|
 Labai svarbu pagerinti tų augalų, kurie auginami pagal mūsų poreikius, kokybę. Pradėjęs, ko gero, pusiau atsitiktinai sėjant šalia pirmųjų pasitaikiusių sėklų medžioklės namelio, žmogus jau savo kultūros istorijos aušroje ieško naujų augalų; Pamažu atsiranda kultūriniai augalai, kurie niekuo ar beveik niekuo nesiskiria nuo laukinių protėvių, o vėliau įgyja vis daugiau savybių.
Laikui bėgant žmogus aplink save sukūrė labai ypatingą „augmeniją“ - ištisą dirbtinį tokių augalų, kurių nėra laukinėje gamtoje ir niekada nebuvo, pasaulį.
Vienas iš svarbiausių kultūrinių augalų bruožų yra tas, kad didžiąja dalimi jie negali egzistuoti be žmogaus priežiūros savo sėklomis. Kita vertus, žmogus savo reikmėms gali naudoti tik tuos augalus, kurių sėklas galima išsaugoti bent kelis mėnesius, kol neprasidėjo palankus sėjai momentas.
Žmogus sukūrė ir toliau kuria tokius augalus, kurie yra ypač patogūs jo ekonominiams tikslams. Siekdamas išvengti didelių derliaus nuostolių, jis ieško veislių, kurios sunokusios nesumeta sėklų. Pavyzdžiui, kukurūzai grūdai taip tvirtai sėdi ant burbuolės, kad iš ten juos išlaisvinti galima tik jėga. Laukiniam augalui dažniausiai naudinga atvirkščiai - sėti jo sėklas kuo lengviau. Nesunku suprasti, kad kukurūzai apskritai negalėjo egzistuoti laukinėje gamtoje: grūdai, likę tvirtai įsitaisę ant burbuolės, visi išdygo, kai burbuolė nukrito ant drėgnos žemės, o daigai užstrigo vienas kitam. Tačiau to nepakanka, daugeliu atvejų kultūrinių augalų sėklos gali sudygti vasaros pabaigoje, netrukus po nokinimo. Ir tai jiems reiškia visišką mirtį mūsų klimato sąlygomis: subtilūs daugumos augalų rūšių daigai, žinoma, negalėjo pakęsti žiemos šalčio. Žmogaus apsaugoje sėklos žiemoja jo tvartuose ir sėjamos tik kitam pavasariui. Yra, tiesa, žieminių augalų, bet jų yra mažuma, ir jie neatlaiko žiemos kiekviename klimate; tolimojoje šiaurėje gali išgyventi tik anksti sunokstantys pavasariniai augalai. Štai kodėl miežiai, anksti sunokstantys pavasariniai augalai, eina toliausiai į šiaurę.
Tačiau norint, kad augalas būtų tinkamas kultūrai, jis turi turėti sėklų, kurias galima ilgai laikyti neprarandant daigumo. Todėl, kad ir koks vertingas augalas būtų savo savybėmis, jis mūsų kultūrai visiškai netinka, jei jo sėklos negali būti gyvybingos nuo derliaus nuėmimo iki sėjos. Galiausiai, yra atvejų, kai sėklos išlieka gyvybingos, tik dirbtinai sunkiai sukuriamomis sąlygomis, pavyzdžiui, laikant dideles grūdų mases vandenyje (laukinio vandens ryžiai).
 Kuo reikšminga iš jų gautų augalų sėklų laikymo trukmė ir laikymo būdas?
