L'essenza della legge delle serie omologhe della variabilità ereditaria. Serie omologica di variabilità ereditaria

Sono chiamate mutazioni che si verificano naturalmente senza influenzare il corpo di vari fattori spontaneo. La caratteristica principale della manifestazione di mutazioni spontaneeè che specie e generi geneticamente vicini sono caratterizzati dalla presenza di simili forme di variabilità. Il modello della presenza di serie omologhe nella variabilità ereditaria è stato stabilito dall'eccezionale genetista e allevatore, l'accademico N.I. Vavilov (1920). Ha scoperto che le serie omologhe esistono non solo a livello di specie e genere nelle piante, ma possono anche essere trovate nei mammiferi e nell'uomo.

L'essenza della legge è quella i generi e le specie geneticamente vicini sono caratterizzati da serie omologhe (simili) in variabilità ereditaria. Una simile variabilità genotipica si basa su un genotipo simile in forme strettamente correlate (cioè, un insieme di geni, la loro posizione in loci omologhi). Pertanto, conoscendo le forme di variabilità, ad esempio un certo numero di mutazioni in specie all'interno dello stesso genere, si può ipotizzare la presenza delle stesse mutazioni in altre specie di un determinato genere o famiglia. Mutazioni simili in specie geneticamente correlate N.I. Vavilov ha chiamato serie omologhe nella variabilità ereditaria. Esempi:

1) i rappresentanti della famiglia dei cereali hanno un genotipo simile. Mutazioni simili si osservano all'interno dei generi di questa famiglia (frumento, segale, avena, ecc.). Questi includono quanto segue: a grana nuda, senza tende, alloggio, diversa consistenza e colore del grano, ecc. Sono particolarmente comuni forme di grano, segale, avena e riso senza proprietà;

2) mutazioni simili si verificano nell'uomo e nei mammiferi: dito corto (pecore, umani), albinismo (ratti, cani, umani), diabete mellito (ratti, umani), cataratta (cani, cavalli, umani), sordità (cani, gatti , esseri umani) ) ed ecc.

La legge della serie omologica della variabilità ereditaria è universale. La genetica medica utilizza questa legge per studiare le malattie negli animali e sviluppare trattamenti per loro negli esseri umani. È stato stabilito che i virus oncogenici vengono trasmessi attraverso le cellule germinali, integrandosi nel loro genoma. Allo stesso tempo, la prole sviluppa comorbidità simili a quelle dei genitori. La sequenza nucleotidica del DNA è stata studiata in molte specie strettamente correlate e il grado di somiglianza è superiore al 90%. Ciò significa che lo stesso tipo di mutazioni può essere previsto in specie correlate.

La legge ha ampia applicazione nel miglioramento genetico delle piante. Conoscendo la natura dei cambiamenti ereditari in alcune varietà, è possibile prevedere cambiamenti simili nelle varietà correlate agendo su di essi con mutageni o utilizzando la terapia genica. In questo modo, in essi possono essere apportati benefici cambiamenti.

Variabilità di modifica(secondo Ch. Darwin - una certa variabilità) - è un cambiamento nel fenotipo sotto l'influenza di fattori ambientali che non vengono ereditati e il genotipo rimane invariato.

Sono chiamati cambiamenti nel fenotipo sotto l'influenza di fattori ambientali in individui geneticamente identici modifiche. Le modifiche sono altrimenti chiamate cambiamenti nel grado di espressione di un tratto. La comparsa di modifiche è dovuta al fatto che i fattori ambientali (temperatura, luce, umidità, ecc.) Influiscono sull'attività degli enzimi e, entro certi limiti, modificano il corso delle reazioni biochimiche. La variabilità di modifica è di natura adattiva, in contrasto con la variabilità mutazionale.

Esempi di modifica:

1) la punta della freccia ha 3 tipi di foglie, di forma diversa, a seconda dell'azione fattore ambientale: a forma di freccia, situata sopra l'acqua, ovale - sulla superficie dell'acqua, lineare - immersa nell'acqua;

2) in un coniglio himalayano, al posto della lana bianca rasata, quando posto in nuove condizioni (temperatura 2 C), crescono i peli neri;

3) quando si utilizzano determinati tipi di mangime, il peso corporeo e la produzione di latte delle mucche aumentano in modo significativo;

4) le foglie del mughetto su terreni argillosi sono larghe, verde scuro, e su terreni poveri sabbiosi sono strette e di colore chiaro;

5) Le piante di tarassaco ricollocate in alta montagna, o in zone a clima freddo, non raggiungono dimensioni normali e crescono nane.

6) con un contenuto eccessivo di potassio nel terreno, la crescita delle piante aumenta e se c'è molto ferro nel terreno, sui petali bianchi appare una sfumatura brunastra.

