Меню

Экспедиция вавилова и открытие центров происхождения культурных растений

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Николай Иванович Вавилов

– советский биолог (генетик, селекционер, ботаник).

Не все ученые получают место в школьных учебниках. Ведь в школьной программе проходятся только важнейшие и крупнейшие факты и темы изучаемого предмета. Вклад Вавилова в биологию является таковыми, поэтому он заслужил место в школьной программе и ЕГЭ.

автор статьи — Саид Лутфуллин

Н. И. Вавилов начал интересоваться естественными науками еще в детстве. По этому направлению и решил пойти при выборе профессии. И, бесспорно, добился в нем определенных успехов.
Еще, будучи студентом, Вавилов участвовал в научных экспедициях. На него возлагались большие надежды. По окончании института ученый стажируется заграницей (во Франции, Англии, Германии). В этот период изучает иммунитет растений.

И первым серьезным научным трудом Николая Ивановича Вавилова стало учение об иммунитете растений. Это была монография, ее издали в 1919 году. На тот момент Вавилов уже был известен как ученый, занимал некоторые высокие посты, был профессором.

Вавилов принимал участия во всевозможных ботанических экспедициях по стране и заграницей, организатором некоторых являлся сам. Изучал родственные виды растений.

Результатом этих исследований стал

закон гомологических рядов наследственной изменчивости

Вавилов установил, что у родственных видов наблюдаются одинаковые мутации, одинаковые наследственные изменения .

  • Получается, что можно, зная некую мутацию, некое генетическое заболевание, полезный признак у дикого растения, предсказать то же самое у культурного родственника

В 1920 году Николай Иванович выступает с докладом на эту тему на Всероссийском съезде по селекции и семеноводству. Научное сообщество очень позитивно отозвалось об открытии. И более того открытие это признано значимым событием в истории мировой науки.

20-е года для нашего Отечества были нелегким временем. Угрожал голод. Все селекционеры, не исключая Вавилова, занимались разрешением этой проблемы. Ученый участвовал в конференциях, организовал систему селекционных станций. Изучались культурные растения.
Вавилов разработал систему испытаний культурных сортов. Чтобы сеялись только проверенные сорта. То есть, Николай Вавилов занимался проблемами сельского хозяйства, и обвинения самого Товарища Сталина (о которых мы поговорим чуть позже) в том, что якобы ученый занимается разного рода бесполезной ерундой, абсурдно.
Николай Вавилов продолжает участвовать в экспедициях, неоднократно рискует жизнью. Ученый начал собирать коллекцию семян растений из разных уголков земли. Путешествия Вавилова были признаны Географическим обществом СССР подвигом, за что ученый получил Медаль имени Н. М. Пржевальского.

В те же 20-е года Николай Вавилов сделал еще одно крупное открытие.

В ранние этапы становления человека начались процессы одомашнивания видов. Одомашнивание диких растений, начавшиеся независимо в разных уголках земли, привело к появлению культурных растений.

  • Вавилов установил, что м естность, где наблюдается наибольшее количество видов диких родственников культурного растения, где выше их генетическое разнообразие, является очагом (центром) происхождения этой культуры .

Николай Вавилов установил 7 центров происхождения культурных растений:

  1. Южноазиатский тропический центр: рис, огурец, цитрусовые, сахарный тростник, баклажан.
  2. Восточноазиатский центр: просо, редька, соя, гречиха, слива, вишня, грецкий орех, хурма.
  3. Юго-западноазиатский центр: мягкая пшеница, рожь, бобовые, конопля, репа, морковь, виноград, чеснок, дыня, лен.
  4. Средиземноморский центр: капуста, морковь, клевер, маслины, сахарная свекла, чечевица, брюссельская капуста.
  5. Абиссинский (эфиопский) центр: кофе, твердая пшеница, ячмень, банан, кунжут, кола.
  6. Центральноамериканский центр: кукуруза, какао, тыква, табак, фасоль, подсолнечник.
  7. Андийский (южноамериканский) центр: картофель, ананас, кокаиновый куст, томат.

