Legea lui Vavilov a seriei omoloage poate fi folosită pentru. Legea seriei omologice în variabilitatea ereditară N.I. Vavilov. Vezi care este „legea seriei omoloage” în alte dicționare

Lege serie omoloagă Vavilov

Important generalizare teoretică Cercetarea lui N. I. Vavilov este doctrina seriei omologice dezvoltată de el. Conform legii serii omologice de variabilitate ereditară formulată de el, nu numai speciile apropiate genetic, ci și genurile de plante formează serii omologice de forme, adică există un anumit paralelism în variabilitatea genetică a speciilor și genurilor. Speciile apropiate datorită similitudinii mari a genotipurilor lor (aproape același set de gene) au o variabilitate ereditară similară. Dacă toate variațiile cunoscute ale caracterelor dintr-o specie bine studiată sunt aranjate într-o anumită ordine, atunci la alte specii înrudite se pot găsi aproape toate aceleași variații în variabilitatea caracterelor. De exemplu, variabilitatea urechii este aproximativ aceeași la grâul moale, dur și la orz.

Interpretare de N.I.Vavilov. Speciile și genurile apropiate genetic se caracterizează prin serii similare de variabilitate ereditară, cu o asemenea regularitate încât, cunoscând numărul de forme din cadrul unei specii, se poate prevedea găsirea unor forme paralele la alte specii și genuri. Cu cât relația este mai strânsă, cu atât mai completă este similaritatea în seria variabilității.

Interpretarea modernă a legii

Speciile, genurile, familiile înrudite au gene omoloage și ordine de gene în cromozomi, a căror asemănare este cu atât mai completă, cât mai apropiată din punct de vedere evolutiv. Omologia genelor la speciile înrudite se manifestă prin asemănarea seriei variabilității lor ereditare (1987).

Semnificația Legii

1. Legea seriei omologice a variabilității ereditare face posibilă găsirea caracterelor și variantelor necesare într-o varietate aproape infinită de forme ale diferitelor specii atât de plante cultivate, cât și de animale domestice, precum și rudele lor sălbatice.

2. Face posibilă căutarea cu succes a unor noi soiuri de plante cultivate și rase de animale domestice cu anumite trăsături necesare. Acesta este un imens valoare practică legea pentru producția vegetală, creșterea și creșterea animalelor.

3. Rolul său în geografia plantelor cultivate este comparabil cu cel al Sistem periodic elemente ale lui D. I. Mendeleev în chimie. Prin aplicarea legii seriei omoloage se poate stabili centrul de origine al plantelor prin specii înrudite cu caractere și forme similare, care se dezvoltă probabil în același cadru geografic și ecologic.

Biletul 4

Moștenirea trăsăturilor în timpul divergenței cromozomilor sexuali (non-disjuncția primară și secundară a cromozomilor X la Drosophila)

După cum sa menționat mai devreme, când o femelă Drosophila cu ochi albi este încrucișată cu un mascul cu ochi roșii în F1 toate fiicele au ochii roșii și toți fiii care primesc singurii lor X- un cromozom de la mama, ochii sunt albi. Cu toate acestea, uneori, într-o astfel de încrucișare, apar masculi singuri cu ochi roșii și femele cu ochi albi, așa-numitele muște excepționale cu o frecvență de 0,1-0,001%. Bridges a sugerat că apariția unor astfel de „indivizi excepționali” se datorează faptului că în timpul meiozei, ambii cromozomi X din mama lor au căzut într-un singur ou, adică. a existat o nondisjuncție X-cromozom. Fiecare dintre aceste ovule poate fi fertilizat fie de spermatozoizi X- un cromozom, sau Y-cromozom. Ca urmare, se pot forma 4 tipuri de zigoți: 1) cu trei X-cromozomi - XXX; 2) cu două mame X- cromozomi şi Y-cromozom XXI; 3) de la unul patern X-cromozom; 4) fără X- cromozomi, dar Y-cromozom.