Proprietà mod:

1) le modifiche possono verificarsi in un intero gruppo di individui, perché questi sono cambiamenti di gruppo nella gravità dei segni;

2) le modifiche sono adeguate, ovvero corrispondono al tipo e alla durata dell'esposizione a un determinato fattore ambientale (temperatura, luce, umidità del suolo, ecc.);

3) le modifiche formano una serie di variazioni, pertanto sono dette variazioni quantitative delle caratteristiche;

4) le modifiche sono reversibili entro una generazione, cioè con un cambiamento delle condizioni esterne negli individui, il grado di espressione dei segni cambia. Ad esempio, nelle mucche con un cambiamento nell'alimentazione, la produzione di latte può cambiare, nell'uomo, sotto l'influenza dei raggi ultravioletti, compaiono abbronzatura, lentiggini, ecc.;

5) le modifiche non vengono ereditate;

6) le modifiche sono di natura adattiva (adattiva), cioè, in risposta ai cambiamenti delle condizioni ambientali, gli individui mostrano cambiamenti fenotipici che contribuiscono alla loro sopravvivenza. Ad esempio, i topi domestici si adattano ai veleni; le lepri cambiano colore stagionale;

7) sono raggruppati attorno al valore medio.

Sotto l'influenza dell'ambiente esterno, di più, la lunghezza e la forma delle foglie, l'altezza, il peso, ecc.

Tuttavia, sotto l'influenza dell'ambiente, i segni possono cambiare entro certi limiti. velocità di reazione sono i limiti superiore e inferiore entro i quali l'attributo può cambiare. Questi limiti, in cui il fenotipo può cambiare, sono determinati dal genotipo. Esempio 1: la produzione di latte di una vacca è di 4000–5000 l/anno. Ciò indica che la variabilità di questo tratto è osservata entro tali limiti e la velocità di reazione è di 4000–5000 L/anno. Esempio 2: se l'altezza del gambo di una varietà di avena alta varia da 110 a 130 cm, la velocità di reazione di questo tratto è di 110–130 cm.

Segni diversi hanno norme di reazione diverse: larghe e strette. Ampia velocità di reazione- lunghezza delle foglie, peso corporeo, produzione di latte delle vacche, ecc. Velocità di reazione ridotta- il contenuto di grasso del latte, il colore di semi, fiori, frutti, ecc. I segni quantitativi hanno un'ampia velocità di reazione e quelli qualitativi hanno una velocità di reazione ridotta.

Analisi statistica della variabilità di modifica sull'esempio del numero di spighette in una spiga di grano

Poiché la modifica è una modifica quantitativa in un tratto, è possibile eseguire un'analisi statistica della variabilità della modifica e ricavare il valore medio della variabilità della modifica o una serie di variazioni. Serie di variazioni variabilità del tratto (cioè il numero di spighette nelle orecchie) - la disposizione in una fila di orecchie in base all'aumento del numero di spighette. La serie variazionale è composta da varianti separate (variazioni). Se contiamo il numero di singole varianti nella serie di variazioni, possiamo vedere che la frequenza della loro occorrenza non è la stessa. Opzioni ( variazioni)è il numero di spighette nelle spighe di grano (espressione singola del tratto). Molto spesso si trovano gli indicatori medi delle serie di variazione (il numero di spighette varia da 14 a 20). Ad esempio, in 100 spighe, è necessario determinare la frequenza di occorrenza di diverse opzioni. Secondo i risultati dei calcoli, si può vedere che molto spesso ci sono picchi con un numero medio di spighette (16-18):

La riga superiore mostra le opzioni, dalla più piccola alla più grande. La riga inferiore è la frequenza di occorrenza di ciascuna opzione.

La distribuzione di una variante in una serie di variazioni può essere mostrata visivamente utilizzando un grafico. Viene chiamata l'espressione grafica della variabilità di un tratto curva di variazione, che riflette i limiti di variazione e la frequenza di occorrenza di specifiche variazioni del tratto (Fig. 36) .

V

Riso. 36 . Curva di variazione del numero di spighette in una spiga di grano

Per determinare il valore medio della variabilità di modifica delle spighe di grano, è necessario tenere conto dei seguenti parametri:

P è il numero di spighette con un certo numero di spighette (la frequenza di occorrenza del tratto);

n è il numero totale di opzioni di serie;

V è il numero di spighette in un orecchio (opzioni che formano una serie variazionale);

M - il valore medio della variabilità di modifica, ovvero la media aritmetica della serie di variazioni delle spighe di grano è determinato dalla formula:

M=–––––––––– (valore medio della variabilità di modifica)

2x14+7x15+22x16+32x17+24x18+8x19+5x20

M=–––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 17, 1 .

Il valore medio della variabilità di modifica ha un'applicazione pratica nella risoluzione del problema dell'aumento della produttività delle piante e degli animali agricoli.

Attività di N. I. Vavilov

L'eccezionale genetista sovietico Nikolai Ivanovich Vavilov ha dato un grande contributo allo sviluppo della scienza domestica. Un'intera galassia di eminenti scienziati russi è stata allevata sotto la sua guida. Gli studi condotti da N.I. Vavilov e dai suoi studenti hanno permesso alle scienze agrarie di padroneggiare nuovi metodi di ricerca di specie di piante selvatiche come materiale di partenza per l'allevamento, hanno gettato le basi teoriche dell'allevamento sovietico.