Открытие центров происхождения позволяет обогащать генофонд культурных растений, лучше понимать закономерности их распространения, а также установить наиболее благоприятные условия содержания для этих растений.

За это открытие Н. И. Вавилов получил премию имени Ленина.

в 1929 году Вавилов занял пост президента ВАСХНИЛ (Всесоюзной академии сельского хозяйства имени Ленина). В этом же году ученый становился членом народного комиссариата земледелия СССР. Позднее возглавил Институт генетики академии наук СССР.

Николай Вавилов становится известным по всему миру. Он – автор нескольких десятков статей, монографий, докладов. Вавилов – член множества иностранных академий, научных обществ.
Коллекция семян Вавилова является самой богатой в мире коллекцией подобного рода. Такие коллекции создаются для сохранения культурных растений, их генетического разнообразия. Мало ли что, вдруг война, катаклизм, уничтожит все культурные растения: наступит голод. Коллекции семян позволяют в случае утраты восстановить их.
Вавиловская коллекция сохранилась по сей день, она находится в Санкт-Петербурге. Она пережила Великую Отечественную Войну и оккупацию. Даже в самые голодные месяцы блокады семена не съели . На сегодняшний день стоимость коллекции Вавилова в 10-11 трлн. долларов!

В 30-х годах в биологию приходит Трофим Лысенко. Он поднимается по карьерной лестнице, занимает руководящие посты, смещает Вавилова с должности президента ВАСХНИЛ.

С этого момента в СССР начинаются гонения на генетиков. В стране царствует лженаука. Сталин считает, что Лысенко занимается полезной деятельностью: спасает от голода страну, а Вавилов мало того, что занимается какой-то ерундой, так еще и мешает Лысенко.
У Вавилова и Лысенко появляются разногласия, которые переросли в открытый конфликт. В конце концов, Вавилова арестовали. Сначала приговорили к смертной казни, но потом заменили на долгий срок.

Николай Иванович Вавилов умер в голодный 43 год в лагере.
И посмертно реабилитирован в 1955 году.

Читайте также:  Контейнер для растений из бетона

Научные достижения Вавилова:

2.Закон гомологических рядов наследственной изменчивости.

3.Учение о центрах происхождения культурных растений.

4.Крупнейшая коллекция семян культурных растений.

5.Вавилов описал несколько видов растений. И после латинского называния этих видов, по правилам систематики, пишется имя ученого, описавшего данный вид – Vavilov.

Н.И. Вавилова по праву считают ученым, сделавшим огромный вклад в развитие эволюционного учения, концепции биологического вида, и, конечно же, в практическую селекцию.

Источник

Бесценная кладовая Вавилова

Выдающийся русский учёный-генетик создал уникальный банк- семенохранилище. Его коллекция стала первым в мире банком генов

Дарвином XX века называли Николая Ивановича Вавилова. Его вклад в мировую науку огромен, но великий учёный, которому завидовали бездарные карьеристы, попал под жернова невежественной власти. Тем не менее до конца своих дней Вавилов был убеждён: настоящий учёный служит не людям, а истине. Помимо выдающихся успехов в области изучения иммунитета растений, открытия закона гомологических рядов в наследственной изменчивости, главными достижениями Николая Вавилова стали собранная им коллекция семян и учение о центрах происхождения культурных растений.

В 2006 году под эгидой ООН на острове Шпицберген был создан Всемирный банк-семенохранилище. Цель банка – сохранить посадочный материал всех сельскохозяйственных растений, существующих в мире, задача – не допустить уничтожения семян в случае общемировых катастроф, таких как падение астероида, ядерная война или глобальное потепление. Проект, рассчитанный в будущем на сохранение 4,5 млн образцов семян, был профинансирован Норвегией и обошёлся в 9 млн долларов.