XXI sunt femele normale fertile. XO- masculin, dar steril. Aceasta arată că Drosophila Y Cromozomul nu conține gene care determină sexul. La traversare XXI femele cu masculi normali cu ochi roșii ( X Y) Poduri găsite printre urmași 4% dintre femelele cu ochi albi și 4% dintre masculii cu ochii roșii. Restul urmașilor era format din femele cu ochi roșii și masculi cu ochi albi. Autorul a explicat apariția unor astfel de indivizi excepționali prin nondisjuncția secundară X-cromozomi în meioză, deoarece femelele luate în cruce ( XXY), a apărut din cauza nedisjuncției primare a cromozomilor. Nedisjuncția secundară a cromozomilor la astfel de femele în timpul meiozei este observată de 100 de ori mai des decât primară.

La un număr de alte organisme, inclusiv la oameni, este cunoscută și nondisjuncția cromozomilor sexuali. Dintre cele 4 tipuri de descendenţi rezultaţi din nedivergenţă X-cromozomi la femei, indivizi care nu au niciunul X cromozomii se pierd în timpul dezvoltării embrionare. Zigoti XXX se dezvoltă la femeile care au mai multe șanse de a avea defecte mintale și infertilitate. De la zigoți XXI se dezvoltă bărbații inferiori - sindromul Klinefelter - infertilitate, retard mintal, fizic eunuchoid. Descendenții dintr-unul X-cromozomul este mai probabil să moară în Dezvoltarea embrionară, supraviețuitorii rari sunt femeile cu sindromul Shereshevsky-Turner. Sunt scunzi, infantili, sterpi. În om Y-cromozomii contin gene care determina dezvoltarea organismului masculin. Cu absenta Y-Dezvoltarea cromozomului se desfășoară în funcție de tipul feminin. Nondisjuncția cromozomilor sexuali apare mai frecvent la om decât la Drosophila; în medie, la fiecare 600 de băieți născuți, există unul cu sindromul Klinefelter.

Printre flora globului, un grup de plante cultivate de om și numite cultural. Plantele cultivate și agrofitocenozele formate de acestea au înlocuit comunitățile de luncă și pădure. Sunt rezultatul activității agricole umane, care a început acum 7-10 mii de ani. Plantele sălbatice care trec în cultură reflectă inevitabil o nouă etapă în viața lor. Ramura biogeografiei care studiază distribuția plantelor cultivate, adaptarea acestora la condițiile solului și climatice din diferite regiuni ale globului și include elemente ale economiei agriculturii se numește geografia plantelor cultivate.

După originea lor, plantele cultivate sunt împărțite în trei grupe:

• grupul cel mai tânăr
• specii de buruieni,
• cel mai vechi grup.

Cel mai tânăr grup plantele cultivate provin din specii care încă trăiesc în sălbăticie. Acestea includ culturi de fructe și fructe de pădure (măr, pere, prune, cireș), toate tărtăcuțele, unele culturi de rădăcină (sfeclă, rutabaga, ridichi, napi).

Specii de buruieni plantele au devenit obiecte de cultură unde cultura principală din cauza nefavorabile conditii naturale a dat randamente mici. Deci, odată cu înaintarea agriculturii spre nord, secara de iarnă a înlocuit grâul; Camelina, o cultură uleioasă răspândită în Siberia de Vest, folosită pentru a produce ulei vegetal, este o buruiană în culturile de in.

Pentru cele mai vechi plante cultivate, este imposibil să se stabilească momentul începerii cultivării lor, deoarece strămoșii lor sălbatici nu s-au păstrat. Acestea includ sorg, mei, mazăre, fasole, fasole, linte.

Nevoia de material sursă pentru ameliorarea și îmbunătățirea soiurilor de plante cultivate a condus la crearea doctrinei centrele lor de origine. Doctrina s-a bazat pe ideea lui Charles Darwin despre existență centrele geografice de origine a speciilor biologice. Pentru prima dată, zonele geografice de origine ale celor mai importante plante cultivate au fost descrise în 1880 de botanistul elvețian A. Decandol. Conform ideilor sale, acestea acopereau teritorii destul de vaste, inclusiv continente întregi. Cele mai importante cercetări în această direcție, o jumătate de secol mai târziu, au fost efectuate de remarcabilul genetician și botanist-geograf rus N. I. Vavilov, care a studiat centrele de origine a plantelor cultivate pe baze științifice.

