Законы вавилова 3

Законы вавилова 3

Закон рядов Вавилова

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова. Первым наиболее серьезным исследованием мутаций была работа Н.И.Вавилова по установлению параллелизма в наследственной изменчивости у видов растений, принадлежащих близким таксонам.

На базе обширных исследований морфологии различных рас растительного мира Вавилов в 1920 г. пришел к выводу, что, несмотря на резко выраженное разнообразие (полимофизм) многих видов, можно заметить ряд закономерностей в их изменчивости. Если взять для примера семейство злаков и рассмотреть варьирование некоторых признаков, то окажется, что одинаковые отклонения присущи всем видам.

Закон Вавилова гласит: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и линнеоны, т. е. виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости». Свой закон Н.И.Вавилов выразил формулой:

где G1, G2, G3 – виды, а а, b, с —различные варьирующие признаки.

Такой вид изменчивости описал Чарльз Дарвин, отмечая, что одинаковые признаки периодически обнаруживаются в разных систематических категориях, например в разных видах.

Закон был сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920 году. Изучая изменчивость признаков у видов и родов злаков и других семейств, Н. И. Вавилов обнаружил, что все виды и роды генетически близкие между собой характеризуются тождественными рядами наследственной изменчивости, но при этом он допускал, что при внешнем сходстве признаки могут иметь разную генетическую природу. Однако для определения являются ли фенотипически одинаковые мутации в разных видах мутациями одинаковых (гомологичных) локусов, необходимы специальные исследования.

Согласно закону гомологических рядов, зная ряд форм для одного вида, можно предвидеть нахождение форм у других видов и родов. Вавилов пришел к выводу, что целые семейства растений характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей черед все роды, составляющие семейства.

Хотя закон касался изменчивости у растений, Н. И. Вавилов указывал на его применимость и к животным. Теоретической основой гомологии рядов фенотипической изменчивости у близких таксономических групп является представление о единстве их происхождения путем дивергенции под действием естественного отбора. Поскольку общие предки имели определенный специфический набор генов, то и их потомки должны обладать в основном таким же набором за небольшим исключением.

Учитывая, что каждый ген может мутировать в разных направлениях (множественный аллелизм) и что мутационный процесс носит ненаправленный характер, можно предположить, что спектр изменений одинаковых генов у особей близких видов будет сходным. Следовательно, в основе закона гомологических рядов лежит параллелизм генотипическои изменчивости у особей со сходным набором генов.

Являясь теоретической основой сравнительной генетики, закон объясняет полиморфность видов. Закон гомологических рядов, отражая общую закономерность мутационного процесса и формообразования организмов, является биологической основой методов целенаправленного получения нужных наследственных изменений.

В настоящее время выделяют три типа гомологии. Это полная гомология, возникающая в результате возникновения одинаковых мутаций в одинаковых генах родственных видов. Вероятность такого совпадения очень низка, поэтому принято считать наиболее вероятным наследование измененного гена от вида родоначальника, от которого произошли изучаемые виды.

Для селекционной практики этот закон важен потому, что прогнозирует возможность найти неизвестные формы растений у данного вида, если они уже известны у других видов Н.И.Вавилов положил закон гомологических рядов в наследственной изменчивости в основу поиска новых форм растений. Под его руководством были организованы многочисленные экспедиции по всему миру. Из разных стран были привезены сотни тысяч образцов семян культурных растений, составивших основу коллекций Всесоюзного института растениеводства (ВИР). Мутантные линии являются важнейшим исходным материалом при создании сортов культурных растений.

biofile.ru

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н. И. Вавилова и его значение в селекции Текст научной статьи по специальности «Сельское и лесное хозяйство»

Аннотация научной статьи по сельскому и лесному хозяйству, автор научной работы — Шпилев Н. С., Евсикова Н. Г.

Приводится закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и его значение при создании новых культур. Дана характеристика созданных тритикале и промежуточных пшенично-пырейных гибридов по основным биологическим показателям в сравнении с традиционными культурами.Is the law of homologous series in hereditary variability and its importance in creating new cultures. Given the characteristics of the created triticale and intermediate wheat-parenax hybrids on the basic biological indicators in comparison to traditional cultures.

Похожие темы научных работ по сельскому и лесному хозяйству , автор научной работы — Шпилев Н.С., Евсикова Н.Г.,

Текст научной работы на тему «Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н. И. Вавилова и его значение в селекции»

ЗАКОН ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ В НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ Н.И. ВАВИЛОВА И ЕГО ЗНАЧЕНИЕ В СЕЛЕКЦИИ

Н.С. Шпилев, доктор с.-х. наук, профессор Н.Г. Евсикова, аспирант

ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»

Приводится закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и его значение при создании новых культур. Дана характеристика созданных тритикале и промежуточных пшенично-пырейных гибридов по основным биологическим показателям в сравнении с традиционными культурами.

