Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Топ:
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Дисциплины:
2020-04-01 | 87 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
иммунитета и генетики.
Более того, в 1911 и в 1912 годах он, вероятно, под впечатлением работ И. И. Мечникова начинает свои исследования по иммунитету растений и грибковых заболеваний, которые он проводит в сверхурочное время, в руководимой профессором А. А. Ячевским лаборатории в бюро микологии и фитопатологии. Поражала работоспособность Вавилова. По свидетельству очевидцев, он мог работать по 18 часов в сутки. Он обладал удивительным умением концентрировать волю и энергию, работать с азартной неистовостью. Его бешеный ритм невольно увлекал всех, кто с ним работать. "Жизнь коротка - надо спешить", - говорил он, словно предчувствую, что судьба отпустила ему не много времени.
Уже в том же 1911 году Вавилову поручают вести занятия со студентами Высших Голицинских сельскохозяйственных курсов. Он впервые вводит элементы генетики и делает занятия столь интересными, что увлекает за собой молодежь, будит в ней любознательность и подлинный интерес к науке. В 1912 году директор Голицинских курсов, Д. Н. Прянишников, предлагает Вавилову выступить с актовой речью. Не без волнения Вавилов произносит речь под названием "Генетика и ее отношение к агрохимии", которая была издана отдельной брошюрой. В этой речи он убедительно показывает практическое значение генетики. Без генетики селекция была еще несовершенна, гибридизация и искусственный отбор еще применялись в значительной степени в слепую, без обоснования законами наследственности и изменчивости. Но он говорит не только о селекции. Его интересуют вопросы происхождения и эволюции культурных растений - тема, которая станет одной из главных в его дальнейших исследованиях.
|
Большое значение для научной биографии Вавилова имела командировка "для завершения образования" в Англию в 1913 году, к самому Уильяму Бэтсону - одному из создателей генетики. "Основные камни огромного значения, размеры которого мы еще не в состоянии охватить, заложены Бэтсоном", - напишет Вавилов в 1926 году. Вавилов считает Бэтсона крупнейшим биологом, личность которого "поражала своей универсальностью, энциклопедичностью". Но таков был и сам Вавилов, ученый - энциклопедист, одинаково интересовавшийся как сугубо прикладными вопросами сельскохозяйственной науки, так и величайшими проблемами эволюционной биологии. Это были во многом родственные души. Их объединяла универсальная широта интересов, как в науке, так и искусстве, умение сочетать науку с жизнью, терпимость в критике. Оба они были апостолами свободы науки и верили в то, что она делает мир лучше.
В 1914 году Вавилов переезжает из Англии во Францию, где его заинтересовала крупнейшая семеноводческая фирма Вильморенов. Будучи скорее коммерческим предприятием, она также вела большую селекционную и семеноводческую работу и, в частности, исследовала хлебопекарные качества пшеницы. Из Франции Вавилов отправляется в Германию, работать у знаменитого биолога - эволюциониста Эрнста Геккеля. Здесь его застает начавшаяся мировая война, и он не без труда добирается до России, лишившись части багажа с ценными книгами.
По возвращении из заграничной командировки, Вавилов в 1914 году был избран преподавателем Голицинских курсов и одновременно вел летние курсы по частному земледелию в Петроградской сельскохозяйственной академии. Но преподавательская деятельность в Москве не дает ему полного удовлетворения и почти не оставляет времени для научной работы. Поэтому в1917 году Вавилов решает переехать в Саратов - центр изучения сельского хозяйства юго-востока России, где работает на Высших сельскохозяйственных курсах Саратовского общества сельского хозяйства.
|
-8-
Здесь он читает курс частного земледелия и селекции. В июле 1918 года Вавилов назначается на должность профессора, заведующего кафедрой частного земледелия, вновь организованного Саратовского сельскохозяйственного института.
