiate genetic sunt caracterizate de serii similare de variabilitate ereditară cu o asemenea regularitate încât cunoscând un număr de forme în cadrul unei specii, se poate prevedea prezența formelor paralele în alte specii și genuri. .”

Folosind familia cerealelor ca exemplu, Vavilov a arătat că mutații similare se găsesc la o serie de specii din această familie. Deci, culoarea neagră a semințelor se găsește în secară, grâu, orz, porumb și altele, cu excepția ovăzului, iarba de grâu și mei. Forma alungită a bobului se găsește la toate speciile studiate. Animalele au și mutații similare: albinism și lipsă de păr la mamifere, degete scurte la bovine, oi, câini, păsări. Motivul apariției mutațiilor similare este originea comună a genotipurilor.

Astfel, detectarea mutațiilor la o specie oferă o bază pentru căutarea mutațiilor similare la speciile de plante și animale înrudite.

Legea seriei omoloage

1. Ce forme mutante ar trebui să apară la specii strâns înrudite?
2. Cine este fondatorul legii seriei omoloage?
3. Cum spune legea?

Teme pentru acasă.

1. Secțiunea 24
2. Găsiți exemple de mutații în natură.

În 1920 N.I. Vavilov prezintă ideile principale ale seriei Legii omologice într-un raport la cel de-al III-lea Congres All-Russian Breeding de la Saratov. Ideea principală: speciile de plante înrudite au spectre similare de variabilitate (adesea un număr fix de variații bine definite).

„Și Vavilov a făcut așa ceva. El a adunat toate trăsăturile ereditare cunoscute de la cele mai bine studiate, după cum am spus deja, plantele dintre cerealele cultivate, le-a aranjat într-o anumită ordine în tabele și a comparat toate subspeciile, formele și soiurile cunoscute de el la acea vreme. Au fost multe tabele compilate, desigur, materialul era imens. În același timp, înapoi la Saratov, a fixat leguminoase de cereale - diverse mazăre, măzică, fasole, fasole etc. - și alte câteva culturi. Și sa dovedit în foarte multe cazuri paralelism la foarte multe specii. Desigur, pentru fiecare familie, gen și specie de plante, toate semnele aveau propriile lor caracteristici, propria lor formă, propriul lor mod de exprimare. De exemplu, culoarea semințelor de la aproape alb la aproape negru a variat în aproape toate plantele cultivate. Aceasta înseamnă că, dacă cerealele mai bine studiate, cu un număr mare de soiuri și forme deja cunoscute, studiate au câteva sute de trăsături diferite, în timp ce alte rude mai puțin studiate sau sălbatice ale speciilor cultivate nu au multe trăsături, atunci ele pot, ca să spunem așa, , fi prezis. Se vor găsi în continuare pe materialul mare corespunzător.

Vavilov a arătat că, în ansamblu, variabilitatea ereditară a tuturor plantelor variază în paralel într-un grad foarte puternic. El a numit-o seria omoloagă a variabilității plantelor. Și a subliniat că, cu cât speciile sunt mai aproape una de cealaltă, cu atât este mai mare această omologie a seriei de variabilitate a caracterelor. O gamă de diferite tipare generale a fost relevat pe aceste serii omoloage de variabilitate ereditară a plantelor. Și această împrejurare a fost luată de Vavilov drept una dintre cele mai importante fundamente pentru selecția ulterioară și căutarea unor trăsături utile din punct de vedere economic în plantele introduse în cultură. Studiul serii omoloage de variabilitate ereditară, în primul rând la plantele de cultură, apoi la animalele domestice, este acum un lucru firesc, unul dintre fundamentele selecției ulterioare. necesar unei persoane soiuri ale anumitor specii de plante aflate în studiu. Aceasta a fost, probabil, una dintre primele realizări majore ale lui Vavilov la scară mondială, care i-a creat foarte repede un nume mondial. Numele, dacă nu primul și cel mai bun, atunci unul dintre primii și cei mai buni botanici aplicați din lume.