Вот только саму идею создания семенохранилища впервые сформулировал выдающийся русский учёный Николай Вавилов. С 1923 по 1940 год Вавилов и его сотрудники провели 180 экспедиций, из них сорок – в 65 зарубежных стран. Правда, сам Николай Иванович начал эту деятельность ещё в студенческие годы (экспедиция по Кавказу), а в 1916 году он осуществил экспедицию в Иран и Горный Таджикистан. Результатами экспедиций Вавилова стало создание при Всероссийском институте растениеводства (ВИР) коллекции семян и культурных растений, насчитывавшей более 250 тыс. образцов. Кроме того, коллекция, которую по полному праву можно назвать Вавиловской, стала первым в мире банком генов и нашла широкое применение в селекционной работе. Не умаляя значения других направлений деятельности Николая Вавилова, его коллекцию можно назвать подлинным научным подвигом ХХ века.

Что, если попытаться сравнить масштаб Всемирного банка XXI века и коллекции Вавилова середины ХХ века? Воспользуемся следующей аналогией – покупательной способностью доллара. С середины 1930-х годов она уменьшилась почти в 25 раз, но, даже если в 15 раз, всё равно коллекция, собранная Вавиловым, соотносима не с нынешней «коллекцией» Всемирного банка, а с его перспективным объёмом. Более того, Вавилов, писавший, что необходимо «добыть, собрать, изучить и реализовать «залежи сортовых руд», не только собрал образцы семян и растений, но также установил более 60 агроэкологических областей, из которых семь обозначил главными. Это основные географические центры происхождения культурных растений: Южноазиатский тропический центр (около 33% от общего числа видов культурных растений – например, огурец, лимон, манго, рис, банан, кокосовая пальма, чёрный перец), Восточноазиатский центр (20% – просо, соя, редька, грецкий орех, мандарин, хурма, бамбук, женьшень), Юго-Западноазиатский центр (14% – пшеница, ячмень, рожь, слива, фундук, финиковая пальма), Средиземноморский центр (примерно 11% – овёс, лён, лавр, виноград, капуста, кабачок, петрушка, сельдерей, горох, бобы, морковь, свёкла, редис, мята, тмин, хрен, укроп), Эфиопский центр (около 4% – кофе, сорго, хлопчатник, кунжут, арбуз), Центральноамериканский центр (10% – кукуруза, фасоль, тыква, какао, перец, подсолнечник, табак, топинамбур, папайя) и Андийский (Южноамериканский) центр (около 8% – картофель, помидор, ананас, гевея, арахис).

Как подлинная научная теория, теория Вавилова о географических центрах подразумевает, оставаясь незыблемой в основе, возможность корректировки. Выдвинутые им положения о центрах культурных растений уточнялись его учениками и последователями. Например, были описаны центры в Судане, Новой Гвинее. При этом важно, что Вавилова интересовала не сама по себе родина тех или иных культурных растений, а то, что он называл «земледельческой душой» страны, то, как и каким образом одна «душа» соотносится с другими «душами», а все они вместе составляют необычайно богатую палитру культурного земледелия.

Вавилов – директор Института генетики АН СССР, 1933

Николай Вавилов родился 25 ноября 1887 года в семье московского купца второй гильдии Ивана Ильича Вавилова, совладельца мануфактурной компании «Удалов и Вавилов». По воле отца Николай поступил в Московское коммерческое училище, но идти по стопам родителя отказался и в 1906 году поступил в Московский сельскохозяйственный институт на агрономический факультет, где его учителями стали микробиолог и физиолог растений Николай Худяков и агрохимик и биохимик Дмитрий Прянишников. По окончании института Вавилов стажировался во Франции и Германии, а потом почти год, между 1913 и 1914 годом, провёл в Великобритании, в лаборатории Уильяма Бэтсона, пионера современной генетики, первого, кто ввёл в оборот слово «генетика» в 1901 году.