Nota 1

Sulla base dell'enorme quantità di materiale di raccolta raccolto, è stata formulata la dottrina dei centri di origine delle piante coltivate. E i campioni di semi raccolti da Vavilov e dai suoi collaboratori hanno fornito un ampio fronte per la ricerca genetica e il lavoro di allevamento.

Fu grazie all'analisi dei materiali raccolti che fu formulata la famosa legge delle serie omologiche.

L'essenza della legge delle serie omologhe della variabilità ereditaria

Nel corso di uno studio a lungo termine sulle forme di vegetazione selvatiche e coltivate nei cinque continenti, N.I. Vavilov ha concluso che la variabilità di specie e generi vicini all'origine si verifica in modi simili. In questo caso si formano le cosiddette serie di variabilità. Queste serie di variabilità sono così corrette che, conoscendo un certo numero di caratteri e forme all'interno di una specie, si può prevedere la presenza di queste qualità in altre specie e generi. Più stretta è la relazione, più completa è la somiglianza nella serie di variabilità.

Ad esempio, nell'anguria, nella zucca e nel melone, la forma del frutto può essere ovale, rotonda, sferica, cilindrica. Il colore del frutto può essere chiaro, scuro, striato o macchiato. Le foglie di tutte e tre le specie vegetali possono essere intere o profondamente sezionate.

Se consideriamo i cereali, su $ 38 $ dei tratti studiati caratteristici dei cereali:

• $ 37 sono stati trovati in segale e grano,
• orzo e avena - $ 35 $,
• per mais e riso - $ 32 $,
• il miglio ha $ 27.

La conoscenza di queste regolarità permette di prevedere la manifestazione di alcuni tratti in alcune piante. Sull'esempio della manifestazione di questi segni in altre piante ad essi correlate.

IN interpretazione moderna la formulazione di questa legge delle serie omologhe della variabilità ereditaria è la seguente:

"Le specie, i generi e le famiglie correlati hanno geni omologhi e ordini di geni nei cromosomi, la cui somiglianza è il taxa più completo, evolutivamente più vicino".

Vavilov ha stabilito questa regolarità per le piante. Ma ricerche successive hanno dimostrato che la legge è universale.

Le basi genetiche della legge delle serie omologhe dell'ereditarietà

La base genetica della suddetta legge è il fatto che in condizioni simili organismi strettamente imparentati possono reagire allo stesso modo ai fattori ambientali. E i loro processi biochimici procedono approssimativamente allo stesso modo. Questo schema può essere formulato come segue:

"Il grado di comunanza storica degli organismi è direttamente proporzionale al numero di geni comuni nei gruppi confrontati".

Poiché il genotipo di organismi strettamente correlati è simile, i cambiamenti in questi geni durante le mutazioni possono essere simili. Esternamente (fenotipicamente), questo si manifesta come lo stesso carattere di variabilità in specie, generi, ecc.

Il significato della legge delle serie omologhe dell'ereditarietà

La legge delle serie omologiche è di grande importanza sia per lo sviluppo della scienza teorica che per applicazione pratica nella produzione agricola. Fornisce la chiave per comprendere la direzione e le modalità di evoluzione di gruppi correlati di organismi viventi. Nell'allevamento, sulla base, si progettano di creare nuove varietà di piante e razze di animali domestici con un certo insieme di caratteristiche, basate sullo studio della variabilità ereditaria delle specie correlate.

Nella tassonomia degli organismi, questa legge consente di trovare nuove forme attese di organismi (specie, generi, famiglie) con un certo insieme di caratteristiche, a condizione che tale insieme sia stato trovato in gruppi sistematici correlati.

VARIABILITÀ MUTAZIONALE

Piano

La differenza tra mutazioni e modificazioni.

Classificazione delle mutazioni.

Legge di NI Vavilov

Mutazioni. Il concetto di mutazione. fattori mutageni.

mutazioni - Si tratta di cambiamenti improvvisi, persistenti, naturali o artificiali nel materiale genetico che si verificano sotto l'influenza di fattori mutageni .

Tipi di fattori mutageni:

MA) fisico– radiazione, temperatura, radiazione elettromagnetica.

B) fattori chimici - sostanze che causano avvelenamento del corpo: alcol, nicotina, formalina.

IN) biologico- virus, batteri.

La differenza tra mutazioni e modificazioni

Classificazione delle mutazioni

Esistono diverse classificazioni di mutazioni.

I Classificazione delle mutazioni per valore: benefiche, nocive, neutre.

Utile le mutazioni portano ad una maggiore resistenza dell'organismo e sono il materiale per la selezione naturale e artificiale.

Mutazioni dannose ridurre la vitalità e portare allo sviluppo di malattie ereditarie: emofilia, anemia falciforme.

II Classificazione delle mutazioni per localizzazione o luogo di occorrenza: somatica e generativa.

somatico nascono nelle cellule del corpo e interessano solo una parte del corpo, mentre gli individui del mosaico si sviluppano: occhi diversi, colore dei capelli. Queste mutazioni si ereditano solo durante la propagazione vegetativa (nel ribes).

