|
 Het verbeteren van de kwaliteit van de planten die voor onze behoeften worden gekweekt, is van groot belang. Na misschien begonnen te zijn met het semi-willekeurig zaaien in de buurt van zijn jachthut van de eerste zaden die bij de hand kwamen, is iemand al aan het begin van zijn culturele geschiedenis op zoek naar nieuwe planten; Geleidelijk aan verschijnen er gecultiveerde planten, die in niets of bijna niets verschillen van hun wilde voorouders, en krijgen dan steeds meer kenmerken.
In de loop van de tijd heeft de mens om zich heen een heel speciale "vegetatie" gecreëerd - een hele kunstmatige wereld van dergelijke planten, die niet in het wild zijn en nooit hebben bestaan.
Een van de belangrijkste kenmerken van gecultiveerde planten is dat ze voor het grootste deel niet kunnen bestaan zonder menselijke zorg voor hun zaden. Aan de andere kant kan een persoon alleen die planten gebruiken voor zijn behoeften, waarvan de zaden gedurende ten minste enkele maanden kunnen worden bewaard, voordat een gunstig moment voor zaaien begint.
De mens heeft zulke planten gecreëerd en blijft deze planten creëren die bijzonder geschikt zijn voor zijn economische doeleinden. Om grote oogstverliezen te voorkomen, zoekt hij rassen die bij rijpheid hun zaden niet kwijtraken. Bijvoorbeeld in maïs de korrels zitten zo stevig op de kolf dat ze daar alleen met geweld kunnen worden bevrijd. Voor een wilde plant is voor het grootste deel het tegenovergestelde gunstig: de zaden zo gemakkelijk mogelijk zaaien. Het is gemakkelijk te begrijpen dat maïs helemaal niet in het wild zou kunnen bestaan: de korrels die stevig op de kolf blijven zitten, spruiten allemaal samen als de kolf op vochtige grond viel, en de spruiten zouden elkaar blokkeren. Maar dit is niet genoeg, in de overgrote meerderheid van de gevallen kunnen de zaden van gecultiveerde planten aan het einde van de zomer, kort na het rijpen, ontkiemen. En dit betekent voor hen een totale dood in de omstandigheden van ons klimaat: de delicate spruiten van de meeste plantensoorten konden de winterkou natuurlijk niet verdragen. Onder de bescherming van de mens overwinteren de zaden in zijn schuren en worden ze pas voor de volgende lente gezaaid. Er zijn weliswaar winterplanten, maar ze vormen een minderheid en ze zijn niet in elk klimaat bestand tegen de winter; in het hoge noorden kunnen alleen vroegrijpe voorjaarsplanten overleven. Daarom gaat de teelt van gerst, een vroeg rijpende lenteplant, het verst naar het noorden.
Maar om een plant geschikt te maken voor kweek, moet hij zaden hebben die lang kunnen worden bewaard zonder dat ze hun kiemkracht verliezen. Daarom, hoe waardevol een plant ook is in zijn kwaliteiten, hij is volkomen ongeschikt voor cultuur onder onze omstandigheden als de zaden niet levensvatbaar kunnen worden gehouden van oogsten tot zaaien. Ten slotte zijn er gevallen waarin de zaden levensvatbaar blijven, alleen onder omstandigheden die kunstmatig moeilijk te maken zijn, bijvoorbeeld door grote hoeveelheden graan in water op te slaan (wildwaterrijst).
 Wat is de betekenis van de duur en de wijze van opslag van de zaden van de planten die daaruit worden verkregen?
Laten we ons eerst herinneren wat een zaadje is. Het zaad van elke plant bevat een embryo, dat een kleine wortel en stengel heeft; vanaf de bovenkant van de laatste beginnen na ontkieming bladeren te ontwikkelen. Het ontkiemen van een zaadje bestaat uit het feit dat deze kleine embryonale plant begint te groeien en zich geleidelijk ontwikkelt tot een grote volwassen plant. De ontwikkeling van het embryo is, net als elk ander organisme, gebaseerd op het feit dat de samenstellende cellen zich vermenigvuldigen. Deze delende cellen vormen de punt van de wortel en de top van de steel in het embryo; alle wortels van de toekomstige plant zijn afkomstig uit meerdere cellen van de wortelpunt van het embryo, alle bovengrondse delen van de plant (zelfs in gigantische bomen) zijn afkomstig van verschillende primaire cellen van de top van de embryonale stam.