Когда началась Первая мировая война, Вавилов был освобождён от призыва по причине приобретённого ещё в детстве после травмы дефекта зрения. Тем не менее он был привлечён в качестве эксперта для определения причин массового отравления солдат русского экспедиционного корпуса в Персии. Вавилов выяснил, что в местной муке, из которой пекли солдатский хлеб, содержались частицы семян сорняка плевела опьяняющего, а также грибки, вырабатывающие ядовитые вещества, способные вызвать летальный исход. По рекомендации Вавилова русское командование отказалось от закупки местных продуктов, и случаи отравлений прекратились.

Читайте также:  Самоанализ занятия нод поможем растениям в уголке природы

В 1916 году учёный отправился в путешествие на Памир. В переводе с санскрита Памир означает «подножье смерти». Позднее Вавилов признавался, что именно с «крыши мира» протянулась путеводная нить его дальнейших изысканий, вошедших в сокровищницу науки. В этой экспедиции Вавилов открыл несколько прежде неизвестных науке разновидностей пшеницы и ржи, понял, что необходимо будет изучать важнейшие культуры на местах их происхождения.

С самого начала 1920-х годов Николай Вавилов начал готовить агрономическую экспедицию в Туркестан и Афганистан, состоявшуюся в 1924 году. Исследователи переходили через горные перевалы, ночевали по несколько недель под открытым небом, но смогли собрать свыше 7 тыс. образцов полевых, огородных и плодовых культур, полностью выполнив намеченную программу. Одними из первых европейцев Вавилов и его коллега Дмитрий Букинич проникли в Нуристан, «страну неверных», высокогорную провинцию на границе Афганистана и Пакистана, до конца XIX века закрытую не только для европейцев, но и для мусульман из-за того, что там проживали приверженцы древней гиндукушской религии, потомки древних ариев. Там, в Нуристане, Вавилов обнаружил «оригинальную» смородину и барбарис, показал, что именно здесь впервые начали выращивать грецкий орех. Для Вавилова стало значимым то, что собранные результаты подтвердили предположение о нахождении в Афганистане центров происхождения и разнообразия важнейших сельскохозяйственных культур. Причём, зная эти центры, Николай Вавилов мог решить одну из главнейших проблем биологии – проблему образования видов.

После Афганистана Вавилов, спустя лишь год, отправился в страны Средиземноморья, чуть позже, преодолев множество препятствий, побывал в Абиссинии и Эритрее. Позднее, в начале 1930-х годов, в своей третьей поездке, посетил Новый Свет. Вавилову удалось за полгода побывать в 17 странах Северной, Центральной и Южной Америки. К огромному сожалению, после ареста Николая Вавилова большая часть путевых дневников, писем, отчётов об этом путешествии бесследно исчезла в архивах НКВД. Сохранено, правда, главное: семенные сборы в кладовых ВИРа.

«ВСЁ У ВАС? ВЫ СВОБОДНЫ!»

Жизнь Николая Ивановича Вавилова оборвалась трагически. По совершенно надуманному обвинению он был арестован и после жестоких допросов, избиений и издевательств, приговорён в июле 1941 года к высшей мере наказания. Через год первоначальный приговор был заменён на 20-летний срок заключения, но 26 января 1943 года Николай Вавилов умер в саратовской тюремной больнице.

Совмещать описание, пусть и очень фрагментарное, выдающихся достижений гениального учёного и гонений, которые обрушились на него самого и его учеников начиная с 1930-х годов и достигли апогея перед самой войной, вряд ли продуктивно, тем более в рамках одной статьи. Однако стоит отметить главные причины, которые привели не только к аресту и гибели Николая Ивановича, но из-за которых следователи, ведшие дело академика Вавилова (он был избран в Академию в 1929 году), так усердствовали, фальсифицировали материалы следствия, пытались сделать из Вавилова чуть ли не руководителя никогда не существовавшей «контрреволюционной Трудовой крестьянской партии».