N. I. Vavilov a propus un nou, numit de el diferenţiat metoda de stabilire a centrului inițial de origine al plantelor cultivate, care este următoarea. Colecția plantei de interes culese din toate locurile de cultură este studiată prin metode morfologice, fiziologice și genetice. Astfel, se determină aria de concentrare a diversității maxime de forme, trăsături și varietăți ale unei anumite specii.

Doctrina seriei omologice. O generalizare teoretică importantă a cercetării lui N. I. Vavilov este teoria sa a seriei omologice. Conform legii serii omologice de variabilitate ereditară formulată de el, nu numai speciile apropiate genetic, ci și genurile de plante formează serii omologice de forme, adică există un anumit paralelism în variabilitatea genetică a speciilor și genurilor. Speciile apropiate datorită similitudinii mari a genotipurilor lor (aproape același set de gene) au o variabilitate ereditară similară. Dacă toate variațiile cunoscute ale caracterelor dintr-o specie bine studiată sunt aranjate într-o anumită ordine, atunci la alte specii înrudite se pot găsi aproape toate aceleași variații în variabilitatea caracterelor. De exemplu, variabilitatea urechii este aproximativ aceeași la grâul moale, dur și la orz.

Interpretare de N. I. Vavilov. Speciile și genurile apropiate genetic se caracterizează prin serii similare de variabilitate ereditară, cu o asemenea regularitate încât, cunoscând numărul de forme din cadrul unei specii, se poate prevedea găsirea unor forme paralele la alte specii și genuri. Cu cât relația este mai strânsă, cu atât mai completă este similaritatea în seria variabilității.

Interpretarea modernă a legii. Speciile, genurile, familiile înrudite au gene omoloage și ordine de gene în cromozomi, a căror asemănare este cu atât mai completă, cât mai apropiată din punct de vedere evolutiv. Omologia genelor la speciile înrudite se manifestă prin asemănarea seriei variabilității lor ereditare (1987).

Sensul legii.

1. Legea seriei omologice a variabilității ereditare face posibilă găsirea caracterelor și variantelor necesare într-o varietate aproape infinită de forme ale diferitelor specii atât de plante cultivate, cât și de animale domestice, precum și rudele lor sălbatice.
2. Face posibilă căutarea cu succes a unor noi soiuri de plante cultivate și rase de animale domestice cu anumite trăsături necesare. Aceasta este enorma semnificație practică a legii pentru producția de culturi, creșterea animalelor și selecția.
3. Rolul său în geografia plantelor cultivate este comparabil cu rolul Tabelului periodic al elementelor lui D. I. Mendeleev în chimie. Prin aplicarea legii seriei omoloage se poate stabili centrul de origine al plantelor prin specii înrudite cu caractere și forme similare, care se dezvoltă probabil în același cadru geografic și ecologic.

Centrele geografice de origine a plantelor cultivate. Pentru apariția unui mare centru de origine al plantelor cultivate, N. I. Vavilov a considerat conditie necesara, pe lângă bogăția de specii de floră sălbatică potrivite pentru cultivare, prezența unei civilizații agricole străvechi. Omul de știință a ajuns la concluzia că marea majoritate a plantelor cultivate sunt asociate cu 7 centre geografice principale de origine:

1. tropicale din Asia de Sud
2. Est asiatic,
3. sud-vestul Asiei,
4. Mediterana,
5. etiopian
6. America Centrală,
7. andină.

În afara acestor centre, a existat un teritoriu semnificativ care a necesitat studii suplimentare pentru a identifica noi centre de domesticire a celor mai valoroși reprezentanți ai florei sălbatice. Adepții lui N. I. Vavilov - A. I. Kuptsov și A. M. Jukovski și-au continuat cercetările privind studiul centrelor de plante cultivate. Până la urmă, numărul centrelor și aria acoperită de acestea au crescut semnificativ, fiind 12

1. chino-japonez.
2. indoneziană-indochineză.
3. Australian.
4. hindustani.
5. Asia Centrală.
6. Asia anterioară.
7. Mediterana.
8. African.
9. european-siberian.
10. America Centrală.
11. America de Sud.
12. Nord american