В саратовский период, хотя он и был коротким, взошла звезда Н. И. Вавилова - ученого. Там он отобрал коллектив молодых последователей его идей, студентов университета, и вместе с ними произвел экспедиционное обследование полевых культур Юго - Востока европейской части России. Результатом экспедиции явилось опубликование первой советской региональной монографии по видовому и сортовому составу полевых возделываемых растений. Книга называлась "Полевые культуры Юго - Востока". Издать ее удалось лишь в 1922 году.
В 1918 году Вавилов наступает с инициативой организации в Саратове филиала отдела прикладной ботаники. Несмотря на понятные для тех лет исключительные трудности, Вавилов не только продолжает начатые исследования, но и непрерывно расширяет масштабы работ по прикладной ботанике. Прежде всего, он продолжает опыты, начатые в Петровской сельскохозяйственной академии. Это, по его собственным словам, "иммунитет, гибриды и некоторые ботанико-географические работы". Вавилова, конечно же, особенно интересует проблемы иммунитета, особенно иммунитета пшеницы. В течение многих веков болезни пшеницы были одной из самых важных помех хорошего урожая.
Осенью 1918 года Вавилов закончил свою работу по иммунитету растений к инфекционным заболеваниям, и в начале 1919 года по инициативе Д. Н. Прянишникова она публикуется в "Известиях Петровской сельскохозяйственной академии". Статья выходит с надписью: "посвящаю памяти великого исследователя иммунитета И. И. Мечникова". Проблема иммунитета волнует Вавилова в течение всей жизни.
-9-
Иммунитет растений
Иммунитет растений, невосприимчивость растений к возбудителям болезней и вредителям, а также к продуктам их жизнедеятельности. Частные проявления иммунитет растений — устойчивость (резистентность) и выносливость. Устойчивость заключается в том, что растения какого-либо сорта (иногда вида) не поражаются болезнью или вредителями либо поражаются менее интенсивно, чем другие сорта (или виды). Выносливостью называется способность больных или поврежденных растений сохранять свою продуктивность (количество и качество урожая). Применение устойчивых сортов — наиболее надёжный метод борьбы со многими болезнями растений (ржавчиной хлебных злаков, головнёй и ржавчиной кукурузы и др.). Возделывание сортов подсолнечника, устойчивых против заразихи и моли, привело к почти полной ликвидации поражения его этими вредителями. Вавилов установил, что к заболеваниям контролируется сравнительно небольшим числом генов, поддающихся учёту при гибридологическом анализе. Например, у разных видов пшеницы обнаружено около 20 генов устойчивости к стеблевой ржавчине, которые локализованы на 9 хромосомах, находящихся в разных хромосомных наборах (геномах).Устойчивость или восприимчивость растений — результат взаимодействия двух геномов (растения и паразита), что и объясняет многообразие как генов устойчивости растений к одному и тому же виду возбудителя, так и физиологических рас паразита, способных преодолевать действие этих генов. Такое многообразие — следствие параллельной эволюции паразита и растения-хозяина (Н. И. Вавилов, П. М. Жуковский). Американский генетик и фитопатолог Х. Г. Флор выдвинул гипотезу «ген на ген». По этой теории, все гены резистентного растения (R-гены) рано или поздно должны быть преодолены генами вирулентности паразита, так как темп его размножения намного выше, чем у растения. Тем не менее в природе всегда можно найти растения, устойчивые ко всем известным расам паразитов. Одна из важнейших причин этой стойкости растений — наличие у них так называемой полевой устойчивости (типы устойчивости, при которых паразит может развиваться, но вследствие недостатка пищи в растении, из-за наличия механических преград, неблагоприятного строения устьиц и т. п. развивается медленно, и потери урожая в связи с этим невелики). Полевая устойчивость контролируется полимерными генами, каждый из которых не даёт видимого эффекта устойчивости, но их различные сочетания определяют ту или иную её степень.