Pirmiausia prisiminkime, kas yra sėkla. Kiekvieno augalo sėkloje yra embrionas, turintis mažą šaknį ir stiebą; lapai pradeda dygti nuo pastarojo viršaus po daiginimo. Sėklos daigumas susideda iš to, kad šis mažas embrioninis augalas pradeda augti, palaipsniui išsivystydamas į didelį suaugusį augalą. Embriono, kaip ir bet kurio kito organizmo, vystymasis grindžiamas tuo, kad dauginasi jo sudedamosios ląstelės. Šios dalijančios ląstelės sudaro šaknies galiuką ir kotelio viršūnę embrione; visos būsimo augalo šaknys yra kilusios iš kelių embriono šaknies galiuko ląstelių, visos antžeminės augalo dalys (net gigantiškuose medžiuose) yra kilusios iš kelių pirminių embriono kamieno viršūnės ląstelių.
Iš jų augančių augalų kokybė priklauso nuo sėklų kokybės - iš rugių sėklų tikrai išaugs ne tik rugiai, bet ne iš kviečių, bet iš geros rugių veislės išaugs geri rugiai, o blogi rugiai. nuo blogo sėklų.
Kaip ką tik matėme, iš sėklų išsivystantis augalas yra iš kelių embriono ląstelių. Todėl akivaizdu, kad jo savybės turi būti šiose ląstelėse. Šie polinkiai - genai - yra ląstelės branduolyje, tiksliau chromosomose - mažose, kelių tūkstantųjų milimetro dydžio, kūnuose, kurie atsiranda branduolyje kiekvieną kartą, kai vyksta dalijimasis, tai yra ląstelių dauginimasis. Chromosomų rinkinys yra aparatas, kuriuo savybės yra perduodamos vystantis organizmui iš vienos ląstelės kartos į kitą. Tai yra paveldimumo aparatas. Bet kokie augalų, perduodamų per sėklas, skirtumai, nesvarbu, ar tai būtų žiedų spalva, ar vaisiaus skonis, ar derliaus dydis, priklauso nuo chromosomose esančių polinkių - genų, kurie perduodami nekintamai teisingai kiekvieno ląstelės dalijimosi į gautą vaisių metu. ląstelių. Todėl visose organizmą sudarančiose ląstelėse yra tie patys genai. Atskiros organizmo dalys, pavyzdžiui, lapas, stiebas, šaknis, gėlė, augale skiriasi viena nuo kitos, nes jų vystymasis vyksta skirtingomis sąlygomis. Kiekvienos ląstelės, kuri gali daugintis, - kamieno arba embriono šaknies galiuko, branduolyje yra tas pats genų rinkinys, kurio savybės daro įtaką besivystančio augalo charakteriui ir kokybei.
Šių savybių pastovumas - „paveldimumas“ - priklauso nuo to, kad kiekvieno ląstelės dalijimosi metu ne tik ląstelė dalijasi pusiau, bet kiekviena mažytė chromosomos dalelė, kiekvienas genas taip pat dalijasi į dvi dalis, formuodamas dvi visiškai identiškas chromosomas, dvi visiškai identiški genai. Genų savybės nesikeičia tūkstančius ir milijonus metų; mes žinome daug augalų, kurie ne tik
nesikeitė per kelis tūkstančius metų istorinį laikotarpį, pavyzdžiui, nuo Egipto faraonų laikų, tačiau išliko tokie patys kaip jų protėviai, gyvenę prieš milijonus metų ir aptikę senovės žemės plutos telkinius.
Sėklos embrionas yra nedidelė genų saugykla, paveldėta iš augalo, kuriame subrendo sėkla. Gyvenimas su visais savo ypatumais slepiasi sėklų sluoksnyje ir laukia nepalankių sąlygų; kai tik ateis palankus metas, prasideda vystymasis, auga augalas, kurio savybės priklausys nuo embriono ląstelėse esančių genų kokybės. Šios savybės išsaugomos ne tik daiginant daigą, bet ir ramybės būsenoje, kai sėkla guli sausa.