În paralel cu aceasta, Vavilov a făcut peste tot în lume - în toată Europa, cea mai mare parte a Asiei, o mare parte a Africii, nordul, centrul și America de Sud- un numar mare de expeditii cu colectare de material imens, in principal pe plante cultivate. În 1920, cred, Vavilov a fost numit director al Biroului de Botanică Aplicată și Noi Culturi. Acest Birou a fost oarecum schimbat și s-a transformat în Institutul de Botanică Aplicată și Culturi Noi, apoi Institutul de Botanică Aplicată, Genetică și Ameliorare a Plantelor. Și până la sfârșitul anilor 1930, devenise deja Institutul de Cultură a Plantelor All-Union. Acest nume este încă păstrat, deși lumea gravitație specifică a lui după moartea lui Vavilov, desigur, a scăzut brusc. Dar totuși, multe tradiții Vavilov sunt încă păstrate și o parte din imensa colecție vie mondială de soiuri, subspecii și forme de plante cultivate din literalmente toate grupurile de plante cultivate pe glob este păstrată în Pușkin, fostul Detskoye Selo, fostul Tsarskoye. Selo. Acesta este un muzeu viu, replantat în fiecare an, creat de Vavilov. Același lucru este valabil în nenumărate stații experimentale împrăștiate în întreaga Uniune Sovietică.

În timpul numeroaselor sale călătorii, Vavilov a reușit din nou să nu se înece într-o cantitate imensă de material, în acest caz deja diversitatea geografică a formelor diferitelor tipuri de plante cultivate. A marcat totul pe hărți la scară mare cu creioane colorate, la început jucându-se, ca copiii mici, la Hărți geografice, iar apoi transpunând toate acestea în cărți mici relativ simple cu pictograme negre de diferite tipuri pt diferite forme plante cultivate. Așa că a descoperit în lume, pe glob, în ​​biosfera planetei noastre, mai multe centre de diversitate a plantelor cultivate. Și a arătat, pur și simplu pe hărți, răspândirea, distribuția pe Pământ nu numai a speciilor individuale, ci a anumitor grupuri de specii, cultivate, aparent, pentru prima dată într-un anumit loc, să spunem, în nordul sau centrul Chinei sau în partea muntoasă a Africii de Nord sau, să zicem, în regiunea Peru, în America de Sud, în munți, în Anzi. De acolo, de obicei, nu o specie de plante cultivate, ci un grup de specii legate economic care au apărut ca plante cultivate și au prins rădăcini ca plante cultivate într-un anumit loc, răspândite pe Pământ. Unii nu sunt departe, la mică distanță, în timp ce alții au cucerit jumătate din lume, după cum se spune, ca același grâu sau mazăre.

Vavilov a stabilit astfel centre de diversitate și origine diferite forme plante cultivate în diferite părți ale lumii. Și a creat o întreagă teorie a originii plantelor cultivate în diferite epoci ale celei mai vechi și străvechi lumi. Aceasta a fost a doua mare realizare a lui Vavilov, din nou de clasă mondială. Acum este imposibil să se dezvolte în continuare istoria agriculturii mondiale și istoria centrelor de origine a plantelor cultivate fără fundația creată de Vavilov. Există încercări, ca să spunem așa, de reformă și modificare a concepțiilor lui Vavilov, dar putem spune că acestea sunt detalii în comparație cu imaginea generală a lumii creată de Vavilov.

Aceasta înseamnă că am enumerat deja trei mari realizări: imunitatea plantelor, legea seriei omologice și teoria centrelor agriculturii și apariția diferitelor forme de plante cultivate. Poate ultimul lucru pe care vreau să-l numesc din realizările generale ale lui Vavilov este un număr mare de lucrări și eforturi ale sale, în principal eforturi, deja în sensul propagandei la diferite congrese, internaționale și întregi Uniunii, scriind articole de știință populară pe problema avansării. agricultura la nord în primul rând și în zonele ocupate de deșerturi și deșerturi, combinată cu protecția naturii într-un sens complet modern și chiar destinat viitorului apropiat: promovarea culturii împreună cu o atitudine rezonabilă față de comunitățile de organismele vii ale biosferei. În aceste domenii, Vavilov este absolut excepțional, aș spune, un om de știință excepțional de mare la scară globală.