|
Единой теории иммунитета растений нет вследствие большого разнообразия типов возбудителей болезней и защитных реакций растений. Н. И. Вавилов подразделял И. р. на структурный (механический) и химический. Механический иммунитет растений обусловлен морфологическими особенностями растения-хозяина, в частности наличием защитных приспособлений (например, густое опушение побегов и т. д.), которые препятствуют проникновению патогенов в тело растений. Химический иммунитет растений обусловлен многими химическими особенностями растений. Иногда иммунитет растений зависит от недостатка в растении какого-либо необходимого для паразита вещества, в других случаях растение вырабатывает вещества, вредные для паразита (фитоалексины немецкого биолога К. Мюллера; фитонциды советского биолога Б. П. Токина). Советский микробиолог Т. Д. Страхов наблюдал, что в тканях устойчивых к болезням растений происходят регрессивные изменения патогенных микроорганизмов, связанные с действием ферментов растения, его обменными реакциями. Советский биохимики Б. А. Рубин и другие связывают реакции растений, направленные на инактивацию возбудителя болезни и его токсинов, с деятельностью окислительных систем и энергетическим обменом клетки. Различные ферменты растений, регулирующие энергообмен, характеризуются разной степенью устойчивости к продуктам жизнедеятельности патогенных микроорганизмов. У иммунных форм растений доля участия ферментов, устойчивых к метаболитам патогенов, более значительна, чем у
|
-10-
неиммунных. Наиболее устойчивы к влиянию метаболитов окислительные системы (пероксидазы и полифенолоксидазы), а также ряд флавиновых ферментов. В инфицированных клетках иммунных растений активность этих ферментов не только не падает, но даже возрастает. Это активирование обусловлено биосинтезом ферментных белков, как идентичных присутствующим в незаражённых тканях, так и отличающихся от них по ряду свойств (так называемых изоферментов). У растений, как и у беспозвоночных животных, не доказана способность вырабатывать антитела в ответ на антигены. Только у позвоночных имеются специальные органы, клетки которых вырабатывают антитела. В инфицированных тканях у иммунных растений образуются полноценные в функциональном отношении органоиды протоплазмы — митохондрии, пластиды, рибосомы, которые обусловливают присущую иммунным формам растений способность не только сохранять, но и повышать при инфекции энергетическую эффективность дыхания. Вызываемые болезнетворными агентами нарушения дыхания сопровождаются образованием различных соединений, выполняющих, в частности, роль своеобразных химических барьеров, препятствующих распространению инфекции. Следовательно, И. р. — выражение особенностей протопласта, клетки, ткани, органа и организма в целом, представляющего сложную, разнокачественную и в то же время функционально единую биологическую систему. Характер ответных реакций растений на повреждения вредителями, паразитами — образование химических, механических и ростовых барьеров, способность к регенерации поврежденных тканей, замена утраченных органов — всё это играет важную роль в иммунитета растений к вредителям и паразитам. Вместе с тем в ряде случаев существенное значение для проявления иммунитета растений имеют содержание в тканях некоторых химических соединений, анатомические особенности растений и т. д. В большой степени это относится к явлениям иммунитета растений к вредителям-насекомым. Так, ряд продуктов так называемого вторичного обмена растений (алкалоиды, гликозиды, терпены, сапонины и др.) оказывает токсическое действие на пищеварительный аппарат, эндокринную и нейрогуморальную системы насекомых и других вредителей растений.
|
В селекции растений на устойчивость к заболеваниям и вредителям наибольшее значение имеет гибридизация (внутрисортовая, межвидовая и даже межродовая). Исходным материалом для селекции служат авто - и амфиполиплоиды, на основе которых получают гибриды между разнохромосомными видами. Такие амфидиплоиды созданы, например, советским селекционером М. Ф. Терновским при получении сортов табака, устойчивых к мучнистой росе. Для создания устойчивых сортов можно использовать искусственный мутагенез, а у перекрёстноопыляемых растений — отбор среди гетерозиготных популяций. Таким способом советские селекционеры Л. А. Жданов и В. С. Пустовойт получили сорта подсолнечника, устойчивые к заразихе. Для длительного сохранения устойчивости сортов предложено: 1) создание многолинейных сортов путём скрещивания хозяйственно ценных сортов с сортами, несущими разные гены устойчивости. При этом вследствие разнообразия генов устойчивости у полученных гибридов новые расы паразитов не могут накопиться в достаточном количестве; 2) сочетание в одном сорте R-генов с генами полевой устойчивости. Повышению устойчивости способствует также периодическая смена сортового состава в том или ином районе или хозяйстве.
