Fin dai tempi antichi, le persone sono state affascinate dalla bellezza e dalla diversità delle piante circostanti, in particolare dai fiori. Il loro aroma e la loro tenerezza in tutte le epoche sono state la personificazione dell'amore, della purezza, della manifestazione dei sentimenti. A poco a poco, una persona si è resa conto che non solo poteva godere delle viste esistenti di queste bellissime creature, ma anche prendere parte alla loro formazione. Iniziò così l'era della riproduzione vegetale, che portò alla produzione di nuove specie con caratteristiche più necessarie e importanti nel geno- e nel fenotipo. Le due scienze che lavorano insieme su questo problema sono riuscite a ottenere risultati fantastici finora: genetica e botanica.
Soggetto botanico
La botanica è la scienza che studia tutto ciò che riguarda le piante. Sono loro:
- morfologia;
- genetica;
- fisiologia;
- anatomia;
- sistematica.
Questa disciplina copre tutti gli aspetti della vita dei rappresentanti della flora, dai processi interni di respirazione, riproduzione e fotosintesi alla diversità esterna dei tratti fenotipici.
Questa è una delle scienze più antiche, apparsa insieme allo sviluppo dell'uomo. L'interesse per le creature che crescono intorno a lui, così decorando lo spazio circostante, è sempre stato con una persona. Inoltre, oltre alla bellezza, è sempre stata una potente fonte di cibo, componenti medicinali, materiale da costruzione. Pertanto, la botanica è una scienza che studia gli organismi più antichi, importanti, diversi e complessi del nostro pianeta: le piante.
Coltivazione di piante
Con il passare del tempo e l'accumulo di conoscenze teoriche sulla struttura di queste creature dall'interno, il loro modo di vivere e i processi che avvengono in esse, è diventato disponibile a capire come manipolare la loro crescita e sviluppo. Stava guadagnando slancio la scienza della genetica, che ha permesso di studiare diversi oggetti a livello cromosomico, incrociarli tra loro, ottenere risultati buoni e cattivi e scegliere quelli redditizi e necessari. Ciò è stato reso possibile dalle seguenti scoperte.
- Doppia fertilizzazione nelle piante.
- Scoperta dei processi di mitosi e meiosi.
- Sviluppo di metodi di incrocio.
- I fenomeni di eterosi, outbreeding e incubazione.
- Decifrare il codice genetico delle piante.
- Studi biomolecolari sulla composizione cellulare e tissutale.
- Scoperte nel campo della citologia e dell'istologia.
Ovviamente, questi non sono tutti i prerequisiti che sono serviti come inizio di un potente movimento e lo sviluppo di metodi di coltivazione delle piante.
Crossing e le sue caratteristiche
Un altro nome di processocroci - ibridazione. Il metodo per utilizzare questo fenomeno è chiamato ibrido. Gregor Mendel fu il primo ad usarlo per i suoi esperimenti. Ogni scolaretto conosce i suoi famosi esperimenti sui piselli.
L'essenza dell'intero processo consiste nell'incrociare le forme parentali tra loro per ottenere una progenie eterozigote, che sarà chiamata ibrida. Allo stesso tempo, sono stati sviluppati diversi tipi di attraversamento. Sono selezionati tenendo conto delle caratteristiche individuali della varietà, della specie o del genere. Esistono due tipi principali di tali processi.
- Outbreeding, o outbreeding. Implica che le forme parentali iniziali non appartengono alla stessa specie, genere o varietà. Cioè, non sono correlati. Tale incrocio è uno dei più popolari e il più delle volte porta all'eterosi quando si allevano linee pure.
- Inbreeding, o consanguineità - ibridazione strettamente correlata di individui appartenenti alla stessa specie o genere, varietà. Questo metodo viene utilizzato per correggere un tratto utile in una popolazione, incluso uno fenotipico. Con ripetute incubazioni eseguite correttamente, è possibile ottenere linee vegetali geneticamente pure.
Questi tipi di incrocio hanno varietà più strette al loro interno. Quindi, una delle forme di outbreeding è l'incrocio: l'ibridazione tra varietà.
Oltre ai tipi, ci sono anche diversi tipi di incrocio. Sono stati descritti e studiati in dettaglio da Mendel, Thomas Morgan e altri genetisti dei secoli passati.
Visualizzazioniincrocio
Ci sono diversi tipi principali di ibridazione degli individui.
- Monoibrido o semplice. Implica l'incrocio delle forme genitoriali con il primo figlio, effettuato una volta.