Во-первых, тут огромна роль малограмотного агронома Трофима Лысенко. Стоявший на позициях ламаркизма, отрицавших как дарвинизм, так и открытия генетиков конца XIX – начала ХХ века, Лысенко стал любимцем вождя. Эта любовь базировалась на соответствии антинаучных по сути взглядов Лысенко в биологии и представлений Сталина об обществе и законах его развития. Генетика, «продажная девка империализма», отрицала то, во что истово верил, вслед за французским биологом XVIII века Жаном Батистом Ламарком, Лысенко. То есть то, что основной движущей силой эволюции (изменения видов) является внутренне присущее организмам стремление к совершенствованию. Кроме того, ламаркизм придавал большое значение влиянию «упражнения» и «неупражнения» органов на их эволюционные судьбы, поскольку в рамках ламаркизма предполагалось, что последствия упражнения или неупражнения могут передаваться по наследству. Сталин же и его соратники видели, пусть даже никогда и не слышав о самом Ламарке, в подобной теории оправдание усилий по созданию нового, коммунистического общества. Общества, в котором жить позволено только тем, кто правильно выполняет предписанные партией «упражнения» и, таким образом, годится на роль «винтика».

Николай Вавилов, как и многие другие, на эту роль не подходил. Он был честен, бескомпромиссен, не мог подстраиваться под требования власти, тем более когда они шли в разрез с данными науки. Видимо, этим он вызвал у Сталина исключительную личную неприязнь. Показательно то, как прошла их последняя встреча: Сталин не предложил Вавилову сесть, заставил его доложить о работе ВИРа стоя, сам прохаживался, покуривая трубку и недовольно покашливая. Когда Вавилов замолчал, Сталин выбил пепел из трубки и сказал: «Всё у вас? Вы свободны!» И во время экспедиции по присоединённым к СССР в 1939 году западным областям Белоруссии и Украины 6 августа 1940 года Николай Иванович Вавилов, будучи уже давно невыездным, был арестован в городе Черновцы.

Читайте также:  Семейство двудольных травянистых и кустарниковых растений букв 12 букв

БЛОКАДНАЯ КОЛЛЕКЦИЯ

Нет никакого преувеличения в том, чтобы назвать жизнь и научную деятельность Николая Ивановича Вавилова подвигом. Вавилов преследовал одну-единственную цель – используя методы современной ему науки, обеспечить пищей людей, умирающих от голода в разных регионах мира, а также так улучшить сельское хозяйство своей страны, чтобы поднять продовольственные стандарты. Только на основе лично собранных Вавиловым семенных материалов выведено более ста районированных сортов, прошедших государственные испытания и рекомендованных для посевов. Ни один селекционер, в каком бы уголке нашей страны он ни работал, не обходился и не обходится без Национальной семенной коллекции ВИРа. А что осталось от завистливого псевдоучёного Лысенко? Глупейшая идея яровизации зерновых, провалившаяся затея с посадкой картофеля верхушками клубней да так называемая ветвистая пшеница, на самом деле не дававшая никакой прибавки к урожаю, но позволившая Лысенко укрепить свой авторитет в глазах Сталина.

Ни Николай Вавилов, ни его последователи не занимались подобными фальсификациями. Его ученики в первую блокадную зиму, когда Вавилов уже больше года находился в тюрьме, действительно совершили подвиг: они сохранили его коллекцию. Сами теряя сознание от голода, удержались от того, чтобы использовать хранившиеся в здании ВИРа на Исаакиевской площади тонны зерна и картофеля, а потом вывезли, каждый понемногу, более 3 тыс. образцов по проложенной через Ладожское озеро «Дороге жизни».
Мемориальная доска академику Вавилову на здании Всесоюзного института растениеводства в Санкт-Петербурге

Источник

Вклад Н.И. Вавилова в развитие селекции. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости

Вклад Н.И. Вавилова в развитие селекции

Селекция — это комплексная наука, теоретической основой которой является генетика.

