Центры происхождения культурных растений по Н.И. Вавилову

Исходный материал для селекции

Преобладающее число растений, возделываемых в различных регионах земного шара, стали культурными благодаря деятельности человека. Влияние природных факторов, искусственный отбор и целенаправленная работа селекционеров обеспечили создание таких форм культурных растений, которые значительно отличались от своих диких предков. Например, фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris) вошла в культуру стараниями аборигенов Центральной и Южной Америки. Это было достигнуто путем одомашнивания вида фасоль аборигенная (Phaseolus aborigineus) – однолетней лианы, встречающейся в диком виде в лесах Мексики, Гватемалы и Венесуэлы и в настоящее время. У дикорастущей фасоли плоды-бобы содержат 2–3 крупных семени, тогда как некоторые сорта культурной фасоли – 10–13 фасолин.

Успех селекционной работы во многом зависит от качества исходного материала, главным образом от его генетического разнообразия. Чем разнообразнее исходный материал, используемый для селекции, тем больше возможностей он предоставляет для гибридизации и отбора. Селекционеры, пользуясь биологическим, генетическим и экологическим разнообразием растительного мира, создали огромное количество различных сортов культурных растений. При этом значительную роль в этой работе играют дикорастущие виды растений.

Использование их осуществлялось давно, но только Н.И. Вавилов обосновал необходимость широкомасштабного исследования дикорастущей флоры для выявления ее генетического богатства. При этом ученый установил, что, хотя размеры и продуктивность культурных растений намного выше, чем у родственных им диких видов, их генофонд намного беднее, чем генофонд исходного вида. Генофонд – это совокупность генов, которая имеется у всех особей данной популяции или какой-то группы вида. Поэтому при выведении новых сортов очень важно изучение полезных признаков диких предков культурной формы, особенно устойчивости растений к болезням и паразитам, морозостойкости, засухоустойчивости, плодовитости.

В 20–30-х годах XX века Н.И. Вавилов вместе с коллективом сотрудников Всесоюзного института растениеводства (ВИР), директором которого он был многие годы, провел широкомасштабную поисковую работу по обследованию культурной флоры нашей планеты. Исследовательские экспедиции проводились почти на всей территории земного шара – в Иране, Афганистане, Средиземноморье, Восточной Африке, Центральной Азии, Японии, Северной, Центральной и Южной Америке, в различных регионах нашей страны. В результате было изучено около 1600 видов культурных растений с их сортовыми вариациями. Из этих экспедиций были привезены тысячи образцов семян различных культур. Они высевались в питомниках ВИРа, расположенных в разных экологических условиях и разных географических зонах нашей страны.

Все привезенные из экспедиций сборы семян культурных и дикорастущих растений из центров их исторического происхождения составили большую коллекцию видов и сортов, что представляло собой уникальный и богатейший генофонд растений для новых селекционных работ. Эта коллекция и в настоящее время сохраняется и поддерживается сотрудниками Всероссийского института растениеводства имени Н.И. Вавилова в Санкт- Петербурге.

На основе изучения мировых растительных ресурсов и детального анализа истории земледелия, истории происхождения отдельных сельскохозяйственных культур, сведений об их ближайших родичах Н.И. Вавилов смог выявить центры происхождения важнейших культурных растений, связанные с древними очагами цивилизации, – места первичного возделывания и селекции растений.

Учение о центрах происхождения культурных растений было создано выдающимся российским ученым Н.И. Вавиловым.

Центры многообразия и происхождения культурных растений

Как установил Н.И. Вавилов, большинство центров происхождения культурных форм растений совпадают с древними очагами земледелия, причем они размещаются преимущественно в горных районах. Обозначенные регионы Вавилов назвал первичными центрами происхождения, то есть центрами, где находится родина культурных растений и их диких предков. Ученый отметил также, что наряду с первичными центрами существуют и вторичные центры – районы возникновения новых форм культурных растений, но происходящих уже не от диких предков, а от предшествующих культурных форм, сосредоточенных в каком-то ином географическом месте, иногда значительно удаленном от первичного центра.

Многие культурные растения в настоящее время выращиваются в новых для них местностях. Это произошло главным образом благодаря социальной и производственной деятельности человека (миграция, торговля, мореплавание, экономика, политика), которая способствовала многочисленному и многократному перемещению растений в различные районы земного шара.

В теории о центрах происхождения культурных растений Н.И. Вавилов вначале выделил восемь центров с рядом подцентров, но в более поздних работах он укрупнил их и наметил семь основных первичных центров. Южноазиатский тропический центр (I) дал человечеству более 50 % всего количества культурных растений – рис, огурец, цитрусовые, манго, кокосовую пальму, сахарный тростник, банан, черный перец. Восточноазиатский очаг (II) – еще 20 % различных культурных растений, преимущественно зерновых, – сою, просо, овес, гречиху, чумизу, а также чай, редьку, персик и др. Юго-Западноазиатский центр (III) (14 % культур) отличается большим разнообразием хлебных злаков: множество видов пшеницы и ржи, горох, чечевица. Здесь же находится мировой потенциал плодоводства – яблони, груши, сливы, абрикоса, граната, миндаля, винограда, вишни, инжира, грецкого ореха и овощеводства – лука, чеснока, моркови, свеклы, репы. Средиземноморский (IV) (11 %) и Абиссинский (V) (4 %) известны разнообразием хлебных злаков (твердая пшеница, овес, рожь, сорго), масличных (кунжут, маслина, хлопчатник, масличная пальма) и овощных культур (капуста, сахарная свекла, укроп, петрушка), а также дают кофе, пробковый дуб, клевер, вику и лавр. Центральноамериканский центр (VI) (10 %) обеспечивает людей кукурузой, фасолью, картофелем, тыквой, бататом, перцем, орехом (пеканом), авокадо, какао, томатом. Южноамериканский (VII), или Андийский, очаг (8 %) дал человечеству картофель, кукурузу, ячмень, арахис, томат, тыкву, ананас, папайю, гевею, хинное дерево, коку, маниок и фейхоа.

Основные географические центры происхождения культурных растений

Расселение культурных растений

Многие культурные растения выращиваются в настоящее время в новых для них регионах. Например, дикорастущий вид кофе (Coffea arabica), происходящий из Эфиопии, стал широко распространенной культурой в Латинской Америке. Арахис, родина которого находится в Северной Аргентине и Южной Боливии, выращивается теперь на огромных площадях тропической Африки.

Дикорастущая на территории Амазонии гевея – дерево-каучуконос – одомашнена в Юго-Восточной Азии. Второй родиной масличной культуры – подсолнечника является Россия, куда растение попало в XVII веке, а его первичным центром – Северная Америка, где он и поныне распространен в диком виде. Первичный центр цитрусовых находится в Гималаях и Юго-Восточной Азии, а вторичные центры возникли в Испании, Италии и Америке. Подобных примеров множество.

В новых условиях растения заметно изменялись и давали начало новым культурным формам. Это разнообразие объясняется мутациями и рекомбинациями, появляющимися в связи с произрастанием растений в новых условиях окружающей среды.

Анализ результатов исследований привел Н.И. Вавилова к выводу, что основные центры происхождения и формообразования важнейших растительных культур в значительной мере связаны с локализацией основных очагов человеческой культуры и, до некоторой степени, центров разнообразия домашних животных. Многочисленные палеонтологические исследования подтвердили этот вывод.

Учение о происхождении и эволюции культурных растений является одним из существенных разделов селекции. А сам Н.И. Вавилов считал, что селекция – это эволюция, направляемая волей человека.