- Diibrido - basato su genitori che differiscono per due coppie di caratteristiche.
- Restituibile - un ibrido della prima generazione viene incrociato con il genitore originale.
- Gli individui poliibridi o doppi della prima generazione vengono quindi incrociati tra loro e quelli successivi con altre varietà e specie.
Tutte le varietà indicate hanno un significato in ogni situazione specifica. Cioè, per alcune piante, basta un semplice incrocio per ottenere il risultato desiderato. E per altri, è necessaria un'ibridazione poliibrida a fasi complesse per ottenere il tratto desiderato e consolidarlo nell'intera popolazione.
Ibridi di diverse generazioni
Come risultato di ogni incrocio, si forma questa o quella prole. I tratti che ha preso dai suoi genitori possono manifestarsi in vari gradi.
Così, i segni degli ibridi della prima generazione sono fenotipicamente sempre uniformi, il che è confermato dalla legge di Mendel (prima) e dai suoi esperimenti sui piselli. Pertanto, è spesso il tipo di ibridazione monoibrida che viene utilizzato per ottenere lo stesso risultato, che è richiesto solo alla volta.
In seguito, tutti gli individui successivi combinano già le proprietà in se stesse, quindi la divisione appare in determinati rapporti. Appaiono recessivi, i processi mutazionali interferiscono. Pertanto, il più importante per l'attività industrialel'uomo, la sua agricoltura, è proprio la prima generazione di piante ricevuta.
Esempio tipico: se l'obiettivo è produrre solo pomodori gialli come risultato di un periodo stagionale, allora un pomodoro giallo e uno rosso dovrebbero essere incrociati, ma il rosso dovrebbe essere ottenuto prima dal genitore giallo. In questo caso, la prima generazione sarà sicuramente uniforme: pomodori gialli.
Ibridi interspecifici: caratteristiche
Gli ibridi interspecifici sono quelli ottenuti come risultato di outbreeding o incroci a distanza. Cioè, questo è il risultato dell'accoppiamento di individui appartenenti a specie diverse al fine di ottenerne uno nuovo con caratteristiche e proprietà predeterminate.
In questo modo, molte importanti piante agricole e ornamentali furono ottenute dall'industria dalle persone e molte nuove specie di individui furono allevate nell'allevamento animale.
Esempi di organismi simili
Esempi di ibridi interspecifici tra piante:
- grano da foraggio;
- triticale - frumento e segale;
- forme di segale-grano;
- grano-elimus;
- diversi tipi di tabacco e altri.
Se parliamo di animali, allora anche molti rappresentanti possono essere citati come esempio:
- hines (cavallo e asino);
- ligr - leone e tigre;
- mezhnyak - fagiano di monte e gallo cedrone e altri.
Il problema principale con tali ibridazioni è che la prole è sterile oimpraticabile. Ecco perché le persone hanno creato e sviluppato molti modi per eliminare questi fattori. Dopotutto, se si ottiene il risultato desiderato, è molto importante non solo risolverlo, ma anche introdurre la produzione di tali organismi nel sistema.
Cosa causa l'infertilità negli ibridi interspecifici?
Le cause di tali problemi risiedono nei processi di meiosi e mitosi, ovvero in anafase, quando i cromosomi divergono verso i poli della cellula. In questo momento, ognuno di loro sta cercando la sua coppia omologa. È così che si formano interi cromosomi dai cromatidi e si forma il cariotipo generale dell'organismo.
Ma in quegli individui in cui la fusione è avvenuta da diverse forme genitoriali, la possibilità di incontrare tali strutture è minima o impossibile. Ecco perché si verifica una combinazione casuale di tratti e, di conseguenza, gli individui diventano sterili o non vitali. Cioè, i geni, infatti, diventano incompatibili.
Se ci volgiamo al livello molecolare e scopriamo qual è la ragione dell'infertilità degli ibridi interspecifici, la risposta sarà questa: è l'incompatibilità delle sezioni di DNA del nucleo cellulare e dei mitocondri. Di conseguenza, non c'è coniugazione cromosomica nel processo meiotico.
Ciò porta a risultati disastrosi sia nella riproduzione delle piante che nell'incrocio e nell'allevamento di razze e nuove specie animali. Soprattutto questo accade nei rappresentanti della flora. Pertanto, puoi ottenere un raccolto di piante ibride solo una volta, il che è estremamente scomodo per lo sviluppo dell'agricoltura.