Ключевые слова: Промежуточные пшенич-но-пырейные гибриды, тритикале, эволюция, селекция, полиплоидия, геном, биохимия, технология.

Поиск и объяснение единства и параллельной изменчивости живой материи были сделаны многими философами, учеными 18-19 веков [1,2]. Однако, первым исследователям удалось только раскрыть важность изучаемой темы, а сущность проблемы не стала яснее. И только Н.И. Вавилов [3] на основе анализа огромного количества растительного разнообразия сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, который раскрывал существующие закономерности растительного и животного разнообразия.

Впервые опубликованный в 1920 году, он включал следующие основные положения: виды и роды, близкие между собой, характеризуются тождественными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм для одного вида, можно предвидеть нахождение тождественных форм у других видов и родов; чем ближе расположены в общей системе роды линнеоны, тем полнее тождество в рядах их изменчивости; целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды, составляющие семейство.

Закон Н.И. Вавилова имеет огромное значение в биологии и селекции. Так открытие полиплоидной природы Triticumaestivum (АВД) показывает, что в результате естественной эволюции в одном генотипе соединились геномы А-Т. urartu, B-Ae. lonqissima или Aebicornis, Д-Ае. tauschiisubspstranqulata что обеспечило мягкой пшенице большое внутривидовое разнообразие, расширение ареала, благодаря повышенной приспособленности к условиям среды, появление озимых форм под влиянием деятельности человека, увеличение зимо- и морозостойкости,

Is the law of homologous sériés in hereditary variability and its importance in creating new cultures. Given the characteristics of the created trit-icale and intermediate wheat-parenax hybrids on the basic biological indicators in comparison to traditional cultures.

Key words: Intermediate wheat hybrids, triti-cale, évolution, selection, poliploidiya, genome, biochemistry, and technology.

повышение хлебопекарных качеств, но снижение содержания белка в зерне, снижение устойчивости к грибным болезням и приобретение летальных генов [4].

С другой стороны, открытие Н.И. Вавиловым закона гомологических рядов в наследственной изменчивости показывает историческую закономерность создания тритикале в результате селекции. Тритикале были получены путем скрещивания пшеницы (Triticum) и ржи (Secane). Соединение первой части латинского названия рода пшеницы и второй части латинского названия рода ржи дало наименование полученной культуре.

Несмотря на свою эволюционную молодость тритикале успешно конкурирует с традиционно возделываемыми культурами и в настоящее время в производственных условиях возде-лываются сорта тритикале в тридцати странах мира. Тритикале отличается толлерантностью к неблагоприятным условиям, и особенно к кислотности почвы. Культура лучше переносит промышленное загрязнение и кислотные дожди. Тритикале обладает повышенной устойчивостью к болезням и вредителям, что ведет к снижению употребления фунгицидов, а некоторые линии достигают рекордной урожайности в 125 ц/га.

Высокой урожайностью тритикале характеризуются не только по зерну, но и по зеленой массе. При этом тритикале хорошо вписывается в зеленый конвейер. Технологическая спелость (фазы колошения) наступает на 5-6 дней позже, чем у ржи и тем самым выполняет недобор зеленого корма в этот период. Зеленая масса тритикале, в силу большей устойчивости к мучнистой росе, бурой и стеблевой ржавчине растений, сохраняла зеленый сочный вид и лучше поедалась животными.

Учитывая положительную биохимическую характеристику зерна тритикале, многие ученые указывали на возможность использования его в кормлении животных. Положительные результаты были получены при кормлении свиней. В этом случае с точки зрения обменной энергии тритикале близко к пшенице, уступает кукурузе и превосходит ячмень [5].

При кормлении птицы пшеницей и тритикале были получены сходные результаты. Тритикале может заменить зерно сорго, пшеницу, ячмень в комбикорме в рационах для поросят при этом практически не снижается суточный привес, не увеличивается потребление кормов, а отношение корм/привес остается неизменным. Для взрослых людей питательность белка тритикале превосходит питательность белка пшеницы [6]. Оценивая качество белка тритикале, ржи, пшеницы выявлено, что показатель использования белка (ПИБ) тритикале совпадает с ПИБ ржи и значительно превышает его у пшеницы. Тритикале с успехом может использоваться в качестве корма в рационах цыплят, овец, свиней, мясных и молочных коров заменяя пшеницу, кукурузу, ячмень, сорго.