De kwaliteit van de planten die eruit groeien, hangt af van de kwaliteit van de zaden - niet alleen rogge zal zeker groeien uit roggezaad en niet tarwe, maar goede rogge zal groeien uit de zaden van een goede variëteit aan rogge, en slechte rogge zal groeien uit de zaden van een slechte.
Zoals we net hebben gezien, komt een plant die zich ontwikkelt uit zaden uit een paar cellen van het embryo. Daarom moeten de verdiensten van zijn kwaliteiten uiteraard in deze cellen aanwezig zijn. Deze neigingen - genen - bevinden zich in de kern van de cel, meer bepaald in de chromosomen - klein, enkele duizenden van een millimeter groot, lichamen die in de kern verschijnen elke keer dat er een deling is, dat wil zeggen, vermenigvuldiging van cellen. Een set chromosomen vormt een apparaat waarmee de eigenschappen van eigenschappen worden overgedragen tijdens de ontwikkeling van een organisme van de ene celgeneratie naar de andere. Dit is het erfelijkheidsapparaat. Eventuele verschillen tussen planten die via zaden worden overgedragen, of het nu gaat om de kleur van bloemen, de smaak van de vrucht of de grootte van de opbrengst, zijn afhankelijk van de neigingen in de chromosomen - genen die tijdens elke celdeling onveranderlijk correct worden overgedragen in de resulterende cellen. Daarom bevatten alle cellen waaruit een organisme bestaat dezelfde genen. De afzonderlijke delen van het organisme, bijvoorbeeld een blad, een stengel, een wortel, een bloem, verschillen in een plant van elkaar omdat hun ontwikkeling onder verschillende omstandigheden plaatsvindt. Elke cel die zich kan voortplanten - de punt van de stengel of de punt van de wortel van het embryo - bevat in de kern dezelfde reeks genen, waarvan de eigenschappen het karakter en de kwaliteit van de zich ontwikkelende plant beïnvloeden.
De bestendigheid van deze eigenschappen - 'erfelijkheid' - hangt af van het feit dat tijdens elke celdeling niet alleen de cel in tweeën wordt gedeeld, maar elk klein deeltje van het chromosoom, elk gen zich ook in tweeën deelt en twee volledig identieke chromosomen vormt, twee volledig identieke genen. De eigenschappen van genen blijven duizenden en miljoenen jaren onveranderd; we kennen veel planten die niet alleen
zijn niet veranderd gedurende een historische periode van enkele duizenden jaren, bijvoorbeeld sinds de tijd van de Egyptische farao's, maar zijn hetzelfde gebleven als hun voorouders die miljoenen jaren geleden leefden en werden gevonden in oude afzettingen van de aardkorst.
Een zaadembryo is een kleine voorraad genen die zijn geërfd van de plant waarop het zaad is gerijpt. Het leven met al zijn eigenaardigheden verbergt zich in de zaadvacht en • wacht op ongunstige omstandigheden; zodra een gunstige tijd aanbreekt, begint de ontwikkeling, een plant groeit, waarvan de eigenschappen afhangen van de kwaliteit van de genen die zich in de cellen van het embryo bevinden. Deze eigenschappen blijven niet alleen behouden tijdens het ontkiemen van het zaad, maar ook in rust, wanneer het zaad droog ligt.