Generativo – si verificano nelle cellule germinali o nelle cellule da cui si formano i gameti. Sono divisi in nucleari ed extranucleari (mitocondriali, plastidi).

III Mutazioni secondo la natura del cambiamento nel genotipo: cromosomica, genomica, genica.

Genetico (o punto) non visibili al microscopio, sono associati a un cambiamento nella struttura del gene. Queste mutazioni derivano dalla perdita di un nucleotide, dall'inserimento o dalla sostituzione di un nucleotide con un altro. Queste mutazioni portano a malattie genetiche: daltonismo, fenilchetonuria.

cromosomico (perestrojka) associato a cambiamenti nella struttura dei cromosomi. Può succedere:

Cancellazione: - perdita di un segmento cromosomico;

Duplicazione - duplicazione di un segmento cromosomico;

Inversione - rotazione di una parte del cromosoma di 180 0 ;

Traslocazione - scambio di segmenti di cromosomi non omologhi e fusione due cromosomi non omologhi in uno.

Cause di mutazioni cromosomiche: il verificarsi di due o più rotture cromosomiche e la loro successiva connessione, ma nell'ordine sbagliato.

genomico mutazioni portare ad un cambiamento nel numero di cromosomi. Distinguere eteroploidia e poliploidia.

eteroploidia associato a un cambiamento nel numero di cromosomi, su diversi cromosomi - 1.2.3. Cause: nessuna segregazione dei cromosomi nella meiosi:

- Monosomia - diminuzione del numero di cromosomi di 1 cromosoma. La formula generale del set cromosomico è 2n-1.

- Trisonomia - un aumento del numero di cromosomi di 1. La formula generale è 2n + 1 (47 cromosomi Sindrome di Clanfaiter; trisomia di 21 paia di cromosomi - Sindrome di Down (segni di molteplici malformazioni congenite che riducono la vitalità del corpo e lo sviluppo mentale alterato) .

Poliploidia - variazione multipla del numero di cromosomi. Negli organismi poliploidi, l'insieme aploide (n) di cromosomi nelle cellule viene ripetuto non 2 volte, come in quelli diploidi, ma 4-6 volte, a volte molto di più - fino a 10-12 volte.

L'emergere di poliploidi è associato a una violazione della mitosi o della meiosi. In particolare, la mancata separazione dei cromosomi omologhi durante la meiosi porta alla formazione di gameti con un numero maggiore di cromosomi. Negli organismi diploidi, questo processo può produrre gameti diploidi (2n).

Si trova ampiamente nelle piante coltivate: grano saraceno, girasole, ecc., oltre che nelle piante selvatiche.

La legge di N.I. Vavilov (la legge della serie omologa della variabilità ereditaria).

/ Sin dai tempi antichi, i ricercatori hanno osservato l'esistenza di caratteri simili in diverse specie e generi della stessa famiglia, ad esempio i meloni che assomigliano ai cetrioli o i cocomeri che assomigliano ai meloni. Questi fatti costituivano la base della legge delle serie omologhe nella variabilità ereditaria.

Allelismo multiplo. Variabilità parallela. Un gene può trovarsi in più di due stati. Viene chiamata la varietà di alleli per un singolo gene allelismo multiplo. Diversi alleli determinano diversi gradi dello stesso tratto. Più alleli porta un individuo di una popolazione, più plastica è la specie, meglio è adattata alle mutevoli condizioni ambientali.

Alla base dell'allelismo multiplo variabilità parallela - un fenomeno in cui caratteri simili compaiono in specie e generi diversi della stessa famiglia. NI Vavilov ha sistematizzato i fatti della variabilità parallela./

NI Vavilov ha confrontato le specie della famiglia Zlaki. Scoprì che se il grano tenero ha forme invernali e primaverili, senza tende e senza tende, le stesse forme si trovano necessariamente nel grano duro. Inoltre, la composizione delle caratteristiche. Per cui le forme differiscono all'interno di specie e genere, spesso risulta essere la stessa in altri generi. Ad esempio, le forme di segale e orzo ripetono le forme di diversi tipi di grano e formano la stessa serie parallela o omologa di variabilità ereditaria.

La sistematizzazione dei fatti ha permesso a N.I. Vavilov di formulare legge delle serie omologhe nella variabilità ereditaria (1920): specie e generi geneticamente vicini sono caratterizzati da serie simili di variabilità ereditaria con tale regolarità. Che, conoscendo un certo numero di forme all'interno di una specie, è possibile prevedere il ritrovamento di forme parallele in altre specie e generi.

L'omologia dei tratti ereditari di specie e generi strettamente correlati è spiegata dall'omologia dei loro geni, poiché provenivano dalla stessa specie madre. Inoltre, il processo di mutazione nelle specie geneticamente vicine procede in modo simile. Pertanto, hanno serie simili di alleli recessivi e, di conseguenza, tratti paralleli.