Повышенное содержание белка и его легкорастворимых фракций, а также наиболее благоприятно сбалансированный аминокислотный состав делают тритикале ценным компонентом в хлебопечении. Однако, допущенные к производственному использованию высокопродуктивные гексаплоидные сорта тритикале, полученные на базе тетраплоидных пшениц, не имеющих генома Д, который по общепринятой гипотезе определяет высокие хлебопекарные качества, а также в результате влияния генома ржи, имеют не высокие технологические показатели. Содержание сырой клейковины в муке тритикале находится на уровне 24,0 — 27,5%, что несколько ниже, чем у мягкой пшеницы.

По мнению А.Е. Пшеничного (1978) [7] на хлебопекарные качества значительное влияние оказывают содержание и соотношение глиадинов и глютенинов, которые при замесе муки тритикале с водой образуют клейкое вещество. В зерне тритикале содержание этих белковых фракций значительно меньше, чем у пшеницы. Отмечено также изменение соотношений этих белковых фракций: у пшеницы 1:1,6, у тритикале 1:1,7. Такие различия белковых фракций способствуют ухудшению теста из муки тритикале. Таким образом, хлеб из гексаплоидныхтритикале характеризуется неудовлетворительным качеством. Использовать положительную биохимическую характеристику тритикале в хлебопечении возможно путем приготовления смесей муки тритикале и сильной пшеницы в соотношении 1:1, в результате чего получается хлеб отличного качества [8].

Уникальным сырьем представляется зерно тритикале для приготовления спирта и пива. Высокое содержание сбраживаемых углеводов в зерне тритикале, азотистых веществ, и хоро-шаяэкстрактивность позволяют сделать вывод о целесообразности использования зерна в бродильном производстве [9].

Таким образом, существующие сорта тритикале показывают, что тритикале за короткий в эволюционном плане срок, благодаря усилию многих ученых превращена в перспективную сельскохозяйственную культуру, которая может возделываться в различных почвенно-климатических зонах, а ее урожай использоваться в различных направлениях. Та скорость, с которой решаются сложные селекционные проблемы тритикале, например масса и выполненность зерновки, позволяют утверждать, что тритикале в ближайшее время станет важнейшей зерновой культурой мира.

Не менее важное значение представляют промежуточные пшенично-пырейные гибриды. В настоящее время современные перспективные формы ПППГ обеспечивают стабильный уровень урожайности зерна и зеленой массы в среднем за 5 лет изучения (2005-2009 гг.) в пределах 25-50 и 600-800 ц/га соответственно. При этом выход сена в весовых единицах зеленой массы в полтора раза выше, чем у озимой ржи [10] .ПППГ характеризуется положительными биохимическими и технологическими показателями, так, если общая хлебопекарная оценка у сорта Московская 39 составила 3,6 балла (содержание клейковины-30,8% второй группы качества, содержание белка в зерне-12,48%) в 2010 г. в условиях полей Отдела отдаленной гибридизации (Московская обл., Истринский район, пос. Снегири), то у образца ПППГ №4015 этот показатель составил 4,6 балла-«отлично» (содержание клейковины-36% первой группы качества, белка в зерне-15,73%). При этом максимальные показатели по содержанию белка в зерне могут достигать 19%, а содержание клейко-вины-более 40%.

Полученный селекционерами закон позволял не только объяснять существующие закономерности, но и прогнозировать результативность селекционных работ, создавать новые культуры, которые в значительной степени повышают эффективность сельскохозяйственного производства.

1. Гете И.В. Избранные сочинения по естествознанию. Издательство академии наук СССР, 1957. Перевод И.И. Канаева под редакцией академика Б.Н. Павловского.

2. Дарвин У. Происхождение видов. М.Селехоизд, 1952.-483с.

3. Вавилов Н.И. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Саратов,1920.-16с.

4. Дорофеев В.Ф., Удачин P.A., Семенова J1.B. и др.Пшеницы мира // -Ленинград, ВО «Агропромиздат» Ленинградское отделение, 1987,-559с.

5. Cornejo S., Potocnjak J., Holmes J., Robinson L.W. Comparative nutritional value of triti-cale for swine. J.Animal Sei.36.87.1973.

6. Kiss A. Hexaploidtritikale breeding in Hungary. -Тритикале. Изучение и селекция .//Материалы международного симпозиума,-Л., 1975. С.38-46.

7. Пшеничный А.Е. Как повысить качество зерна пшеницы в Центрально-Черноземной зоне.-Центрально -Черноземное книжное издательство: Воронеж, 1978.-С.5-13.