Dopo che è diventato chiaro agli scienziati qual è la causa dell'infertilità interspecieibridi, il lavoro attivo ha iniziato a trovare un modo per eliminare queste cause. Ciò ha portato alla creazione di diversi modi per eliminare la sterilità degli individui.
Modi per superare l'infertilità
Il percorso principale scelto dai biologi per risolvere questo problema è il seguente. Nella fase della meiosi, quando i cromosomi divergono verso i poli della cellula, viene introdotta una sostanza speciale, la colchicina. Favorisce la dissoluzione delle fibre del fuso (centro cellulare). Di conseguenza, tutti i cromosomi rimangono in una cellula e non cadono in cellule diverse. Ora è possibile la coniugazione libera tra coppie omologhe, il che significa che il processo di meiosi è abbastanza normale in futuro.
Così, la prole diventa fertile e porta facilmente frutto in futuro quando incrociata con forme diverse. Molto spesso, questo metodo viene utilizzato nella selezione delle piante, si chiama poliploidia. È stato applicato per la prima volta dal nostro scienziato Karpechenkov. Così ottenne il primo ibrido fertile di cavolo e ravanello.
Qual è il motivo dell'infertilità degli ibridi interspecifici, lo abbiamo già scoperto. Conoscendo la natura del problema, siamo riusciti a creare altri due modi per risolverlo.
- Le piante impollinano con il polline di un solo genitore. Questo metodo ti consente di ottenere diverse generazioni di individui ibridi, fertili. Tuttavia, il tratto ritorna ancora e gli individui diventano di nuovo sterili.
- Impollinazione degli ibridi nella prima generazione con il polline dei genitori.
Oggi non sono stati creati più metodi di lotta, ma si sta lavorando in questa direzione.
Gigli e i loro ibridi
Simbolo di purezza e innocenza, i fioritristezza e dolore per i defunti, gentili e sottili rappresentanti dei gigli - i gigli. Queste piante sono state apprezzate dall'uomo per molti secoli. Durante questo periodo non sono state create varietà! Naturalmente, anche gli incroci interspecifici hanno influenzato loro.
Il risultato è stato lo sviluppo di nove gruppi di varietà ibride che semplicemente stupiscono per la bellezza dei tratti fenotipici! Tra questi, un posto speciale è occupato dai due rappresentanti più insoliti e ricercati:
- ibridi orientali;
- gigli ibridi OT.
Consideriamo i segni di entrambi i gruppi e diamo loro una descrizione.
Ibridi orientali
Questo è il più grande ibrido in termini di formazione dei fiori. La loro biologia non è praticamente diversa da quella di altri rappresentanti. Le dimensioni del calice in crescita possono raggiungere i 31 cm di diametro e il colore può essere diverso. La varietà Nippon è molto bella, ha grandi fiori bianchi con un bordo rosa. I loro petali sono ondulati.
L' altezza di queste piante varia fino a 1,2 m, ciò consente loro di essere piantate a una distanza di 20-25 cm l'una dall' altra e di formare bellissime creste fiorite. Tutti i rappresentanti di questo gruppo emanano un aroma molto forte.
Pozzi orientali
Questo è il giglio OT-ibrido, la cui abbreviazione è formata dal nome completo: forme tubolari orientali. Sono anche chiamati alberi di giglio per le loro dimensioni molto alte della pianta e i grandi fiori. Su uno stelo alto fino a 2,5 metri si possono formare oltre 25 fiori grandi (fino a 30 cm), molto profumati e dai colori vivaci.
Questo permette a questo gruppo di ibridi di essere molto popolare tra i giardinieri, anche se non tutti possono far fronte al loro allevamento. Sono necessarie cure molto attente e una corretta semina in modo che tali forme possano attecchire e produrre prole.
Il girasole e le sue forme ibride
Gli ibridi di girasole differiscono l'uno dall' altro in termini di maturazione dei semi. Quindi, alloca:
- presto (fino a 90 giorni);
- precoce (fino a 100 giorni);
- metà stagione (fino a 110 giorni).
Anche gli ibridi di semi danno qualcosa di diverso. Il contenuto di olio e la resa sono eccellenti e dipendono dal periodo di maturazione. Più a lungo la pianta è nel terreno, maggiore è la qualità del raccolto. Puoi citare alcuni degli ibridi più comuni al mondo di questa pianta, la più richiesta in agricoltura.
- Tunka.
- Bosforo.
- Roccioso.
- PR64A15.
- Jason.
- Avanti.
Tra i principali vantaggi:
- tolleranza alla siccità;
- malattie e parassiti;
- rendimento;
- semi di alta qualità;
- buona fruttificazione.