Maar wat wordt er met de tijd gedaan met de erfelijke neigingen van het embryo dat in het zaad zit? De duur van deze periode van het leven van de plant is gewoonlijk strikt gedefinieerd: de eik groeit duizenden jaren en de eikel ligt, zonder te ontkiemen, slechts één winter; De wilg groeit ook vele jaren, maar de zaden ontkiemen onmiddellijk nadat ze op natte grond zijn gevallen. Zeer zelden blijven zaden langer dan 6-7 maanden in de natuur zonder te ontkiemen. Wat gebeurt er met ze als ze langere tijd moeten liggen zonder te ontkiemen? Blijven de erfelijke eigenschappen van het embryo ongewijzigd of veranderen ze juist naarmate de tijd verstrijkt?
Iedereen weet natuurlijk dat er geen zaden zijn die voor altijd het vermogen zouden behouden om te ontkiemen - vroeg of laat verliezen ze hun ontkieming. De periode waarin de zaden levensvatbaar blijven is heel verschillend voor verschillende planten, in rogge is het bijvoorbeeld veel minder dan in tarwe, in wilgenzaden verliezen hun ontkieming na een paar dagen na rijping, Indiase lotuszaden blijven levensvatbaar voor een eeuw of nog meer ... Dergelijke lange perioden moeten echter als uitzonderlijk worden beschouwd.
Zaadkieming wordt bepaald op speciale zaadcontrolestations en wordt berekend als percentage.Let bij het beoordelen van de kwaliteit van zaden allereerst op het kiempercentage; hoe lager het is, hoe meer zaden in hetzelfde gebied moeten worden gezaaid om de vereiste plantdichtheid te verkrijgen.
 De oorzaak van het verlies van kiemkracht was nog onbekend. We kennen alleen de omstandigheden die van invloed zijn op het behoud van zaadkieming. Er werd dus vastgesteld dat een sterk vochtgehalte van zaden leidt tot een snel verlies van ontkieming, terwijl in droogte de kieming daarentegen langer duurt. Roggezaden in de regio Moskou, waar het nogal vochtig is, verliezen hun ontkieming vaak volledig tegen het derde jaar, en in de Amerikaanse staat Arizona, die een droog klimaat heeft, vertoont dezelfde rogge voor het tiende jaar een goede kieming. Zaden verliezen hun kiemkracht vooral in Japan snel door het zeer vochtige klimaat daar. Maar zelfs in zeer droge klimaten kunnen zaden snel ontkieming verliezen door hun eigen vochtigheid, bijvoorbeeld als ze niet voldoende gedroogd zijn na het oogsten, gestapeld in een vochtige ruimte, etc.
Tot voor kort werd aangenomen dat er geen veranderingen in zaden optraden, behalve het geleidelijke verlies van ontkieming. Alle rassenkwaliteiten - groei, ontwikkelingssnelheid, opbrengst, kwaliteit van fruit of graan, vereisten voor bodem, klimaat, enz. - werden als stabiel, onverwoestbaar en duurzamer beschouwd dan het leven zelf; het leek erop dat het embryo sterft voordat zijn erfelijke eigenschappen veranderen.
Deze verbazingwekkende stabiliteit van erfelijke neigingen is echter niet absoluut. Al meer dan dertig jaar is bekend dat de kwaliteiten van planten kunnen veranderen: ze zaaien bijvoorbeeld bladloze tarwe - en plotseling groeien een of meer doornuitsteeksels op het veld; of gele zaailingen, verstoken van chlorofyl, verschijnen plotseling tussen de zaaiende, of verschijnen er witbloemige zaailingen tussen planten met rode bloemen, enz. Dergelijke veranderingen zijn vaak erfelijk en worden via zaden overgedragen op volgende generaties; zo groeien uit de zaden van een opkomende doornuitsteeksels uitsluitend doornuitsteeksels verder. Zulke zeldzame veranderingen - en ze komen echt zelden voor, eens in de honderdduizenden en miljoenen planten - die worden doorgegeven aan het nageslacht, worden mutaties genoemd. Zoals nu is bewezen, zijn ze de oorzaak van alle verschillen tussen de bestaande soorten levende wezens: als er geen mutaties waren, zou er geen jij en ik zijn. Het leven op aarde zou waarschijnlijk bestaan in een of andere eenvoudigste vorm.