8. Шпилев Н.С. Тритикале-перспективная культура Брянской области.// Повышение эффек-

тивности производства хранения и переработки-продукции в системе агропромышленного комплекса Брянской области: Тез. докл. научно-производственной конференции. -Брянск. 1989. С. 209-211.

9. Удачин P.A., Камышова Т.В., Веревкин А.Л. Мировой генофонд окто-и гексаплоидных тритикале как исходный материал для создания новых сортов пшенично-ржаных амфиди-плоидов.//Селекционно-генетические основы повышения урожайности зерновых и кормовых культур в ЦЧЗ.: Сборн. научн. трудов.-Воронеж, 1993.С.36-42.

10. Упелниек В.П., Белов В.И., Иванова Л.П.. Долгова С.П., Демидов A.C. Наследие академика Н.В. Цицина — современное состояние и перспективы использования коллекции промежуточных пшенично-пырейных гибридов.// Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012.т.16.№3.-С.667-674.

РЕАЛИЗАЦИЯ НАУЧНЫХ ИДЕЙ Н.И. ВАВИЛОВА В ИНТРОДУКЦИИ КУЛЬТУРЫ СОРГО НА ПРИМЕРЕ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

A.B. Дронов, доктор с.-х. наук, профессор В.В. Дьяченко, доктор с.-х. наук, профессор ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»

Реализация идей Н.И. Вавилова по интродукции растений нашла отражение в научно-практическом внедрении культуры сорго в Брянской области. Изучение коллекции сорго-вых культур позволило выработать подходы относительно правильного подбора видов и сортимента для успешного интродуцирования в Нечерноземье России.

Ключевые слова: интродукция, сорго, коллекция сорговых культур, семеноводство.

Realization of ideas of N.I. Vavilov on plants has found reflexion in scientifically-practical introduction of culture sorghum in Bryansk region. Collection studying sorghum cultures has allowed to develop approaches concerning correct selection of kinds and sortiment for successful introduction in Nechernozemiay of Russia.

Key words: introduction, sorghum, a collection introduction cultures, seed production.

Введение. Н.И. Вавилов (1926) под интродукцией (с латинского тгос1и

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-52970

cyberleninka.ru

Законы вавилова 3

Селекция(от лат.selectio,seligere–отбор) – это наука ометодах создания высокопродуктивных сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.Современная селекция – это обширная область человеческой деятельности, которая представляет собой сплав различных отраслей науки, производства сельскохозяйственной продукции и еекомплексной переработки.В ходе селекции происходят устойчивые наследственные преобразования различных групп организмов. По образному выражению Н.И. Вавилова, «…селекция представляет собой эволюцию, направляемую волей человека». Известно, что достижения селекции широко использовал Ч. Дарвин при обосновании основных положений эволюционной теории. Современная селекция базируется на достижениях генетики и является основой эффективного высокопродуктивного сельского хозяйства и биотехнологии.

Задачи современной селекции

-Создание новых и совершенствование старых сортов, пород и штаммов с хозяйственно-полезными признаками.

-Создание технологичных высокопродуктивных биологических систем, максимально использующих сырьевые и энергетические ресурсы планеты.

-Повышение продуктивности пород, сортов и штаммов с единицы площади за единицу времени.

-Повышение потребительских качеств продукции.

-Уменьшение доли побочных продуктов и их комплексная переработка.

-Уменьшение доли потерь от вредителей и болезней.

Учение о современной селекции было нашим выдающимся соотечественником – агрономом, ботаником, географом, путешественником, всемирно признанным авторитетом в области генетики, селекции, растениеводства, иммунитета растений, крупным организатором сельскохозяйственной и биологической науки в нашей стране – Николаем Ивановичем Вавиловым (1887–1943). Многие хозяйственно-полезные признаки являютсягенотипическисложными, обусловленными совместным действием многих генов и генных комплексов. Необходимо выявить эти гены, установить характер взаимодействия между ними, иначе селекция может вестись вслепую. Поэтому Н.И. Вавилов утверждал, что именно генетика является теоретической основой селекции.

Н.И. Вавилов выделил следующие разделы селекции:

1) учение об исходном сортовом, видовом и родовом потенциалах;

2) учение о наследственной изменчивости (закономерности в изменчивости, учение о мутациях);

3) учение о роли среды в выявлении сортовых признаков (влияние отдельных факторов среды, учение о стадиях в развитии растений применительно к селекции);

4) теориягибридизациикак в пределах близких форм, так и отдаленных видов;

5) теория селекционного процесса (самоопылители,перекрестноопылители, вегетативно иапогамноразмножающиеся растения);

6) учение об основных направлениях в селекционной работе, таких, как селекция на иммунитет, на физиологические свойства (холодостойкость, засухоустойчивость, фотопериодизм), селекция на технические качества, химический состав;

7) частная селекция растений, животных и микроорганизмов.

ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ В НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЗАКОН, открытая рус. генетиком Н.И. Вавиловым в 1920 г. закономерность, устанавливающая параллелизм (сходство) в наследственной (генотипической) изменчивости у родственных организмов. В формулировке Вавилова закон гласит: «Виды и роды, генетически близкие между собой, характеризуются тождественными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм для одного вида, можно предвидеть нахождение тождественных форм у других видов и родов». При этом, чем ближе родство между видами, тем полнее сходство (гомология) в рядах их изменчивости. В законе обобщён огромный материал по изменчивости растений (злаков и других семейств), но он оказался справедливым и для изменчивости животных и микроорганизмов.Явление параллельной изменчивости у близких родов и видов объясняется общностью их происхождения и, следовательно, наличием у них вгенотипахзначительной части одинаковых генов, полученных от общего предка и не изменившихся в процессе видообразования. Примутацияхэти гены дают сходные признаки. Параллелизм в генотипической изменчивости у родственных видов проявляется параллелизмом фенотипической изменчивости, т. е. сходными признаками (фенотипами).Закон Вавилова является теоретической основой при выборе направлений и методов для получения хозяйственно-ценных признаков и свойств у культурных растений и домашних животных.

www.genetics-b.ru

Закон гомологических рядов Н.И.Вавилова и его значение в биологии

Рукопись, датированная 20 февраля 1957 г.

Работа Н.И.Вавилова «Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости» была опубликована в 1920 г. на русском языке в «Трудах 3-го съезда по растениеводству» и в 1922 г. – на английском (Vavilov, 1922). Как известно, установление этого закона сопровождалось открытием предсказанной Н.И. Вавиловым на основе этого закона безлигульной формы ржи на Памире. Это открытие некоторыми лицами сравнивалось с открытием новых элементов на основе периодической системы Д.И. Менделеева. Сразу после опубликования работы наблюдалось большое оживление в биологической литературе: значительное число ученых выпустило работы, показывающие приложимость этого закона к разным группам растений и животных; самим Н.И. Вавиловым и его последователями были сделаны некоторые выводы общебиологического характера, в частности, в связи с новым подходом к загадкам миметизма. В дальнейшем этот энтузиазм ослабел.

Сам Н.И.Вавилов, будучи образованным и добросовестным биологом, нисколько не претендовал на то, что он первый сформулировал положение о гомологической изменчивости. Он указывал многих авторов, в частности самого Ч. Дарвина, в свою очередь называвшего Уолша (В.D. Walsh), установившего для насекомых в естественном состоянии закон «равнозначащей изменчивости» (law of equable variability). Ч. Дарвин (1952, с. 192) так формулирует это положение. «Виды, между собой различные, представляют аналогичные изменения, так что разновидность известного вида часто приобретает особенности, свойственные сродному виду, или возвращается к признакам более раннего предка»92.

Из этого определения, как и из последующего текста, ясно:

  • это положение, по мысли Дарвина, не претендовало на звание строгого закона, так как в нем не было обязательности и не были указаны условия преимущественности;
  • оно распространялось только на виды одного рода; как толковали это положение предшественники Дарвина по этому вопросу-Уолш, Ноден и другие, остается неясным;
  • аналогичными признаками в собственном смысле слова он считает те, которые возникают самостоятельно у близких видов, что он считает естественным в силу происхождения всех видов одного рода от общего предка: от них он отличает возвратные признаки-восстановление утраченных.
  • Правда, он оговаривается, что так как нам неизвестны общие предки наших естественных групп, то мы не в состоянии отличить признаки аналогичные от признаков возвратных. Кроме того, Дарвин считает (с. 194), что «признаки, происходящие исключительно в силу аналогичных изменений, будут, по всей вероятности, несущественными, так как сохранение всех признаков, важных по отношению к отправлениям организма, будет ограждаться естественным отбором соответственно различному образу жизни видов».

    Эта последняя оговорка очень важна: Дарвин, как честный ученый, зарегистрировал этот закон аналогичной изменчивости. но от него не укрылась враждебность этого закона его пониманию эволюции: дивергенции под руководством естественного отбора. Ведь возникновение аналогичных изменений во многих или во всех видах одного рода – это параллельная, а не дивергентная эволюция. Ясно, что если бы закон аналогичной изменчивости имел универсальное значение, то крайне ценимое самим Дарвином положение о господстве дивергенции в эволюции получило бы сильнейший удар.