Pe 4 iunie a făcut o prezentare „Legea seriei omologice în variabilitatea ereditară”. Aceasta este una dintre acele lucrări care sunt considerate fundamentale și reprezintă baza teoretică pentru cercetarea biologică. Esența legii se rezumă la faptul că speciile și genurile care sunt apropiate genetic (legate între ele prin unitatea de origine) se caracterizează prin serii similare în variabilitatea ereditară. Entuziasmul studenților pentru studiul cerealelor, apoi crucifere, leguminoase, dovleci, a permis lui Vavilov și studenților săi să găsească mutații care sunt similare la speciile înrudite și apoi la genuri. În tabelul elaborat ca urmare a experimentelor, Vavilov a notat mutațiile, a căror manifestare a fost găsită la aceste specii, cu semnul „+”, iar spațiile goale indică faptul că astfel de mutații ar trebui să fie, dar nu au fost încă descoperite. Un tabel cu celule goale care va fi completat cu dezvoltarea ulterioară a științei. Unde ne-am întâlnit cu așa ceva? Desigur, la chimie, faimosul tabel periodic! Regularitatea celor două legi este confirmată de știință. Celulele „vide” sunt umplute, iar aceasta este baza pentru selecția practică. Grâul dur este cunoscut doar în formă de primăvară, dar pe baza legii, grâul dur în formă de iarnă ar trebui să existe și în natură. Într-adevăr, a fost descoperit în curând la granița dintre Iran și Turcia. Dovleceii și pepenii galbeni se caracterizează prin fructe simple și segmentate, dar pepenele verde de această formă nu a fost descris pe vremea lui Vavilov. Dar pepeni verzi segmentați au fost găsiți în sud-estul părții europene a Rusiei. Cultura este dominată de cultivarea sfeclei cu trei lăstari, ale căror culturi necesită plivitul și îndepărtarea a doi lăstari în plus. Dar printre rudele sfeclei din natură au existat și forme cu un singur încolțit, astfel încât oamenii de știință au putut crea o nouă varietate de sfeclă unică. Lipsa culturilor de cereale este o mutație care s-a dovedit benefică în introducerea mașinilor de recoltare atunci când utilajul este mai puțin înfundat. Crescătorii, folosind legea Vavilov, au găsit forme fără awn și au creat noi soiuri de cereale fără awn. Faptele variabilității paralele la speciile apropiate și îndepărtate erau deja cunoscute lui C. Darwin. De exemplu, aceeași culoare a blanii rozătoarelor, albinismul la reprezentanții diferitelor grupuri ale lumii animale și ale oamenilor (se descrie cazul albinismului la negri), lipsa penajului la păsări, absența solzilor la pești, culoarea similară a fructelor culturilor de fructe și fructe de pădure, variabilitatea culturilor de rădăcină etc. specii și genuri, cu atât mai completă este similaritatea în seria variabilității. De aici – cauza mutațiilor omoloage – originea comună a genotipurilor. Natura vieîn procesul de evoluție a fost programat, așa cum ar fi, după o singură formulă, indiferent de momentul de proveniență al speciei. Legea seriei omologice în variabilitatea ereditară de către NI Vavilov nu a fost doar o confirmare a teoriei lui Darwin despre originea speciilor, ci a extins și ideea variabilității ereditare. Nikolai Ivanovici poate fi din nou proclamat: „Mulțumesc lui Darwin!”, dar și „Continuăm Darwin!” Să ne întoarcem la 1920. Amintirile martorilor oculari sunt interesante. Prezent la congresul Institutului Agricol de la Saratov (candidat ulterior Științe biologice) Alexandra Ivanovna Mordvinkina a amintit: „Congresul s-a deschis în cea mai mare sală a universității. Nici un raport nu mi-a făcut ulterior o impresie atât de puternică ca discursul lui Nikolai Ivanovici. A vorbit cu inspirație, toată lumea a ascultat cu răsuflarea tăiată, s-a simțit că ceva foarte mare și nou în știință se deschide înaintea noastră. Când au fost aplauze furtunoase, de lungă durată, profesorul Vyacheslav Rafailovici Zelensky a spus: „Aceștia sunt biologi care își salută Mendeleev”. Cuvintele lui Nikolai Maksimovici Tulaikov mi-au întipărit în special în memoria: „Ce se poate adăuga la acest raport? Pot spune un lucru: Rusia nu va pieri dacă are astfel de fii precum Nikolai Ivanovici. Nikolai Vladimirovici Timofeev-Resovsky, un genetician excelent care l-a cunoscut pe Vavilov nu numai prin muncă, ci și personal, a vorbit în mod confidențial unor cunoscuți apropiați: „Nikolai Ivanovici a fost o persoană minunată și un mare martir, un excelent cultivator și colecționar de plante, călător, un favorit curajos și universal, dar legea sa seriei omologice nu este legea serii analogice, ci și seria omologică!" Ce este omologia? Această asemănare se bazează pe o origine comună. Ce este o analogie? Asemănarea semnelor externe, care este determinată de un habitat similar, dar nu de rudenie. Deci cine are dreptate? Vavilov! Nu se poate decât să admiri profunzimea minții sale biologice! Schimbarea unui singur termen din titlu schimbă și esența legii. Conform legii seriei omoloage, toți oamenii sunt egali, pentru că unul origine biologică, și aparțin speciei homo sapiens, adică toți sunt la fel de deștepți, capabili și talentați etc., dar au diferențe externe: în înălțime, proporții între părțile