Bet kas daroma su paveldimais embriono polinkiais, esančiais sėkloje, bėgant laikui? Šio augalo gyvenimo laikotarpio trukmė paprastai yra griežtai apibrėžta: ąžuolas auga tūkstančius metų, o gilė guli, nedygdama, tik vieną žiemą; Gluosnis taip pat auga daugelį metų, tačiau jo sėklos dygsta iškart nukritus ant šlapios žemės. Labai retai sėklos gamtoje išlieka nedygusios ilgiau kaip 6–7 mėnesius. Kas daroma su jais, jei jiems tenka meluoti ilgiau nedygstant? Ar paveldimos embriono savybės nesikeičia, ar, atvirkščiai, laikui bėgant jos keičiasi?
Visi, žinoma, žino, kad nėra tokių sėklų, kurios amžinai išlaikytų gebėjimą dygti - anksčiau ar vėliau jos praranda daigumą. Laikotarpis, per kurį sėklos išlieka gyvybingos, skirtingiems augalams yra labai skirtingas, pavyzdžiui, rugiuose jis yra daug mažesnis nei kviečiuose, gluosnių sėklos praranda daigumą po kelių dienų po nokinimo, Indijos lotoso sėklos išlieka gyvybingos šimtmetį ar dar daugiau ... Tokie ilgi laikotarpiai turėtų būti laikomi išskirtiniais.
Sėklų daigumas nustatomas specialiose sėklų kontrolės stotyse ir apskaičiuojamas procentais.Vertinant sėklų kokybę, pirmiausia atkreipiamas dėmesys į daigumo procentą; kuo jis žemesnis, tuo daugiau sėklų reikia pasėti tame pačiame plote, norint gauti reikiamą augalų tankį.
 Daigumo praradimo priežastis vis dar nebuvo žinoma. Žinome tik tas sąlygas, kurios daro įtaką sėklų daigumo išsaugojimui. Taigi buvo nustatyta, kad dėl stipraus sėklų drėgnumo greitai prarandama daigumas, o sausoje vietoje, priešingai, daigumas trunka ilgiau. Rugių sėklos Maskvos regione, kur yra gana drėgna, trečiaisiais metais dažnai visiškai praranda daigumą, o Amerikos Arizonos valstijoje, kur vyrauja sausas klimatas, tie patys rugiai dešimtmetį gerai dygsta. Ypač greitai sėklos praranda daigumą Japonijoje dėl labai drėgno klimato ten. Bet net esant labai sausam klimatui sėklos gali greitai prarasti daigumą dėl savo drėgmės, pavyzdžiui, jei derliaus nuėmimo metu jos nėra pakankamai išdžiovintos, sukrautos drėgnoje patalpoje ir pan.
Dar visai neseniai buvo tikima, kad jokių sėklų pokyčių neįvyko, išskyrus jų laipsnišką daigumo praradimą. Visos veislės savybės - augimas, vystymosi greitis, derlius, vaisių ar grūdų kokybė, reikalavimai dirvožemiui, klimatui ir kt. - buvo laikomos stabiliomis, nesunaikinamomis, patvaresnėmis nei pati gyvybė; atrodė, kad embrionas miršta dar nepasikeitus paveldimoms savybėms.
Tačiau šis nuostabus paveldimų polinkių stabilumas nėra absoliutus. Daugiau nei trisdešimt metų buvo žinoma, kad augalų savybės gali pasikeisti: jie sėja, pavyzdžiui, bekvailius kviečius - ir staiga lauke auga vienas ar keli spygliuoti augalai; arba tarp sėjos staiga pasirodo geltoni daigai, neturintys chlorofilo, arba tarp baltų žiedų daigai raudonais žiedais ir kt. Tokie pokyčiai dažnai yra paveldimi, per sėklas perduodami kitoms kartoms; taigi iš vieno atsirandančio spygliuoto augalo sėklų toliau auga tik spygliuočiai augalai. Tokie reti pokyčiai, kurie perduodami palikuonims, retai įvyksta kartą per šimtus tūkstančių ir milijonų augalų, vadinami mutacijomis. Kaip dabar įrodyta, jie yra visų esamų gyvų rūšių rūšių skirtumų priežastis: jei nebūtų mutacijų, nebūtų ir tavęs. Gyvenimas žemėje tikriausiai egzistuotų kokia nors paprasčiausia forma.