Derivazione dalla legge di Vavilov: ogni specie ha determinati limiti di variabilità mutazionale. Nessun processo di mutazione può portare a cambiamenti che vadano oltre lo spettro della variabilità ereditaria della specie. Quindi, nei mammiferi, le mutazioni possono cambiare il colore del mantello da nero a marrone, rosso, bianco, strisce, macchie, ma è esclusa l'aspetto di un colore verde.

Il 4 giugno ha tenuto una presentazione "La legge delle serie omologiche nella variabilità ereditaria". Questo è uno di quei lavori che sono considerati fondamentali e costituiscono la base teorica per la ricerca biologica. L'essenza della legge è che specie e generi geneticamente vicini (connessi tra loro dall'unità di origine) sono caratterizzati da serie simili nella variabilità ereditaria. L'entusiasmo degli studenti per lo studio dei cereali, e poi delle crocifere, dei legumi e della zucca, ha permesso a Vavilov e ai suoi studenti di trovare mutazioni simili nelle specie affini e quindi nei generi. Nella tabella sviluppata a seguito degli esperimenti, Vavilov ha notato le mutazioni, la cui manifestazione è stata trovata in queste specie, con un segno "+", e gli spazi vuoti indicano che tali mutazioni dovrebbero essere, ma non sono state ancora scoperte. Una tabella con celle vuote che verrà riempita con l'ulteriore sviluppo della scienza. Dove ci siamo incontrati con qualcosa del genere? Certo, in chimica, la famosa tavola periodica! La regolarità delle due leggi è confermata dalla scienza. Le celle "vuote" vengono riempite e questa è la base per la selezione pratica. Il grano duro è noto solo nella forma primaverile, ma per legge dovrebbe esistere in natura anche il grano duro nella forma invernale. In effetti, fu presto scoperto al confine tra Iran e Turchia. Zucche e meloni sono caratterizzati da frutti semplici e segmentati, ma l'anguria di questa forma non era descritta all'epoca di Vavilov. Ma le angurie segmentate sono state trovate nel sud-est della parte europea della Russia. La cultura è dominata dalla coltivazione di barbabietole a tre germogli, le cui colture richiedono il diserbo e la rimozione di due germogli extra. Ma tra i parenti delle barbabietole in natura c'erano anche forme a germoglio singolo, quindi gli scienziati sono stati in grado di creare una nuova varietà di barbabietole a germoglio singolo. L'awnlessness delle colture di cereali è una mutazione che si è dimostrata utile nell'introduzione della raccolta meccanica quando i macchinari sono meno intasati. Gli allevatori, usando la legge di Vavilov, trovarono forme senza awn e crearono nuove varietà di cereali senza awn. I fatti della variabilità parallela in specie vicine e lontane erano già noti a C. Darwin. Ad esempio, lo stesso colore del mantello dei roditori, l'albinismo nei rappresentanti gruppi diversi fauna e esseri umani (viene descritto un caso di albinismo nei negri), mancanza di piumaggio negli uccelli, mancanza di squame nei pesci, colorazione simile dei frutti delle colture di frutti e bacche, variabilità delle radici, ecc. Il motivo del parallelismo nella variabilità sta nel fatto che la base dei caratteri omologhi risiede nella presenza di geni simili: più geneticamente vicine sono le specie e i generi, più completa è la somiglianza nella serie di variabilità. Da qui - la causa delle mutazioni omologhe - l'origine comune dei genotipi. Natura nel processo di evoluzione è stato programmato, per così dire, secondo una formula, indipendentemente dal tempo di origine della specie. La legge delle serie omologiche nella variabilità ereditaria di NI Vavilov non era solo una conferma della teoria darwiniana dell'origine delle specie, ma ampliava anche il concetto di variabilità ereditaria. Nikolai Ivanovich può essere nuovamente proclamato: "Grazie a Darwin!", ma anche "Continuando Darwin!" Torniamo al 1920. Interessanti i ricordi dei testimoni oculari. Alexandra Ivanovna Mordvinkina, presente al congresso dell'Istituto agricolo di Saratov (in seguito candidata alle scienze biologiche), ha ricordato: “Il congresso è stato aperto nel più grande auditorium dell'università. Non un singolo rapporto in seguito mi ha impressionato così forte come il discorso di Nikolai Ivanovich. Parlava con ispirazione, tutti ascoltavano con il fiato sospeso, si sentiva che qualcosa di molto grande e nuovo nella scienza si stava aprendo davanti a noi. Quando c'è stato un applauso tempestoso e duraturo, il professor Vyacheslav Rafailovich Zelensky ha detto: "Questi sono biologi che salutano il loro Mendeleev". Le parole di Nikolai Maksimovich Tulaikov sono particolarmente impresse nella mia memoria: “Cosa si può aggiungere a questo rapporto? Posso dire una cosa: la Russia non perirà se avrà figli come Nikolai Ivanovich. Nikolai Vladimirovich Timofeev-Resovsky, un eccellente genetista che conosceva Vavilov non solo per lavoro, ma anche personalmente, ha parlato in modo confidenziale con conoscenti stretti: "Nikolai Ivanovich era una persona meravigliosa e un grande martire, un eccellente coltivatore e raccoglitore di piante, un viaggiatore, un coraggioso e favorito universale, ma la sua serie - la legge non è affatto una serie omologa, ma analoga, sì, signore! Cos'è l'omologia? Questa somiglianza si basa su un'origine comune. Che cos'è un'analogia? La somiglianza dei segni esterni, che è determinata da un habitat simile, ma non dalla parentela. Allora chi ha ragione? Vavilov! Si può solo ammirare la profondità della sua mente biologica! Cambiare un solo termine nel titolo cambia anche l'essenza della legge. Secondo