-11-
Закон Гомологических рядов.
Крупным событием в жизни Н. И. Вавилова и историческим событием в науке был III Всероссийский селекционный съезд в Саратове. Здесь 4-го июля 1920 года Вавилов выступил с докладом "Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости". Это был один из звездных часов ученого.
Закон Гомологических рядов изменчивости, разработанный советским учёным Н. И. Вавиловым закон, устанавливающий параллелизм в изменчивости организмов. Ещё Ч. Дарвин (1859—68) обратил внимание на далеко идущий параллелизм в изменчивости близких видов и родов животных и растений. В 19 и начале 20 вв. ряд ботаников и зоологов (например, франц. учёный М. Дюваль-Жув, 1865; швейцарский миколог Э. Фишер, 1896; нем. ботаник Э. Цедербауэр, 1907, 1927; рус, зоолог В. М. Шимкевич, 1906, 1921, и др.) специально изучали параллельную изменчивость разных видов растений и животных. Советский генетик Ю. А. Филипченко подытожил (1922) ряд таких, преимущественно зоологических, данных в статье о параллелизме изменчивости в живой природе, который он объяснял систематической и филогенетической близостью родов и видов, входивших в изучаемые группы.
Лишь Н. И. Вавилов подошёл к проблеме параллелизма в изменчивости близких видов и родов с генетических позиций и на основе сравнительного изучения обширнейшего мирового материала (в природных условиях, культурах и в опытах) по изменчивости ряда семейств растений, богатых хорошо изученными культурными видами, — главным образом злаков. Н. И. Вавилов показал, что если все известные у наиболее изученного в данной группе вида вариации расположить в определённом порядке в таблицу, то можно обнаружить и у других видов почти все те же вариации изменчивости признаков. Более того, по мере развития исследований видов, входящих в данную группу, «пустые» места в таблице заполняются, и параллелизм в изменчивости близких видов становится всё более полным. Принципиально сходный, но слабее выраженный параллелизм характеризует изменчивость различных родов в пределах семейства, и ещё менее полный — различных семейств в пределах группы более высокого ранга.
Таким образом, закон Гомологических рядов сводится к следующему: близкие виды благодаря большому сходству их генотипов (почти идентичные наборы генов) обладают сходной потенциальной наследственной изменчивостью (сходные мутации одинаковых генов); по мере эволюционно-филогенетического удаления изучаемых групп (таксонов), в связи с появляющимися генотипическими различиями параллелизм наследственной изменчивости становится менее полным. Следовательно, в основе параллелизмов в наследственной изменчивости лежат мутации гомологичных генов и участков генотипов у представителей различных таксонов, то есть действительно гомологичная наследственная изменчивость. Однако и в пределах одного и того же вида внешне сходные признаки могут вызываться мутациями разных генов; такие фенотипические параллельные мутации различных генов могут, конечно, возникать и у разных, но достаточно близких видов. Н. И. Вавилов подчёркивал, что закон Гомологических рядов неизбежно обнимает и такую, в генетическом смысле не строго гомологичную, фенотипически параллельную изменчивость.
После 1920 представители школы Н. И. Вавилова в СССР, а также ботаники и селекционеры зарубежных стран накопили огромный фактический материал, подтверждающий всеобщность закона Гомологических рядов.
-12-
Сначала исследования касались в основном морфологических признаков; затем они были распространены на биологические, физиологические и биохимические свойства. Многочисленные подтверждения закона Гомологических рядов были получены на простейших, низших растениях, большом числе семейств высших растений и на животных.
Закон гомологических рядов отражает всеобщее и фундаментальное явление в живой природе. Он имеет огромное практическое значение в растениеводстве и селекции, а также в животноводстве.
-13-
|
|
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!