    Большое изумление вызывает у Дарвина и факт проявления признаков, исчезнувших за много поколений, так как Дарвин еще придерживался взгляда на наследственность, как на нечто, связанное с «кровью». Он пишет (с. 193): «После 12 поколений доля крови, если позволительно будет употребить это ходячее выражение, одного потомка будет 1/2048, и тем не менее, по общераспространенному мнению, этот остаток чужой крови выражается стремлением к возврату».

    Ясно, что сам Дарвин и его ближайшие последователи потому не придавали большого значения этому закону, что он не гармонировал как с общей системой дарвиновских взглядов на эволюцию, так и с господствовавшими тогда взглядами на наследственность.

    Однако факты систематики организмов постепенно приводили ко все большему числу высказываний, возрождавших забытые многими слова Дарвина и его предшественников по данному вопросу. При этом ясно было, что сформулированное Дарвином положение вовсе не касается только видов одного рода, а распространяется и на более высокие таксономические категории и что оно имеет гораздо большие претензии на закон, чем думал Дарвин. Некоторые авторы отмечали сходство системы организмов (конечно, в относительно узких рамках) со справедливо прошумевшей периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева, и наш талантливый зоолог В.М. Шимкевич (Schimkewitsch, 1906) так озаглавил одну из своих работ: «О периодичности в системе пантопод», расположив роды этих животных в таблицу, внешне напоминающую периодическую систему. На самом деле сходство не так велико, и систему, предложенную Шимкевичем для пантопод, правильнее назвать решетчатой, а не периодической. Полезно при этом вспомнить, что еще Линней указывал, что в системе организмов мы имеем решетчатое расположение элементов. Сам В.М. Шимкевич, будучи убежденным дарвинистом, не придавал сколько-нибудь существенного значения обнаруженной им закономерности.

    Всякому, много занимающемуся определением любых организмов, не может не броситься в глаза неудовлетворительность определительных таблиц. Со времен Ламарка они все строятся в форме дихотомических таблиц, т. е. как бы в виде деревцев с большим числом разветвлений. Однако форма наших определительных таблиц отнюдь не является наиболее экономной, из-за этого возникает много ошибок в определении. Именно определяющий, сделав ошибку в выборе антитез, дальше получает как бы подтверждение тому, что он стоит на правильном пути, так как в дальнейшем встречает такие противопоставления, которые соответствуют признакам определяемого им объекта.

    Н.И.Вавилову и принадлежит поэтому бесспорная заслуга, что он не просто извлек из забвения старое положение Дарвина, но сделал крупный шаг вперед по пути познания одной из глубоких закономерностей, лежащих в основе формообразования организмов. По сравнению с Дарвином понимание Вавиловым характеризуется следующими особенностями.

    1. Закон приложим не только к близким видам одного рода, но и к родам семейств, не только близких, но и отдаленных.
    2. Этому закону придается такая универсальность, что по наличию ряда изменчивости в одном роде или в семействе можно предвидеть соответствующий ряд в другом роде или семействе: это и позволило Н.И. Вавилову сделать удачный прогноз.
    3. Н.И. Вавилов и его сотрудники не задумались сделать дальнейшие выводы из возрожденного на повышенном основании закона: они указали, что многие случаи миметизма прекрасно истолковываются как проявления этого закона. В одной из работ имеется прекрасная цветная таблица, показывающая великолепные случаи «миметизма» в семействе бобовых. С полным знанием дела использует закон Вавилова выдающийся знаток проблемы миметизма, талантливейший критик банального дарвинистического толкования этой проблемы австрийский ученый Ф. Гейкертингер (Heikertinger, 1954).

    В этой превосходной посмертной сводке Гейкертингер прекрасно показывает, что огромное число случаев миметизма только потому фигурирует как таковое, что оба партнера занимают тот же ареал. Но огромное число случаев «псевдомиметизма» просто не регистрируется, хотя можно привести большое число примеров, где представители одного семейства «подражают» представителям многих других семейств. Гейкертингер приводит в своей книге (с. 153) список видов семейства чернотелок (Tenebrionidae), которые «подражают» видам семейств – Carabidae, Dytiscidae, Elateridae, Silphidae, Chrysomelidae (подсемейства Chrysomelinae, Cassidinae), Cerambycidae, Curculionidae, Scarabeidae, Passalidae, Lucanidae, Languridae.

