Центры происхождения зерновых культур

Учение академика Н. И. Вавилова о центрах происхождения культурных растений

В результате изучения различных видов и сортов растений, собранных в странах Европы, Азии, Африки, Северной и Южной Америки, он установил очаги формообразования, или центры происхождения культурных растений.

Открытые им закономерности географического распределения видового и сортового состава в первичных очагах и расселения растений из этих очагов облегчают поиски необходимого растительного материала для селекции и экспериментальной ботаники.

В одних районах сосредоточены растения с признаками скороспелости, в других - засухоустойчивости и т.д. Материалы и коллекции экспедиций позволили впервые в нашей стране (1923г.) произвести в разных зонах опытные географические посевы культурных растений с целью изучить их изменчивость и дать им эволюционную и селекционную оценку. Таким образом, была заложена основа для организации государственного сортоиспытания полевых культур.

Итогом всех экспедиций академика Вавилова стало одно из главных открытий ученого - установление основных центров происхождения культурных растений, которые одновременно являются и центрами древних цивилизаций. Под руководством и при участии академика Вавилова в СССР создана хранящаяся в ВИРе мировая коллекция культурных растений, насчитывающая более 300 тыс. образцов. Многие сорта различных сельскохозяйственных культур, распространенные в СССР, представляют собой результат селекционной работы с соответствующими образцами из коллекции ВИРа.

Академик Н. И. Вавилов уделял много внимания продвижению земледелия в неосвоенные районы Севера, полупустынь и высокогорий. Проблема интродукции новых культур оказалась в значительной степени разрешенной для влажных и сухих субтропиков в СССР.

По инициативе академика Вавилова в стране стали выращивать новые ценные культуры: джут, тунговое дерево, многолетние эфирномасличные, лекарственные, дубильные, кормовые и другие растения. В 1919г. обосновал учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям, показав селекционерам возможности выведения иммунных сортов, среди которых особое значение имеют сорта, одновременно иммунные к нескольким заболеваниям и устойчивые против вредителей.

Другим важнейшим теоретическим обобщением академика Н. И. Вавилова стал закон гомологических рядов наследственной изменчивости (1920 г.) у близких видов, родов и даже семейств.

Этот закон показывает одну из важнейших закономерностей эволюции, состоящую в том, что у близких видов и родов возникают сходные наследственные изменения. Ученый обнаружил удивительное повторение одних и тех же признаков у растений родственных видов. Так, у мягкой пшеницы есть растения с остистыми, безостыми, полуостистыми колосьями; белоколосые, красноколосые, черноколосые, сероколосые формы и т.д. Родственные мягкой пшенице виды имеют те же формы. Академик Вавилов объяснил это тем, что у родственных организмов изменчивость признаков идет в одном направлении - параллельно. Такую параллельную изменчивость имеют виды не только одного рода, но и близких по своему происхождению родов, например, пшеницы, ячменя, ржи и других злаков.

Таким образом, обнаружение спонтанных или индуцированных мутаций у одного вида дает основания для поисков сходных мутаций у родственных видов растений или животных.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости с успехом используется в селекционной практике. Пользуясь этим законом, по ряду морфологических признаков и свойств одного вида или рода можно предвидеть существование соответствующих форм у другого вида или рода. Закон облегчает селекционерам поиски новых исходных форм для скрещивания и отбора.

Академик Вавилов дал определение линнеевскому виду как обособленной сложной подвижной морфо-физиологической системе, связанной в своем генезисе с определенной средой и ареалом (1930 г.). Академик Вавилов обосновал эколого-географические принципы селекции и принципы создания исходного материала для селекции.

Вавилов опубликовал около 300 научных работ по селекции, земледелию, географии, организации сельского хозяйства. Много внимания Николай Иванович уделял организации сельскохозяйственной науки.

Центры происхождения зерновых культур

Успех селекционной работы в основном зависит от генетического разнообразия исходной группы растений и животных. Между тем генофонд существующих сортов растений, естественно, очень ограничен по сравнению с генофондом исходного дикого вида. Поэтому поиски полезных признаков среди диких предков очень важны для выведения новых сортов растений. С целью изучения многообразия и географического распространения культурных растений академик Н. И. Вавилов (1887 - 1943) организовал многочисленные экспедиции как на территории нашей страны, так и во многих зарубежных странах. Экспедиции Всесоюзного Института растениеводства 1919-1939гт., возглавляемые выдающимся биологом и географом академиком Н. И. Вавиловым в Африку, Азию, Латинскую Америку доказали, что большинство культурных растений произошло в семи главных ареалах. В этот период академиком Вавиловым и другими сотрудниками ВИРа было совершено 180 экспедиций, из них 40 в 65 зарубежных стран. Установленные ареалы приурочены к территориям, где чрезвычайное богатство флоры, значительное по численности сельское население, сыгравшие решающую роль в использовании человеком дикой природы, привели к появлению древних земледельческих цивилизаций.