N.I. Vavilov, studiind variabilitatea ereditară a plantelor cultivate și a strămoșilor acestora, a descoperit o serie de modele care au făcut posibilă formularea legii seriei omoloage a variabilității ereditare: „Speciile și genurile care sunt apropiate genetic sunt caracterizate de serii similare de variabilitate ereditară cu astfel de regularitate că, cunoscând un număr de forme în cadrul unei specii, este posibil să se prevadă găsirea unor forme paralele la alte specii și genuri. Cu cât genurile și speciile sunt localizate genetic mai aproape în sistemul general, cu atât mai completă este asemănarea în serie a variabilității lor. Familii întregi de plante se caracterizează în general printr-un anumit ciclu de variabilitate care trece prin toate genurile și speciile care alcătuiesc familia 30.

Această lege poate fi ilustrată prin exemplul familiei Bluegrass, care include grâu, secară, orz, ovăz, mei etc. Astfel, culoarea neagră a cariopsei a fost găsită la secară, grâu, orz, porumb și alte plante, forma alungită a cariopsului a fost găsită la toate speciile studiate ale familiei. Legea seriei omologice în variabilitatea ereditară a permis lui N.I. Vavilov să găsească o serie de forme de secară necunoscute anterior, pe baza prezenței acestor caractere în grâu. Printre acestea se numără: urechile înțepate și fără urechi, boabe de culoare roșie, albă, neagră și violetă, boabe făinoase și vitroase etc.

Legea descoperită de N.I.Vavilov este valabilă nu numai pentru plante, ci și pentru animale. Deci, albinismul se găsește nu numai la diferite grupuri de mamifere, ci și la păsări și alte animale. Degetul scurt se observă la oameni, bovine, oi, câini, păsări, lipsă de pene la păsări, solzi la pești, lână la mamifere etc.

Legea seriei omologice de variabilitate ereditară este de mare importanță pentru practica de reproducere. Permite prezicerea prezenței unor forme care nu se găsesc la o specie dată, dar caracteristice speciilor strâns înrudite, adică legea indică direcția căutării. Mai mult, forma dorită poate fi găsită în sălbăticie sau obținută prin mutageneză artificială. De exemplu, în 1927, geneticianul german E. Baur, pe baza legii seriei omoloage, a sugerat posibila existență a unei forme de lupin fără alcaloizi care ar putea fi folosită pentru hrana animalelor. Cu toate acestea, astfel de forme nu erau cunoscute. S-a sugerat că mutanții non-alcaloizi sunt mai puțin rezistenți la dăunători decât plantele de lupin amar și majoritatea mor înainte de a înflori.

Pe baza acestor presupuneri, R. Zengbush a început căutarea mutanților fără alcaloizi. El a examinat 2,5 milioane de plante de lupin și a identificat printre ele 5 plante cu un conținut scăzut de alcaloizi, care au fost strămoșii lupinului furajer.

Studiile ulterioare au arătat efectul legii seriei omologice asupra nivelului de variabilitate a caracteristicilor morfologice, fiziologice și biochimice ale unei game largi de organisme - de la bacterii la oameni.

Obținerea artificială a mutațiilor

În 1925, G.A. Nadson și G.S. Filippov au descoperit efectul mutagen al razelor de radiu asupra variabilității ereditare a celulelor de drojdie. De o importanță deosebită pentru dezvoltarea mutagenezei artificiale au fost lucrările lui G. Meller (1927), care nu numai că a confirmat efectul mutagen al razelor de radiu în experimente pe Drosophila, dar a arătat și că iradierea crește frecvența mutațiilor de sute de ori. În 1928, L. Stadler a folosit razele X pentru a obține mutații. Mai târziu, a fost dovedit și efectul mutagen al substanțelor chimice. Aceste și alte experimente au arătat existența unui număr mare de factori numiți mutagenă capabile să provoace mutații în diferite organisme.

Toți mutagenii utilizați pentru a obține mutații sunt împărțiți în două grupuri:

fizic - radiații, temperatură ridicată și scăzută, impact mecanic, ultrasunete;

chimic- diverși compuși organici și anorganici: cafeină, gaz muștar, săruri de metale grele, acid azot etc.

mutageneza indusă are mare importanță. Face posibilă crearea unui material sursă valoros pentru reproducere, a sute de soiuri foarte productive de plante și rase de animale, creșterea productivității unui număr de producători de substanțe biologic active de 10-20 de ori și, de asemenea, dezvăluie modalități de a crea mijloace de protejând oamenii de acțiunea factorilor mutageni.