la legge delle serie omologhe, tutte le persone sono uguali, perché una origine biologica, e appartengono alla specie homo sapiens, cioè tutti sono ugualmente intelligenti, capaci e talentuosi, ecc., ma hanno differenze esterne: in altezza, proporzioni tra le parti del corpo, ecc. Secondo la legge di serie analoghe, le persone sono esteriormente simili, perché hanno un habitat simile, ma un'origine diversa. E questo è già spazio per sciovinismo, razzismo, nazionalismo, fino al genocidio. E la legge Vavilov dice che il pigmeo d'Africa e il giocatore di basket d'America hanno la stessa radice genetica e uno non può essere posto sopra l'altro: questo non è scientifico! La validità della regolarità biologica universale scoperta da Vavilov è stata confermata dalla ricerca moderna non solo nelle piante, ma anche negli animali. La genetica moderna credono che la legge riveli prospettive sconfinate conoscenza scientifica, generalizzazioni e preveggenza” (Prof. M. E. Lobanov). Un'altra opera fondamentale di N. I. Vavilov, "Immunità vegetale alle malattie infettive" (1919), appartiene al periodo Saratov. Sul frontespizio Il libro Nikolai Ivanovich ha scritto: "Dedicato alla memoria del grande ricercatore dell'immunità Ilya Ilyich Mechnikov". Nessun grande scienziato si considera autonomo nella scienza. Quindi Vavilov, grazie a Mechnikov, si è posto la domanda, le piante possono avere forze protettive se le hanno gli animali? Alla ricerca di una risposta alla domanda, ha condotto una ricerca sui cereali secondo un metodo originale e, riassumendo pratica e teoria, ha gettato le basi di una nuova scienza: la fitoimmunologia. Il lavoro era puramente valore pratico- utilizzare l'immunità naturale delle piante come il modo più razionale ed economico per controllare i parassiti. Il giovane scienziato ha creato una teoria originale sull'immunità fisiologica delle piante alle malattie infettive e lo studio dell'immunità genotipica ha costituito la base della dottrina. N. I. Vavilov ha studiato la reazione dell '"ospite" all'introduzione del parassita, la specificità di questa reazione e ha scoperto se l'intera serie è immune o solo alcuni tipi di questa serie. Nikolai Ivanovich attribuiva particolare importanza all'immunità di gruppo, ritenendo che nell'allevamento sia importante sviluppare varietà resistenti non a una razza, ma a un'intera popolazione di razze fisiologiche, e tali specie resistenti dovrebbero essere ricercate nella patria della pianta. La scienza in seguito ha confermato che le specie selvatiche - parenti delle piante coltivate - hanno un'immunità naturale e sono meno suscettibili alle malattie infettive. È l'introduzione di geni di resistenza nelle piante in cui sono impegnati gli allevatori moderni, usando la teoria di N. I. Vavilov e metodi di ingegneria genetica. Lo scienziato era interessato allo sviluppo di problemi di immunità durante tutta la sua carriera. attività scientifica: "La dottrina dell'immunità vegetale alle malattie infettive" (1935), "Le leggi dell'immunità naturale delle piante alle malattie infettive (chiavi per trovare forme immunitarie)" (pubblicato solo nel 1961). L'accademico Petr Mikhailovich Zhukovsky ha giustamente osservato: "Nel periodo Saratov, sebbene fosse breve (1917-1921), la stella di N. I. Vavilov, lo scienziato, è cresciuta". Più tardi, Vavilov scriverà: "Sono emigrato da Saratov nel marzo 1921 con l'intero laboratorio di 27 persone". Fu eletto capo dell'Ufficio di Botanica Applicata del Comitato Scientifico Agrario di Pietrogrado. Dal 1921 al 1929 - Professore del Dipartimento di Genetica e Allevamento dell'Istituto Agrario di Leningrado. Nel 1921, V. I. Lenin inviò due scienziati a una conferenza in America, uno di loro - N. I. Vavilov. Il rapporto sulla ricerca genetica lo ha reso popolare tra gli scienziati della conferenza. In America, le sue esibizioni sono state accompagnate da una standing ovation, simile a quella che sarebbe stata poi per Chkalov. "Se tutti i russi sono così, allora dobbiamo essere loro amici", gridavano i giornali americani. Negli anni 20-30. N. I. Vavilov si manifesta anche come un importante organizzatore della scienza. In realtà era il fondatore e leader permanente dell'All-Union Institute of Plant Industry (VIR). Nel 1929, l'Accademia delle scienze agrarie dell'Unione (VASKhNIL) fu creata sulla base dell'Istituto dell'Agronomia Sperimentale dell'Unione, che era stato precedentemente organizzato da Vavilov. Fu eletto primo presidente (dal 1929 al 1935). Con la partecipazione diretta dello scienziato, è stato organizzato l'Istituto di genetica dell'Accademia delle scienze dell'URSS. In breve tempo, il talento di Vavilov si è creato scuola scientifica genetisti, che è diventato il leader mondiale. Tutto il lavoro iniziale nel nostro paese nel campo della genetica è stato svolto da lui o sotto la sua direzione. In VIR, è stato utilizzato per la prima volta il metodo della poliploidia sperimentale e G. D. Karpechenko ha iniziato a lavorare sul suo utilizzo nell'ibridazione a distanza. Vavilov ha insistito per iniziare a lavorare sull'uso del fenomeno dell'eterosi e dell'ibridazione interlineare. Oggi è l'ABC della selezione, ma poi è stato l'inizio. In 30 anni di attività scientifica, sono stati pubblicati circa 400 lavori e articoli! Memoria fenomenale, conoscenza enciclopedica, conoscenza di quasi venti lingue, consapevole di tutte le innovazioni della scienza. Ha lavorato 18-20 ore al giorno. La mamma lo rimproverò: "Non hai nemmeno il tempo di dormire ...", ricorda il figlio di Vavilov.

