Ещё четверть века назад имя Ивана Владимировича Мичурина было известно всем, его открытия провозглашались высшим достижением науки, а любой садовод с гордостью называл себя «мичуринцем». Сегодня если кто и помнит это имя, то, среднестатистически, в виде мифа о чудаке, который непонятно зачем скрещивал яблоню с грушей.
«Мичура» из усадьбы «Вершина»
Чтобы понять Мичурина, нужно приглядеться к эпохе, с которой связано становление его личности. Реформы Александра II 1860-х годов вызвали к жизни поколение, отвергавшее идеалы отцов и наивно верившее во всесилие науки.
Таким был и отец Мичурина, которого тот в советское время лукаво называл «сельским работником». На самом деле Владимир Иванович принадлежал к старинному, хоть и обедневшему дворянскому роду. Мичурины, чья фамилия происходила от диалектного слова «мичура - что значит хмурый, неразговорчивый, - издавна владели деревенькой Долгое на Рязанщине. Там в октябре 1855 года и появился на свет будущий гений селекции. Его отец, не послушав родителей, женился на девушке Маше «из простых». За это был лишён наследства и вынужден зарабатывать садоводством в своей маленькой усадьбе «Вершина». Несмотря на дворянское звание, жили скудно и невесело - до Вани у супругов родились шестеро детей, но никто из них не прожил и года. В 1859-м умерла от горячки и сама Мария Петровна.
Под ударами судьбы Владимир Иванович не сломался. Он не только заботился о своей усадьбе, но и внедрял в округе новые методы садоводства, печатал статьи в петербургском журнале «Садоводство», а в свободное время учил грамоте крестьянских детей. Сын был предоставлен самому себе и с увлечением бегал в сад, на пасеку, в лес, изучая всё, что там жило и росло.
Ваня с детства любил работу в саду - даже несмотря на то, что в три года, когда родители высаживали рассаду, он всячески пытался поучаствовать в процессе, вертелся под ногами и в конце концов был побит. Горько плача, мальчик побрёл домой, вернулся оттуда с солонкой и начал сеять соль над взрыхлённой грядкой. Видя такое усердие, отец понемногу начал привлекать отпрыска к работе в саду. К двенадцати годам он знал и умел больше многих взрослых садоводов, в совершенстве владел сложными методами прививки растений. Не обошлось без вреда для здоровья: упав с яблони, он повредил колено и с тех пор ходил, опираясь на палку.
А вот в Пронском уездном училище Ваня был твёрдым троечником. Письмо и математика казались ему скучными, и он с нетерпением ждал выходных, чтобы убежать в родную усадьбу. Не раз получал замечания за непочтительность к педагогам.
Мичурин никогда не был благостным добрячком, каким его изображают советские биографы. Бесконечную доброту он проявлял только к растениям и животным. С людьми был неприветлив, а часто и груб - особенно когда ему мешали заниматься любимым делом. В этом он напоминал другого изобретателя-самоучку - Константина Циолковского. Их судьбы удивительно похожи: оба боролись с бедностью и непониманием окружающих, оба в конце жизни вкусили при советской власти государственных почестей и приобрели массу учеников. Даже умерли они в один год, хотя Циолковский родился на два года позже. Правда, Мичурин, в отличие от своего «близнеца», никогда не считал себя гением. Но имел заветную мечту - добиться созревания в холодных российских широтах южных персиков, лимонов, винограда. Насмотревшись на скудную жизнь земляков, он хотел подсластить её при помощи фруктов - что может быть благородней?
Отец вполне одобрял Ванино желание, но убеждал его, что вначале надо выучиться. Он начал готовить сына к поступлению в знаменитый Царскосельский лицей, но тут грянул гром - «прогрессивный хозяин» Владимир Иванович разорился. «Вершину» продали за долги, с мечтами о лицее пришлось расстаться. Дядя устроил его в местную гимназию, но уже через год Мичурин был оттуда изгнан - отказался снять шапку перед директором. В довершение бед отец слёг с тяжелой болезнью почек, и Иван стал кормильцем маленькой семьи.
В 1872 году он устроился конторщиком на железнодорожной станции в городе Козлове Тамбовской губернии. Этот небольшой городок стал его домом на всю оставшуюся жизнь. Здесь же он встретил спутницу жизни - дочь рабочего Александру Петрушину. Молодые поженились в 1875-м, вскоре родился сын Николай, за ним - дочь Мария. Двенадцати рублей в месяц, которые получал Мичурин на железной дороге, едва хватало на прокорм. А вскоре он вообще бросил работу, решив целиком посвятить себя любимому садоводству.
Козловские страдания в сыром шалаше
Улица, на которой Мичурин снял домик, называлась Питейной из-за обилия стоящих на ней кабаков. Однако козловцы не только пили, но и закусывали - город утопал в зелени деревьев, а овощи и фрукты отлично вызревали на местном чернозёме. Обрусевший француз Ромен Дюльно бойко торговал привезёнными из-за границы саженцами южных яблонь и вишен. Правда, очень скоро капризные гости вымерзали и чахли - зимы в Козлове были не по-южному суровы.