Основоположником теоретической селекции является Н.И. Вавилов, который и определил основные задачи этой науки.

с 1924 и по 1939 годы Н.И. Вавилов организовал 180 экспедиций с целью изучения многообразия и географического распространения культурных растений. В ходе экспедиций было собрано более 250 000 образцов растений из различных регионов земного шара, которые до сих пор используются в качестве исходного материала для выведения новых сортов растений. Экспедиции позволили Вавилову выявить мировые очаги (центры происхождения) культурных растений.

Советский ботаник Николай Вавилов на основе теоретической базы генетики обосновал практические основы селекции. Он много путешествовал и собирал семена редких и продуктивных растений в разных уголках земного шара. Результатом стало создание уникальной коллекции семян – база для получения новых сортов культурных растений.

Важным открытием Н.И. Вавилова стали центры происхождения культурных растений. Данные ученый собирал и систематизировал после экспедиций по регионам мира. Идеи о существовании регионов или областей, где выведены культурные растения далекими предками, были выдвинуты Ч. Дарвином. Он утверждал, что остатки окультуренных форм во всем генетическом разнообразии сохранились в диком виде. Николай Вавилов поддержал и доказал верные выводы, сделанные Ч. Дарвином. Проведя практические исследования, он выделил 7 центров происхождения культурных растений.

Центры происхождения

  1. Южноазиатский (рис, сахарный тростник, баклажан, кокосовое пальмы и др.).
  2. Восточноазиатский (просо, гречиха, груши, яблони, сливы, ряда цитрусовых).
  3. Юго-западно-азиатский (мягкая пшеница, карликовая пшеница, горох, чечевица, конские бобы, хлопчатник).
  4. Средиземноморский (маслины, свекла, капуста и др.).
  5. Центральноамериканский (кукуруза, американская фасоль, тыква, перец, какао, американский хлопчатник).
  6. Южно-американский (картофель, табак, ананас, арахис).
  7. Абиссинский (эфиопский) (твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево).

В каждом центре берут происхождение растения, которые выращивались в древних цивилизациях. Ученый доказал, что часть растений в древности окультурена в горных областях тропиков, субтропиков и умеренного пояса. Их семена Николай Вавилов привез в Россию, что стало толчком для дальнейшего развития селекции и создания новых сортов.

Н.И. Вавилов был не только практиком, он полностью владел теоретической базой генетики и создал закон гомологических рядов. С сообщением ученый выступил на III Всероссийском съезде селекционеров в 1920 году. Суть закона состоит в следующем: близкие роды и виды обладают сходными чертами наследственной изменчивости.

В основе закона лежит степень исторического родства, которое пропорционально количеству общих генов. Отсюда вытекает возможность сходных мутаций, что проявляется в фенотипе (внешнем облике) похожими изменениями. Благодаря выявленным, в близкородственных группах, сочетанием признаков, можно предвидеть существование новых, еще неизвестных науке видов.

Закон представляет собой не только теорию, он подтвержден практическими опытами. Например, если известны арбузы круглой и продолговатой формы, то такие же признаки есть и у дыни. Если у пшеницы колос желтый, красный, серый, то и у ржи будут выражены такие же цвета. Позже было доказано, что закон действует и в отношении животного царства.

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости

  • Чем ближе генетически в общей системе расположены роды и виды, тем полнее тождество в рядах их изменчивости.
  • Целые семейства растений характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды, составляющие семейство.

Важно! Применяя этот закон к наследственной изменчивости можно сделать достоверный прогноз о проявлениях сходных фенотипических признаков у «близких родственников» (роды, виды). Селекция, опираясь на закон гомологических рядов, продвинулась в выведении новых сортов растений и пород животных с заданными наследственными признаками.

Источник