Legge delle serie omologhe

L'elaborazione di un vasto materiale di osservazioni ed esperimenti, uno studio dettagliato della variabilità di numerose specie di Linneo (Linneons), un'enorme quantità di nuovi fatti ottenuti principalmente dallo studio delle piante coltivate e dei loro parenti selvatici, ha permesso a N.I. Vavilov per riunire tutti gli esempi noti di variabilità parallela e formulare una legge generale, che chiamò "Legge delle serie omogenee nella variabilità ereditaria" (1920), da lui riportata al Terzo Congresso degli allevatori tutto russo, tenutosi a Saratov. Nel 1921 N.I. Vavilov è stato inviato in America per partecipare al Congresso internazionale sull'agricoltura, dove ha consegnato un rapporto sulla legge delle serie omologhe. La legge della variabilità parallela di generi e specie strettamente imparentati, stabilita da N.I. Vavilov e associato a un'origine comune, in via di sviluppo dottrina evolutiva Ch. Darwin, è stato debitamente apprezzato dalla scienza mondiale. È stato percepito dal pubblico come il più grande evento del mondo Biologia, che apre i più ampi orizzonti alla pratica.

La legge della serie omologica, innanzitutto, pone le basi della tassonomia della grande varietà di forme vegetali di cui è così ricco il mondo biologico, permette all'allevatore di avere un'idea chiara del luogo di ciascuna, anche l'unità più piccola e sistematica nel mondo vegetale e giudicare la possibile diversità del materiale di partenza per la selezione.

Le principali disposizioni della legge delle serie omologiche sono le seguenti.

"uno. Specie e generi geneticamente vicini sono caratterizzati da serie simili di variabilità ereditaria con tale regolarità che, conoscendo il numero di forme all'interno di una specie, si può prevedere il verificarsi di forme parallele in altre specie e generi. Più i generi e i linneon sono vicini geneticamente nel sistema generale, più completa è la somiglianza nella serie della loro variabilità.

2. Intere famiglie di piante sono generalmente caratterizzate da un certo ciclo di variabilità che attraversa tutti i generi e le specie che compongono la famiglia.

Anche al III Congresso panrusso sulla selezione (Saratov, giugno 1920), dove N.I. Vavilov ha riportato la sua scoperta per la prima volta, tutti i partecipanti al congresso hanno riconosciuto che "come la tavola periodica (sistema periodico)" la legge delle serie omologiche consentirà di prevedere l'esistenza, le proprietà e la struttura di forme e specie di piante e animali ancora sconosciute , e molto apprezzato il significato scientifico e pratico di questa legge . I moderni progressi nella biologia cellulare molecolare consentono di comprendere il meccanismo dell'esistenza della variabilità omologica in organismi simili - qual è esattamente la base per la somiglianza di forme e specie future con quelle esistenti - e di sintetizzare in modo significativo nuove forme di piante che sono non si trova in natura. Ora nella legge di Vavilov vengono introdotti nuovi contenuti, proprio come l'aspetto teoria dei quanti ha dato un nuovo contenuto più profondo al sistema periodico di Mendeleev.

La dottrina dei centri di origine delle piante coltivate

Già dalla metà degli anni '20, lo studio della distribuzione geografica e della diversità intraspecifica di varie colture agricole, condotto da N.I. Vavilov e sotto la sua guida permisero a Nikolai Ivanovich di formulare idee sui centri geografici di origine delle piante coltivate. Il libro "Centri di origine delle piante coltivate" è stato pubblicato nel 1926. L'idea dei centri di origine, profondamente motivata dal punto di vista teorico, ha dato base scientifica per ricerche mirate di piante utili all'uomo, è stato ampiamente utilizzato per scopi pratici.