    Могу привести из личного опыта, что при просмотре богатых коллекций Зоологического института АН СССР по подсемейству земляных блошек (Halticinae) я наткнулся на мелких жучков, которых я без всякого сомнения отнес к жужелицам подсемейства Bembidiini и потому передал специалисту по жужелицам О. Л. Крыжановскому, который их тоже принял без возражения, но вернул их на следующий день, так как при очень внимательном рассмотрении они оказались все-таки земляными блошками, а не жужелицами. Но среди земляных блошек (наибольшее разнообразие, конечно, дает Южная Америка) есть виды, поразительно напоминающие не только представителей соседнего подсемейства Galerucinae, но и жуков семейств Curculionidae, Cerambycidae, Helodidae (некоторые виды этого подсемейства были описаны как блошки).

    По-видимому, эти случаи псевдомиметизма совершенно не зарегистрированы, так как о них только вскользь упоминает Гейкертингер (1917, с. 122), который, как известно, был не только знатоком литературы по миметизму, но и знатоком систематики земляных блошек.

    То возражение, которое часто приводится защитниками дарвинистического толкования миметизма, что слишком часто миметические виды водятся вместе, парируется наличием географических закономерностей в изменчивости организмов: в этой области Вавилов сделал весьма существенный вклад в науку. В его работе «Ботанико-географические основы селекции» (1935) есть специальный раздел «Правильности географического распределения сортового разнообразия культурных растений». Приведу только два примера. В Китае аккумулируется мировое разнообразие голозерного ячменя, голозерного проса, крупно-зернового голого овса. Только на Памире найдены безлигульные формы ржи, мягкой пшеницы и карликовой пшеницы (твердой пшеницы – на Кипре).

    В общем можно сказать, что закон гомологических рядов открывал широкие перспективы по изучению закономерностей, лежащих в основе эволюции. В этом же направлении двигалась и мысль нашего выдающегося ученого Л.С. Берга (1922), палеонтолога Д.Н. Соболева (1924) и гистолога А.А. Заварзина (1923). Несмотря на наличие ряда ошибок у всех этих авторов, сопутствующих каждому новому течению в науке, и разнообразие подходов к биологическим проблемам, общим выводом всех их было то, что морфологические закономерности, существование которых вынужден был допускать и Ч. Дарвин, играют в эволюции органического мира несравненно большую роль, чем это принимает ортодоксальный дарвинизм.

    Чем же объяснить то, что это направление в науке сейчас, можно сказать, еле теплится (даже в мировой литературе)? Не касаясь чисто внешних причин, могу указать следующие.