De meeste mutaties zijn schadelijk voor het lichaam: in een plant leidt een mutatie heel vaak tot onvruchtbaarheid, tot verschillende onregelmatigheden en misvormingen in de ontwikkeling. Maar sommige van de mutaties zijn gunstig voor de plant of gunstig voor de mens; Door zulke mutaties op te pikken, creëerde de mens vele soorten planten die hij nodig had. Het is duidelijk hoe belangrijk het voor ons zou zijn om te leren omgaan met mutaties. Het is ook noodzakelijk om ze te beheren om onze waardevolle "variëteiten te beschermen tegen het verschijnen van onnodige en schadelijke eigenschappen erin."
De oorzaken van de mutaties waren echter nog onbekend; pas in de laatste 6-7 jaar is bewezen dat hun aantal sterk kan worden verhoogd door externe invloeden op het lichaam, op de cellen waaruit het lichaam voortkomt. Het sterkste effect in dit opzicht wordt uitgeoefend door röntgenstraling, de bestraling van bloemen of volwassen zaden waarmee het aantal mutaties honderden keren kan toenemen en daardoor zeer snel veel nieuwe kwaliteiten van planten kan ontstaan.
Wat is de oorzaak van mutaties? De schrijver van deze regels heeft er lang naar gezocht. Enkele jaren geleden werd mij duidelijk dat de oorzaak van mutaties nauw verband moet houden met de levensprocessen die in de cel plaatsvinden, en niet van buitenaf komen, in de vorm van bijvoorbeeld röntgenfoto's. Mutaties zijn alomtegenwoordig, daarom moet hun oorzaak alomtegenwoordig zijn. Al met al was het gemakkelijker om aan te nemen dat de condities die mutaties veroorzaken, zoals zojuist gezegd, in de cel worden gecreëerd door de levensprocessen die daar plaatsvinden.
Welke processen vinden plaats in het zaad als het ligt en langzaam zijn ontkieming verliest? Is er echt alleen een verlies van kiemkracht of zijn er andere veranderingen in de eigenschappen van het embryo? Vinden zich tijdens het liegen van het zaad geen veranderingen voor in de erfelijke eigenschappen van het embryo dat het bevat? Is het waar dat de raskwaliteiten volledig ongewijzigd blijven terwijl het embryo leeft?
Beoefenaars weten al lang dat oude zaden niet groeien uit verse zaden. Waarnemingen op lange termijn hebben ons hetzelfde laten zien. Bovendien hebben we, na een aantal jaren gewerkt te hebben aan de kunstmatige productie van mutaties door zaden met röntgenstraling te bestralen, gemerkt dat de zaailingen die uit dergelijke zaden worden verkregen sterk lijken op die van oude zaden.
 Gedetailleerde studies uitgevoerd in het laboratorium voor cytogenetica van het Biologisch Instituut van de CIK, genoemd naar V.I. K.A. Timiryazev in Moskou, ontdekte een opmerkelijk fenomeen: hoe ouder de zaden, hoe meer mutaties er worden verkregen tussen de planten die eruit groeien. Er verschijnen veel lelijke planten, velen zijn bijna of geheel steriel, er verschijnen volledig nieuwe variëteiten, enz. Deze gegevens zijn al getest op veel soorten planten, waaronder rogge, maïs, gerst, niet alleen hier getest, maar ook op border. Een andere belangrijke ontdekking, die bijna gelijktijdig in ons land en op basis van ons eerste werk in Canada werd gedaan, was de ontdekking dat het aantal mutaties afhangt van warmte en vochtigheid: hoe warmer het is in de ruimte waar de zaden worden opgeslagen, of hoe vochtiger het is, hoe meer mutaties er in planten voorkomen.
Deze mutaties komen op de meest uiteenlopende manieren tot uiting; de meeste zijn, zoals altijd, schadelijk. Als de zaden erg oud zijn of in omstandigheden met een te hoge luchtvochtigheid en hitte liggen, verstoren mutaties het verloop van de ontwikkeling volledig en verliest het zaadje ontkieming.