corpului etc. Conform legii seriei analoge, oamenii sunt similari în exterior, deoarece au un habitat similar, dar origini diferite. Și acesta este deja loc pentru șovinism, rasism, naționalism, până la genocid. Și legea Vavilov spune că pigmeul Africii și baschetbalistul Americii sunt de aceeași rădăcină genetică, iar unul nu poate fi plasat peste celălalt - acest lucru este neștiințific! Valabilitatea regularității biologice universale descoperită de Vavilov a fost confirmată de cercetările moderne nu numai la plante, ci și la animale. Genetica modernă cred că legea dezvăluie perspective nemărginite cunoștințe științifice, generalizări și previziune” (Profesor M. E. Lobanov). O altă lucrare fundamentală a lui N. I. Vavilov, „Imunitatea plantelor la bolile infecțioase” (1919), aparține perioadei Saratov. Pe Pagina titlu Cartea Nikolai Ivanovici a scris: „Dedicată memoriei marelui cercetător al imunității Ilya Ilici Mechnikov”. Niciun mare om de știință nu se vede pe sine ca un independent în știință. Așa că Vavilov, mulțumită lui Mechnikov, și-a pus întrebarea: pot plantele să aibă forțe de protecție dacă animalele le au? În căutarea unui răspuns la întrebare, el a efectuat cercetări asupra cerealelor după o metodă originală și, rezumând practica și teoria, a pus bazele unei noi științe - fitoimunologia. Lucrarea a avut o importanță pur practică - să folosească imunitatea naturală a plantelor ca modalitate cea mai rațională și mai rentabilă de a controla dăunătorii. Tânărul om de știință a creat o teorie originală a imunității fiziologice a plantelor la bolile infecțioase, iar studiul imunității genotipice a stat la baza doctrinei. N. I. Vavilov a studiat reacția „gazdei” la introducerea parazitului, specificul acestei reacții și a aflat dacă întreaga serie este imună sau numai anumite tipuri din această serie. Nikolai Ivanovici a acordat o importanță deosebită imunității de grup, considerând că în reproducere este important să se creeze soiuri care sunt rezistente nu la o rasă, ci la o întreagă populație de rase fiziologice și este necesar să se caute astfel de specii rezistente în patria plantei. Știința a confirmat ulterior că speciile sălbatice - rude ale plantelor cultivate - au imunitate naturală și sunt mai puțin susceptibile la boli infecțioase. Este introducerea genelor de rezistență în plante în care sunt angajați amelioratorii moderni, folosind teoria lui N. I. Vavilov și metodele de inginerie genetică. Omul de știință a fost interesat de dezvoltarea problemelor de imunitate pe parcursul activității sale științifice: „Doctrina imunității plantelor la bolile infecțioase” (1935), „Legile imunității naturale a plantelor la bolile infecțioase (cheile pentru găsirea formelor imune)” (publicată abia în 1961). Academicianul Petr Mikhailovici Jukovski a remarcat pe bună dreptate: „În perioada Saratov, deși a fost scurtă (1917-1921), vedeta lui N. I. Vavilov, omul de știință, a crescut”. Mai târziu, Vavilov va scrie: „Am migrat din Saratov în martie 1921 cu întregul laborator de 27 de oameni”. A fost ales șef al Biroului de botanică aplicată al Comitetului științific agricol din Petrograd. Din 1921 până în 1929 - Profesor al Departamentului de Genetică și Ameliorare a Institutului Agricol din Leningrad. În 1921, V. I. Lenin a trimis doi oameni de știință la o conferință în America, unul dintre ei - N. I. Vavilov. Raportul de cercetare genetică l-a făcut popular printre oamenii de știință de la conferință. În America, spectacolele sale au fost însoțite de o ovație în picioare, asemănătoare cu cea care a fost mai târziu pentru Chkalov. „Dacă toți rușii sunt așa, atunci trebuie să fim prieteni cu ei”, au strigat ziarele americane. În anii 20-30. N. I. Vavilov se manifestă și ca un organizator major al științei. El a fost de fapt fondatorul și liderul permanent al Institutului All-Union of Plant Industry (VIR). În 1929, a Academia All-UnionȘtiințe Agricole (VASKhNIL) pe baza Institutului All-Union de Agronomie Experimentală, care a fost organizat anterior de Vavilov. A fost ales primul președinte (din 1929 până în 1935). Cu participarea directă a omului de știință, a fost organizat Institutul de Genetică al Academiei de Științe a URSS. În scurt timp, talentul lui Vavilov a creat scoala stiintifica geneticieni, care a devenit lider mondial. Toată munca inițială din țara noastră în domeniul geneticii a fost realizată de el sau sub conducerea sa. În VIR, a fost utilizată pentru prima dată metoda poliploidiei experimentale, iar G. D. Karpechenko a început să lucreze la utilizarea sa în hibridizarea la distanță. Vavilov a insistat să înceapă lucrările privind utilizarea fenomenului de heteroză și hibridizare interliniară. Astăzi este ABC-ul selecției, dar atunci a fost începutul. Peste 30 de ani de activitate științifică, au fost publicate aproximativ 400 de lucrări și articole! Memorie fenomenală, cunoaștere enciclopedică, cunoaștere a aproape douăzeci de limbi, conștientă de toate inovațiile din știință. A muncit 18-20 de ore pe zi. Mama l-a certat: „Nici nu ai timp să dormi...”, își amintește fiul lui Vavilov.