  • Сам Вавилов вскоре после формулировки своего закона оказался во главе прикладной ботаники. Здесь он проявил в полной мере свои блестящие организаторские способности и вложил всю свою большую душу в это дело. Только сейчас мы можем полностью оценить все величие его работы и как велика потеря вследствие его безвременной кончины. Но разнообразная административная работа, многочисленные экспедиции и прикладное направление его главных работ в этот период не могли не сказаться на снижении деятельности в том теоретическом секторе работы, который не сулил непосредственного практического приложения.
  • За период двадцатых и последующих годов огромное количество ученых было отвлечено в область генетики. Результаты в этой области достигнуты блестящие, но они также отвлекли внимание биологов от тех теоретических проблем, которые недоступны в настоящее время экспериментальной проверке и не отличаются той точностью, которой достигла генетика. Как крайнее выражение этой переоценки экспериментального метода, можно вспомнить слова В. Бэтсона, что палеонтология вообще некомпетентна в вопросах о факторах эволюции, так как в палеонтологии эксперимент отсутствует.
  • Видимо, для многих генетиков «периодичность» в систематике объяснялась гибридизацией, и, вероятно, многие из сторонников Н.И. Вавилова считали, что закон гомологических рядов исчерпывается той «решеткой», которая получается в результате скрещивания. Введен даже термин «ретикулатная» (т. е. сетчатая) эволюция. Однако при этом упускается из виду, что, как уже указывал Вавилов, сетчатость проявляется и на таком таксономическом уровне, на котором, по крайней мере по имеющимся данным, гибридизация невозможна. Еще важнее, пожалуй, то, что параллелизм распространяется и на, так сказать, «идейные» признаки, которые никак не могут быть выведены из единой морфологической или генетической основы. Чтобы дать понять, что это значит, приведу из обширнейшего запаса фактов этого рода только один пример: стридуляционные органы и органы слуха кузнечиков и саранчевых.
  • Несомненно, что закон гомологических рядов является только началом выяснения номогенетического компонента эволюции. Это показывает, что здесь, видимо, не простые пробелы в наших знаниях, а действительное несоответствие закона с реальным миром. Крайнее разнообразие организмов, продолжающееся новоописание, отсутствие сколько-нибудь удовлетворительных сводок по большинству групп отвлекают внимание систематиков от теоретической работы. В области теории работы крайне редки. Недостаточно ясно осознается различие между комбинативной и периодической системами (см.: Любищев, 1923).
  • Генетика первоначально развивалась, и это было вполне естественно, независимо от дарвинизма. Но вскоре выяснилось, что критическая мысль должна затронуть самые основы биологии и что эта работа по перестройке основ биологии является исключительно сложной и трудной. А при наличии той переоценки экспериментального метода, о которой уже говорилось, проявилась тенденция к «примирению» с дарвинизмом у тех ученых, как, например, Иоганнсен, которые первоначально резонно критиковали дарвинизм. У сторонников же точного мышления теоретическая мысль пошла по разработке методов приложения математики, к нейтральным областям систематики и теории эволюции. Я имею в виду работы Вольтерра и др. по математической теории борьбы за существование, Р. Фишера, Д. Холдена, С. Райта и других по математической теории естественного отбора и, наконец, что имеет особенное значение для систематики, по разработке методики комплексных признаков или дискриминантных функций, связанной опять-таки с именем Р. Фишера. Это последнее направление имеет исключительно важные методические и практические перспективы.
  • Закон гомологических рядов оказался, таким образом, лишенным разработанной общебиологической основы, он не имел «объяснений». Как уже указано, это возражение формально совершенно справедливо, и закон гомологических рядов для сколько-нибудь полного понимания требует весьма радикального пересмотра наших общебиологических воззрений. Но, беря в качестве методологического руководства историю точных наук, мы видим, что требование «объяснения» часто служило тормозом на пути самых блестящих научных достижений. Великому Ньютону говорили, что его принцип всемирного тяготения непонятен. Он отвечал примерно так: «Несомненно, нелепо считать, что тело может действовать там, где его нет, но все происходит так, как если бы такое действие имело место. ».
  • После Эйнштейна теория тяготения сделала большой шаг вперед (общую теорию относительности часто называют теорией тяготения), но, насколько мне известно, и сейчас там далеко не все ясно. Нечто подобное случилось и со знаменитыми уравнениями электромагнитной теории света К. Максвелла. Наконец, беря наиболее близкий пример, укажу, что в момент своего появления периодическая система элементов Д. И. Менделеева была совершенно «непонятной». Известно, что когда один из предшественников Д. И. Менделеева, Ньюлендс, делал доклад о первой несовершенной попытке найти связь свойств элементов с атомным весом в научном химическом обществе, то председатель, известный химик, сделал такое «убийственное» возражение: «А вы не пробовали находить связь свойств элементов с алфавитным расположением их названий?». Сейчас мы знаем, что под периодическую систему подведено весьма прочное основание, но отсутствие такого основания не дает нам права отвергать теорию из-за ее «непонятности».

    Мы можем подвести итог. Работа Н. И. Вавилова по закону гомологических рядов представляет собой очень крупный шаг по пути проникновения в закономерности систематики и эволюции. Однако сравнение в смысле высоты научного достижения с периодической системой Менделеева было бы неправильно. Система Менделеева представляет уже весьма совершенное решение проблемы систематизации химических элементов, хотя, конечно, далеко не идеальное. Попытка же Вавилова, как ни почтенна она сама по себе, представляет собой только маленький отрезок грандиозной проблемы биологической системы. Здесь совершенная несоизмеримость задач. Биологическая систематика в своем полном здании неизмеримо труднее химической как по подавляющему количественному и качественному многообразию форм, так и по осложнению проблемы системы проблемой органической целесообразности, отсутствующей в химической систематике. Мы знаем, что очень большое число умнейших и талантливейших биологов искренне думают, что вся морфология и физиология организмов подчинена проблеме целесообразности. Заслуга Н.И. Вавилова и заключается кроме всего прочего, в том, что он с определенной точки зрения указал на самостоятельность систематики. В этом отношении он оказался выше не только своих противников, но и большинства своих последователей и почитателей, которые часто выдвигают, например, миметизм как одно из бесспорнейших доказательств теории естественного отбора, забывая, что таким высказыванием они обнаруживают или незнакомство, или игнорирование весьма обоснованного мнения Н.И. Вавилова.

    www.examen.ru

    Читайте так же:  Как оформить загранпаспорт на ребенка до 14 лет старого образца

    Обсуждение закрыто.