Een verbazingwekkend maar volkomen begrijpelijk kenmerk van deze mutante planten is dat het bijna altijd hersenschimmen zijn (dit is de naam voor planten die bestaan uit weefsels met verschillende erfelijke kwaliteiten; in feite is elke geënte boom, bijvoorbeeld een fruitboom, een hersenschim, omdat het bestaat uit erfelijke verschillende delen - van wilde dieren en culturele telg). Waarom dit zo is, is gemakkelijk te begrijpen als we bedenken dat een plant zich ontwikkelt uit verschillende cellen van het embryo: wortels worden gevormd uit de apicale cellen van de wortel en alle bovengrondse delen komen voort uit verschillende cellen van de top van de stengel. Mutaties komen altijd onafhankelijk voor in verschillende cellen; daarom blijven onder de oorspronkelijke cellen van het embryo, samen met mutante cellen, bijna altijd normale cellen over, en later ontwikkelt het ene deel van de plant zich uit mutante cellen, het andere uit normale cellen. In zeldzame gevallen blijkt de plant te zijn samengesteld uit delen van meerdere variëteiten.
Nu kunnen we verschillende conclusies trekken van zeer belangrijke praktische betekenis. Ten eerste betekent het opslaan van zaden veranderen. Oude zaden zijn alleen oud in leeftijd - in termen van hun kwaliteiten zijn ze "nieuw", aangezien ze misschien niet dezelfde planten laten groeien waarvan ze werden verzameld. Daarom is het nodig om oude zaden te zaaien om zo snel mogelijk nieuwe kwaliteiten van planten te vinden. Voorraden zaden die jaren en tientallen jaren op proefstations zijn opgeslagen, kunnen dienen als een zeer waardevolle bron voor de ontwikkeling van nieuwe plantensoorten. Aan de andere kant, als we oude zaden voor landbouwgewassen vermenigvuldigen, lopen we het risico de variëteit te bederven, aangezien de meeste mutaties schadelijk zijn. Ten tweede kunnen warmte en vochtigheid, die het verschijnen van mutaties versnellen, worden gebruikt om kunstmatig mutaties te produceren. Deze methode is niet alleen goedkoop, eenvoudig en overal verkrijgbaar, maar ook beter dan andere omdat er geen kunstmatige omstandigheden, zoals röntgenstraling, voor nodig zijn. Bovendien zullen er minder nadelige bijwerkingen op de plant zijn. Maar zaden opslaan in een te warme kamer of te veel vocht kan ze ongeschikt maken voor landbouwgewassen, zelfs als de kiemkracht niet significant afneemt.Het is vooral nodig om bang te zijn voor zelfopwarming van graan, waarbij zowel warmte als vochtigheid tegelijkertijd werken.
M.S. Navashin
Interessant: de kleinste plant
De kleinste van de bloeiende planten - wortelloze wolfia - behoort tot de familie eendenkroos, leeft op het oppervlak van stilstaande waterlichamen en bedekt ze met een bruine film die lijkt op koffiedik. De diameter van een individuele plant is zelden meer dan een millimeter. In tegenstelling tot grotere soorten eendenkroos heeft wolfia geen wortel, het absorbeert de nodige stoffen met het hele oppervlak ondergedompeld in water. De plant heeft niet eens blad, het bestaat allemaal uit een kort "stengelblad", in een speciale kuiltje waarvan ongeveer één keer per dag een nieuwe plant uitloopt. Het totale aantal planten verdubbelt per dag. Bloeiende wolfia is uiterst zeldzaam. De bloem bevindt zich in het bovenste deel dat uit het water steekt en is een holte waarin een stamper en een meeldraad worden geplaatst.
Wolffia kan een gevaarlijk onkruid zijn in rijstvelden, maar vanwege zijn snelle voortplanting wordt het soms speciaal gekweekt om eiwit- en koolhydraatrijke groene massa voor veevoer te verkrijgen.
Vergelijkbare publicaties
|