Legea, care a fost descoperită de remarcabilul om de știință rus N. I. Vavilov, este cel mai puternic stimulator pentru selecția de noi specii de plante și animale care sunt benefice pentru oameni. Chiar și în prezent, această regularitate joacă un rol important în studiul proceselor evolutive și în dezvoltarea unei baze de aclimatizare. Rezultatele cercetărilor lui Vavilov sunt importante și pentru interpretarea diferitelor fenomene biogeografice.

Esența Legii

Pe scurt, legea seriei omoloage este în felul următor: spectrele de variabilitate în tipurile înrudite de plante sunt similare între ele (adesea acesta este un număr strict fix de anumite variații). Vavilov și-a prezentat ideile la cel de-al III-lea Congres de selecție, care a avut loc în 1920 la Saratov. Pentru a demonstra funcționarea legii seriei omoloage, el a colectat întregul set de caracteristici ereditare ale plantelor cultivate, le-a aranjat într-un singur tabel și a comparat soiurile și subspeciile cunoscute la acea vreme.

studiul plantelor

Alături de cereale, Vavilov a luat în considerare și leguminoasele. În multe cazuri s-a găsit paralelism. În ciuda faptului că fiecare familie avea caractere fenotipice diferite, aveau propriile caracteristici, formă de exprimare. De exemplu, culoarea semințelor aproape oricărei plante cultivate a variat de la cea mai deschisă la negru. La plantele cultivate bine studiate de cercetători au fost găsite până la câteva sute de trăsături. La altele, care erau la acea vreme mai puțin studiate sau rude sălbatice ale plantelor cultivate, s-au observat mult mai puține semne.