Центр происхождения культурных растений - район земного шара, где возникли и были введены в культуру определенные виды и подвиды полезных для человека растений и где сосредоточено их наибольшее генетическое разнообразие. Эти центры являются макроареалами происхождения культурных растений. Внутри них выделяют локальные центры (микроцентры) возникновения отдельных культур. Академик Н. И. Вавилов, которому принадлежит разработка теории центров происхождения культурных растений, указывал на наличие первичных и вторичных центров происхождения культурных растений.

Первые - более древние, изначальные, вторые - возникшие с развитием экономических отношений в человеческом обществе, в результате перевоза изначальных предков культурных растений и введения в культуру диких форм.

Центр происхождения - территория, в пределах которой формировался вид или другая систематическая категория перед их более широким распространением.

Центры происхождения культурных растений 

Рис. 1 Центры происхождения культурных растений

На рис. 1 показаны центры происхождения культурных растений. Изначально сельское хозяйство в этих ареалах развивалось изолировано. Впоследствии, мировая торговля способствовала распространению некоторых видов растений на другие континенты. Большинство же видов (более 3/4) так и не вышло за пределы первоначальных ареалов видообразования.

Академик Н. И. Вавилов выделил семь таких центров:

Южноазиатский- родина риса, сахарного тростника, цитрусовых;

Юго-заладноазиатский- родина гороха, бобов, мягкой пшеницы;

Восточноазиатский - китайский- родина хлебных злаков, бобовых;

Средиземноморский- родина чечевицы, капусты, клевера;

Абиссинский- родина твердой пшеницы, сорго,кофе, ячменя;

Центрально-Американский- родина хлопчатника, кукурузы, томатов, тыквы, фасоли;

Андийский- родина картофеля, хинного дерева.

Эти центры особенно изобилуют многообразием видов. Академик Н. И. Вавилов со своими сотрудниками собрал из этих мест мировую коллекцию растений, обладающих большим генотипическим разнообразием. Эта коллекция и теперь служит богатым исходным материалом для скрещивания и выведения ценных сортов, т.е. для селекционной работы.

Азия - самый большой по площади материк, дал миру наибольшее число видов (около 70%) всей культурной флоры. Здесь выделяются Тропический, Юго-Западно-Азиатский и Восточно-Азиатский центры, связанные с древнеиндийской и индокитайской земледельческими цивилизациями.

В Средиземноморском центре существовали развитые эллинская, этрусская и древнеегипетская цивилизации.

Абиссинская земледельческая культура, по времени совпавшая с древнеегипетской, развилась в изолированных районах Эфиопского нагорья.

В пределах Нового Света выделяются Центрально-Американский и Андийский центры (цивилизации майя, муисков и инков).

Австралия - единственный континент, который до прихода европейцев не знал земледелия. Только в последние десятилетия эвкалипты и акации начинают использоваться в хозяйстве других регионов мира.

Особый интерес представляла экспедиция в Эфиопию (1926-1927гг.): академик Вавилов установил, что там находится центр происхождения твердых пшениц. Характеристика центров происхождения культурных растений, в том числе и зерновых, приведена в таблице 1.

Таблица 1

Центры происхождения культурных растений

Центр и его доля в происхождении мировой культурной флоры Географическое положение Основные культуры
1.  Тропический (30%)

(Южноазиатский)

Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, о-ва Юго - Восточной Азии рис, сахарный тростник (о. Новая Гвинея), финиковая пальма (Индия), бананы (Малайзия), персик (Китай), некоторые плодовые и овощные культуры
2. Восточно-Азиатский

(20%)

Субтропические и умеренные районы Центрального и Восточного Китая, Кореи, Японии, о. Тайвань Соя, просо, гречиха, камфорное дерево (о. Тайвань), соя (Китай), просо, таро, чай, некоторые овощные культуры, цитрусовые, кокосовая пальма, манго
3. Юго - Западно - Азиатский

(15%)

1) Кавказский пшеница, рожь, бобовые плодовые (яблоня, груша)
2) Переднеазиатский (п-в Малая Азия, Сирия, Палестина, Иордания, Иран, Северный Афганистан) овес, рожь, морковь, инжир, виноград
3) Северо - Западно - Индийский (Пенджаб, Кашмир, Белуджистан, юг Афганистана) дикие родственники пшеницы, ржи, плодовых, опийный мак
4. Средиземноморский (10-11%) Побережье Средиземного моря Чечевица, маслина, свекла, капуста, лен
5. Абиссинский (3—4%) Эфиопское нагорье Твердая пшеница, ячмень, хлебный злак тэфф, кофейное дерево, некоторые виды сорго, коровий горох, арбуз
6. Центрально-Американский (8%) 1) Вест - Индский длинноволокнистый хлопчатник, арахис
2) Центрально - Американский тыква, сладкий картофель, фасоль, авокадо
3) Южно - Американский Кукуруза, какао (бассейн р.0риноко), табак (бассейн р. Ла-Плата), арахис
7. Андийский (8-9%) (Южноамериканский) Горные районы Анд томаты, хинное дерево, кокаиновый куст, картофель