Dauguma mutacijų yra kenksmingos organizmui: augale mutacija labai dažnai sukelia nevaisingumą, įvairius vystymosi nelygumus ir deformacijas. Tačiau kai kurios mutacijos yra naudingos augalui arba naudingos žmonėms; pasiimdamas tokias mutacijas, žmogus sukūrė daugybę jam reikalingų augalų veislių. Aišku, kaip svarbu mums būtų išmokti valdyti mutacijas. Taip pat būtina juos valdyti, kad apsaugotume mūsų vertingas veisles nuo nereikalingų ir kenksmingų savybių atsiradimo.
Tačiau mutacijų priežastys vis dar nebuvo žinomos; tik per pastaruosius 6–7 metus buvo įrodyta, kad jų skaičių gali labai padidinti išorinė įtaka kūnui, ląstelėms, kurios sukelia kūną. Stipriausią poveikį šiuo atžvilgiu daro rentgeno spinduliai, gėlių ar subrendusių sėklų švitinimas, kuris gali šimtus kartų padidinti mutacijų skaičių, todėl labai greitai sukuria daug naujų augalų savybių.
Kas yra mutacijų priežastis? Šių eilučių rašytojas to ieškojo ilgą laiką. Prieš kelerius metus man tapo aišku, kad mutacijų priežastis turi būti glaudžiai susijusi su ląstelėje vykstančiais gyvybės procesais, o ne iš išorės, pavyzdžiui, rentgeno spinduliais. Mutacijos yra visur, todėl jų priežastis turi būti visur. Apskritai lengviausia buvo manyti, kad mutacijas sukeliančios sąlygos yra sukurtos, kaip ką tik pasakyta, ląstelės viduje dėl ten vykstančių gyvybinių procesų.
Kokie procesai vyksta sėkloje, kai ji guli, pamažu praranda daigumą? Ar tikrai prarandamas tik daigumas, ar yra kitokių embriono savybių pokyčių? Ar sėklai gulint, joje esančio embriono paveldimos savybės nepasikeičia? Ar tiesa, kad veislės savybės išlieka visiškai nepakitusios, kol embrionas gyvas?
Praktikai jau seniai žino, kad senos sėklos neauga iš šviežių sėklų. Ilgalaikiai stebėjimai mums parodė tą patį. Be to, keletą metų dirbdami dirbtinį mutacijų gamybą švitindami sėklas rentgeno spinduliais, pastebėjome, kad iš tokių sėklų gauti daigai savo savybėmis yra labai panašūs į išaugintus iš senų sėklų.
 Išsamūs tyrimai, atlikti V. I. vardu pavadinto CIK Biologinio instituto citogenetikos laboratorijoje. KA Timiryazevas Maskvoje atrado nepaprastą reiškinį: kuo senesnės sėklos, tuo daugiau mutacijų gaunama iš iš jų išaugintų augalų. Pasirodo daug negražių augalų, daugelis jų yra beveik arba visiškai sterilūs, atsiranda visiškai naujų veislių ir tt Šie duomenys jau buvo išbandyti su daugeliu augalų rūšių, įskaitant rugius, kukurūzus, miežius, išbandyti ne tik čia, bet ir pasienyje. Kitas svarbus atradimas, atliktas beveik tuo pačiu metu mūsų šalyje ir, remiantis pirmuoju mūsų darbu, Kanadoje, buvo atradimas, kad mutacijų skaičius priklauso nuo šilumos ir drėgmės: tuo šilčiau yra kambaryje, kuriame laikomos sėklos, arba kuo drėgnesnė, tuo daugiau mutacijų atsiranda augaluose.
Šios mutacijos yra išreikštos įvairiausiais būdais; dauguma jų, kaip visada, yra kenksmingi. Jei sėklos yra labai senos arba deda per didelės drėgmės ir karščio sąlygomis, tada mutacijos visiškai sutrikdo vystymosi eigą, o sėkla praranda daigumą.