Centrele geografice de distribuție a speciilor

Baza descoperirii legii seriei omologice a fost materialul pe care Vavilov l-a colectat în timpul expediției sale în țările din Africa, Asia, Europa și America. Primele presupuneri că există unele centre geografice, de unde provin speciile biologice, a fost realizată de omul de știință elvețian A. Decandole. Potrivit acestuia, odată ce aceste specii au acoperit teritorii întinse, uneori continente întregi. Cu toate acestea, Vavilov a fost cercetătorul care a fost capabil să studieze diversitatea plantelor pe baze științifice. A folosit o metodă numită diferențială. Întreaga colecție care a fost colectată de cercetător în timpul expedițiilor a fost supusă unei analize amănunțite folosind metode morfologice și genetice. Deci a fost posibil să se determine zona finală de concentrare a diversității formelor și caracteristicilor.

harta plantelor

În timpul acestor călătorii, omul de știință nu s-a încurcat în varietatea diferitelor specii de plante. El a aplicat toate informațiile cu creioane colorate pe hărți, apoi a transpus materialul într-o formă schematică. Astfel, a putut descoperi că pe întreaga planetă există doar câteva centre de diversitate a plantelor cultivate. Omul de știință a arătat direct cu ajutorul hărților modul în care speciile „se răspândesc” din aceste centre către alte regiuni geografice. Unii dintre ei merg pe o distanță scurtă. Alții cuceresc întreaga lume, așa cum s-a întâmplat cu grâul și mazărea.

Consecințe

Conform legii variabilității omologice, toate soiurile de plante apropiate genetic au serii aproximativ egale de variabilitate ereditară. În același timp, omul de știință a recunoscut că chiar și semnele similare în exterior pot avea o bază ereditară diferită. Ținând cont de faptul că fiecare dintre gene are capacitatea de a muta în direcții diferite și că acest proces poate continua fără o direcție specifică, Vavilov a presupus că numărul de mutații genetice la speciile înrudite va fi aproximativ același. Legea seriei omologice de N. I. Vavilov reflectă tipare generale proceselor mutație genetică, precum și formarea diferitelor organisme. Este baza principală pentru studiul speciilor biologice.

Vavilov a arătat și corolarul care decurgea din legea seriei omoloage. Sună așa: variabilitatea ereditară la aproape toate speciile de plante variază în paralel. Cu cât speciile sunt mai aproape una de cealaltă, cu atât mai mult se manifestă această omologie a caracterelor. Acum această lege este aplicată universal în selecția culturilor agricole, precum și a animalelor. Descoperirea legii seriei omoloage este una dintre cele mai mari realizări ale omului de știință, care i-a adus faima în întreaga lume.

Originea plantelor

Omul de știință a creat o teorie despre originea plantelor cultivate în puncte îndepărtate ale globului în diferite epoci preistorice. Conform legii lui Vavilov a seriei omoloage, speciile de plante și animale înrudite prezintă variații similare în variabilitatea trăsăturilor. Rolul acestei legi în creșterea culturilor și a animalelor poate fi comparat cu rolul jucat de tabelul de elemente periodice al lui D. Mendeleev în chimie. Folosind descoperirea sa, Vavilov a ajuns la concluzia despre care teritorii sunt sursele primare ale anumitor tipuri de plante.