Non meno importante per la scienza mondiale è l'insegnamento di N.I. Vavilov sui centri di origine delle piante coltivate e sui modelli geografici nella distribuzione delle loro caratteristiche ereditarie (pubblicato per la prima volta nel 1926 e nel 1927). In queste opere classiche, N.I. Vavilov ha presentato per la prima volta un quadro armonioso della concentrazione di un'enorme ricchezza di forme di piante coltivate in pochi centri primari della loro origine e ha affrontato la soluzione del problema dell'origine delle piante coltivate in un modo completamente nuovo. Se prima di lui i botanici-geografi (Alphonse de Candol e altri) cercavano "in generale" la patria del grano, allora Vavilov cercò i centri di origine delle singole specie, gruppi di specie di grano in varie regioni del globo. Allo stesso tempo, era particolarmente importante identificare le aree di distribuzione naturale (gamme) delle varietà di questa specie e determinare il centro della maggiore diversità delle sue forme (metodo botanico-geografico).

Per stabilire la distribuzione geografica delle varietà e delle razze di piante coltivate e dei loro parenti selvatici, N.I. Vavilov studiò i centri della più antica cultura agricola, il cui inizio vide nelle regioni montuose dell'Etiopia, dell'Asia occidentale e centrale, della Cina, dell'India, delle Ande del Sud America e non nelle ampie valli dei grandi fiumi - il Nilo, il Gange, il Tigri e l'Eufrate, come avevano affermato in precedenza gli scienziati. I risultati delle successive ricerche archeologiche supportano questa ipotesi.

Per trovare i centri di diversità e ricchezza delle forme vegetali, N.I. Vavilov organizzò, secondo un piano specifico corrispondente alle sue scoperte teoriche (serie omologhe e centri di origine delle piante coltivate), numerose spedizioni, che nel 1922-1933. visitato 60 paesi del mondo, nonché 140 regioni del nostro paese. Di conseguenza, è stato raccolto un prezioso fondo di risorse vegetali mondiali, che conta oltre 250.000 campioni. La collezione più ricca raccolta è stata attentamente studiata utilizzando i metodi di selezione, genetica, chimica, morfologia, tassonomia e nelle colture geografiche. È tuttora conservato in VIR ed è utilizzato dai nostri allevatori e stranieri.

Creazione di N.I. Vavilov insegnamento moderno sulla selezione

Lo studio sistematico delle risorse vegetali mondiali delle più importanti piante coltivate ha cambiato radicalmente l'idea della composizione varietale e di specie anche di colture così ben studiate come grano, segale, mais, cotone, piselli, lino e patate. Tra le specie e molte varietà di queste piante coltivate portate dalle spedizioni, quasi la metà si è rivelata nuova, non ancora nota alla scienza. La scoperta di nuove specie e varietà di patate ha completamente cambiato l'idea precedente del materiale di partenza per la sua selezione. Sulla base del materiale raccolto dalle spedizioni di N.I. Vavilov e i suoi collaboratori fondarono l'intero allevamento di cotone e fu costruito lo sviluppo delle zone subtropicali umide nell'URSS.

Sulla base dei risultati di uno studio dettagliato e a lungo termine della ricchezza varietale raccolta dalle spedizioni, mappe differenziali della localizzazione geografica delle varietà di grano, avena, orzo, segale, mais, miglio, lino, piselli, lenticchie, fagioli, fagioli, sono stati raccolti ceci, chinka, patate e altre piante. Su queste mappe è stato possibile vedere dove si concentra la principale diversità varietale di queste piante, cioè dove si dovrebbe tracciare il materiale di partenza per la selezione di una data coltura. Anche per piante così antiche come il grano, l'orzo, il mais e il cotone, che da tempo si sono insediate in tutto il globo, è stato possibile stabilire con grande accuratezza le principali aree di potenziale delle specie primarie. Inoltre, per molte specie e persino generi è stata stabilita la coincidenza delle aree di morfogenesi primaria. Lo studio geografico ha portato alla creazione di intere flore culturali indipendenti specifiche delle singole regioni.

Lo studio delle risorse vegetali mondiali ha consentito a N.I. Vavilov per padroneggiare completamente il materiale di base per il lavoro di selezione nel nostro paese, e ha risolto e risolto il problema del materiale di base per la ricerca genetica e di selezione. Ha sviluppato i fondamenti scientifici dell'allevamento: la dottrina del materiale di partenza, le basi botaniche e geografiche della conoscenza vegetale, i metodi di allevamento per i tratti economici che coinvolgono l'ibridazione, l'incubazione, ecc., L'importanza dell'ibridazione interspecifica e intergenerica a distanza. Tutte queste opere non hanno perso attualmente il loro significato scientifico e pratico.

Lo studio botanico e geografico di un gran numero di piante coltivate ha portato alla tassonomia intraspecifica delle piante coltivate, a seguito della quale i lavori di N.I. Vavilov "Le specie linneane come sistema" e "La dottrina dell'origine delle piante coltivate dopo Darwin".