Nuostabi, bet visiškai suprantama šių mutantų augalų savybė yra tai, kad jie beveik visada yra chimeros (taip vadinami augalai, susidedantys iš įvairių paveldimų savybių audinių; iš tikrųjų bet koks skiepytas medis, pavyzdžiui, vaismedis, yra chimera, nes jis susideda iš paveldimų skirtingų dalių - iš laukinių gyvūnų ir kultūrinių šaknų). Kodėl taip yra, lengva suprasti, jei prisimename, kad augalas vystosi iš kelių embriono ląstelių: šaknys susidaro iš šaknies viršūninių ląstelių, o visos oro dalys - iš kelių kamieno viršūnės ląstelių. Mutacijos visada vyksta nepriklausomai skirtingose ląstelėse; todėl tarp pradinių embriono ląstelių kartu su mutantinėmis ląstelėmis beveik visada išlieka normalios ląstelės, o vėliau viena augalo dalis išsivysto iš mutantų ląstelių, kita - iš normalių. Retais atvejais pasirodo, kad augalas susideda iš kelių veislių dalių.
Dabar galime padaryti keletą labai svarbios praktinės reikšmės išvadų. Pirma, laikyti sėklas reiškia pakeisti. Senos sėklos yra senos tik pagal amžių - pagal savo savybes jos yra „naujos“, nes gali neauginti tų pačių augalų, iš kurių buvo surinktos. Todėl norint kuo greičiau rasti naujų augalų savybių, reikia pasėti senas sėklas. Sėklų atsargos, laikomos eksperimentinėse stotyse metų ir dešimčių metų laikotarpyje, gali būti vertingas šaltinis kuriant naujas augalų veisles. Kita vertus, dauginant senas sėklas ekonominiams augalams, rizikuojame sugadinti veislę, nes dauguma mutacijų yra žalingos. Antra, šiluma ir drėgmė, kurios pagreitina mutacijų atsiradimą, gali būti naudojamos dirbtinai mutacijoms sukelti. Šis metodas yra ne tik pigus, paprastas ir plačiai prieinamas, bet ir geresnis už kitus, nes tam nereikia dirbtinių sąlygų, pavyzdžiui, rentgeno. Be to, bus mažiau neigiamų šalutinių poveikių augalui. Tačiau laikant sėklas per karštoje patalpoje ar per daug drėgmės, jos gali būti netinkamos žemės ūkio pasėliams, net jei daigumas labai nesumažėja.Ypač reikia bijoti savaiminio grūdų pašildymo, kuriame vienu metu veikia ir šiluma, ir drėgmė.
M. S. Navashinas
Įdomu: mažiausias augalas
Mažiausias žydintis augalas - bešaknė volfija - priklauso ančių šeimai, gyvena stovinčių vandens telkinių paviršiuje, padengdama juos ruda plėvele, primenančia kavos tirščius. Individualaus augalo skersmuo retai būna didesnis nei milimetras. Skirtingai nuo didesnių ančių augalų rūšių, volfija neturi šaknies, ji sugeria reikiamas medžiagas visu paviršiumi panardinta į vandenį. Augalas net neturi lapų, visa tai susideda iš trumpo „stiebo lapo“, kurio specialioje įduboje naujas augalas pumpuruoja maždaug kartą per dieną. Bendras augalų skaičius per dieną padvigubėja. Žydinti volfija yra itin reta. Gėlė yra viršutinėje dalyje, kyšančioje iš vandens, ir yra įdubimas, į kurį dedama viena piestelė ir vienas kuokelis.
Wolffia gali būti pavojinga piktžolė ryžių laukuose, tačiau dėl greito dauginimosi ji kartais specialiai veisiama norint gauti baltymų ir angliavandenių turinčios žaliosios masės gyvulių pašarams.
|