• Lumea datorează regiunii chino-japoneze originea orezului, meiului, formelor goale de ovăz și multor tipuri de meri. De asemenea, teritoriile acestei regiuni găzduiesc soiuri valoroase de prune, curki orientali.
• palmier de cocos și trestie de zahăr - centru indoneziano-indochinez.
• Cu ajutorul legii seriei omologice a variabilității, Vavilov a reușit să demonstreze importanța mare a Peninsulei Hindustan în dezvoltarea producției vegetale. Aceste teritorii găzduiesc unele tipuri de fasole, vinete, castraveți.
• Pe teritoriul regiunii din Asia Centrală se cultivau în mod tradițional nuci, migdale, fistic. Vavilov a descoperit că acest teritoriu este locul de naștere al cepei, precum și tipurile primare de morcovi. În cele mai vechi timpuri, caisele erau cultivate. Unul dintre cei mai buni din lume sunt pepenii, care au fost crescuți pe teritoriile Asiei Centrale.
• Strugurii au apărut pentru prima dată în teritoriile mediteraneene. Tot aici s-a desfășurat și procesul de evoluție a grâului, inului, diverselor soiuri de ovăz. De asemenea, elemente destul de tipice ale florei mediteraneene este și măslinul. Aici a început și cultivarea lupinului, a trifoiului și a inului.
• Flora continentului australian a dat lumii eucalipt, salcâm, bumbac.
• Regiunea africană este locul de naștere a tuturor tipurilor de pepeni verzi.
• În teritoriile euro-siberiane se cultivau sfeclă de zahăr, meri siberieni și struguri de pădure.
• America de Sud este locul de naștere al bumbacului. Teritoriul Anzilor găzduiește și unele tipuri de roșii. Pe teritoriile vechiului Mexic creștea porumbul și unele tipuri de fasole. Tot aici a apărut tutunul.
• Pe teritoriile Africii, omul antic a folosit la început doar specii de plante locale. Continentul negru este locul de naștere al cafelei. Grâul a apărut pentru prima dată în Etiopia.

Folosind legea seriei omologice a variabilității, un om de știință poate identifica centrul de origine al plantelor prin acele caracteristici care sunt similare cu formele speciilor dintr-o altă zonă geografică. Pe lângă varietatea necesară a florei, pentru a dezvolta un centru mare de plante diverse cultivate, este nevoie și de o civilizație agricolă. Așa gândea N. I. Vavilov.

domesticirea animalelor

Datorită descoperirii legii seriei omoloage de variabilitate ereditară, a devenit posibilă descoperirea acelor locuri în care a avut loc pentru prima dată domesticirea animalelor. Se crede că s-a întâmplat în trei moduri. Aceasta este apropierea dintre om și animale; domesticirea forțată a tinerilor; domesticirea adulților. Teritoriile în care a avut loc domesticirea animalelor sălbatice sunt situate probabil în habitatele rudelor sălbatice ale acestora.

Îmblanzirea în diferite epoci

Se crede că câinele a fost domesticit în perioada mezoliticului. Omul a început să crească porci și capre în epoca neolitică, iar puțin mai târziu au fost îmblânziți caii sălbatici. Cu toate acestea, întrebarea cine au fost strămoșii animalelor domestice moderne nu este încă suficient de clară. Se crede că strămoșii vitelor au fost tururi, cai - tarpani și cai Przhevalsky, gâscă domestică - gâscă gri sălbatică. Acum, procesul de domesticire a animalelor nu poate fi numit complet. De exemplu, vulpile arctice și vulpile sălbatice sunt în proces de îmblânzire.

Semnificația legii seriei omoloage

Cu ajutorul acestei legi se poate stabili nu numai originea anumitor specii de plante și centrele de domesticire a animalelor. Vă permite să preziceți apariția mutațiilor prin compararea tiparelor de mutație în alte tipuri. De asemenea, folosind această lege, se poate prezice variabilitatea unei trăsături, posibilitatea apariției unor noi mutații prin analogie cu acele anomalii genetice care au fost găsite la alte specii înrudite cu această plantă.

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 serii omologice a variabilității ereditare: „Speciile și genurile care sunt apropiate genetic sunt caracterizate de serii similare de variabilitate ereditară cu o asemenea regularitate încât, cunoscând numărul de forme dintr-o specie, se poate prevedea prezența unor specii și genuri paralele în alte specii. Cu cât se află genetic mai aproape în sistem comun genurile și speciile, 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, sute de soiuri extrem de productive de plante și rase de animale, crește productivitatea unui număr de producători de substanțe biologic active de 10-20 de ori și, de asemenea, dezvăluie modalități de a crea mijloace de protejare a oamenilor de acțiunea factorilor mutageni.