Мичурин решил исправить положение. Для опытов он арендовал у купца Горбунова пустующую усадьбу с садом и перевёз семью туда. Очень скоро в домике негде было ступить от горшков, коробок, ящиков с рассадой. В трёх комнатах, кухне, кладовке и, конечно, в саду разместились 600 видов растений - лимоны, апельсины, розы, магнолии, экзотические араукарии и юкки и даже вирджинский табак. Дети болели, жена начала ворчать. Пришлось перебраться в более просторный дом, но и он через пару лет оказался заполненным под завязку. Туго было и с деньгами, хотя у Мичурина были золотые руки - в свое время он один, без всякой помощи, провел на станции Козлов электрическое освещение. Начальник депо инженер Граунд тогда сказал: «Бросайте ваш сад, господин Мичурин! Вы же первоклассный электротехник». Вместо этого Иван Владимирович бросил работу и открыл мастерскую по починке часов, швейных машинок и прочей мелкой техники. Вдобавок он следил за исправностью часов на станции - вместе набегало около 40 рублей в месяц.
В 1887 году Мичурин узнал, что священник Ястребов продаёт большой участок земли недалеко от города, на берегу реки Лесной Воронеж. С трудом скопив деньги, садовод перебрался туда. Ради приобретения желанного участка он посадил всю семью на голодный паёк - белый хлеб и сахар по выходным, мясо по праздникам. Основной пищей надолго стали тюря из хлеба с луком и жидкий чай. Из экономии Мичурины вручную перетащили из города мешки с землёй и ящики с рассадой.
Дочь Мария вспоминала: «Отец забывал об одежде, о пище, о нужде и безденежье семьи и все свои мизерные доходы вкладывал в выписку интересовавших его семян. Мать шла ему навстречу, также отказывая себе во всём необходимом. Бесконечная подноска воды, посадка растений, перекопка и рыхление гряд днём, письмо и чтение по ночам уносили силы отца».
Усилия не пропали даром - через пять лет на бывшем пустыре появились стройные ряды молодых яблонь, груш, вишен. Впервые в Козлове здесь росли персики, абрикосы, виноград. В 1888 году Мичурин вывел свой первый морозоустойчивый гибрид - вишню «Княжна севера», после революции переименованную в «Красу севера».
Дело шло трудно - не имея нужного образования, самоучка доверился «авторитетному» мнению московского садовода Грелля. Тот утверждал, что вывести новые сорта легко - достаточно привить южные плодовые растения к местным, более неприхотливым. Мичурин долго пытался сделать это, но саженцы погибали.
Тогда он перешёл к более сложному методу - искусственному скрещиванию и долгому изменению свойств получившихся гибридов. Он видел, что разные сорта яблок или слив уже через несколько лет дают жизнеспособные гибриды. И чем дальше эти сорта по родству и географическому местоположению, тем лучше их гибриды приспосабливаются к местным условиям. Так случилось с яблоней-китайкой, к которой он привил нежные европейские сорта - кандиль, бельфлёр, пепин и другие. Гибридные яблоки были крупными, сочными и в то же время морозостойкими, как их китайский предок.
Ту же операцию Мичурин пытался повторить с грушами бере и дюшес, сливой ренклод и другими теплолюбивыми фруктами. Дело шло трудно, пока садовод не понял причину: чернозём на его участке был слишком жирным и «баловал» его гибриды, снижая их устойчивость к морозу. Пришлось опять искать новый участок, перевозить туда имущество, выкраивать из мизерного бюджета средства на семена и рассаду.
В 1899 года Мичурин перебрался в слободу Донское, ставшую его окончательным пристанищем. К тому времени дети, которым до смерти надоело возиться с садом, оставили его - дочь вышла замуж, а сын устроился механиком на станцию. Иван Владимирович и Александра Васильевна с трудом справлялись с большим хозяйством. Тяжёлый труд, недоедание, ночёвки в сыром шалаше подорвали здоровье обоих. Были и другие проблемы: к Мичурину повадился местный священник отец Христофор. Он просил, а потом и требовал оставить «богопротивное» выведение новых пород, смущающее умы прихожан. Садовод, не отличавшийся смирением, указал гостю на дверь. Мешали и мальчишки, таскавшие румяные мичуринские фрукты. Хозяин сада то бегал за ними с палкой, то пробовал увещевать, но толку было мало.
«Русские не продаются»
И все же к 1905 году Мичурин вывел уже немало гибридных сортов: яблони «Кандиль-китайка», «Ренет бергамотный», «Шафран северный», груши «Бере зимняя» и «Бергамот Новик», сливу «Ренклод реформа». Скрестив обычную рябину с чёрной аронией, он получил новую полезную ягоду - черноплодную рябину. Пытался выращивать морозостойкий виноград.
А цветы в его саду цвели такие, что француз Дюльно млел от восхищения: «Вам, мсье Мичурин, нужно торговать розами. Послушайте меня, и вы озолотитесь!» Но Иван Владимирович, как истинный фанатик науки, был равнодушен к деньгам. Конечно, он торговал своими саженцами и цветами, но неумело, чуть ли не себе в убыток. Намучившись с купчихами, по часу выбиравшими букеты - «Ах, сударь, эти цветы вовсе не в моем скусе!» - прекращал торговлю и убегал в любимый сад.
На рубеже веков эта наука переживала настоящую революцию - опыты чешского монаха Грегора Менделя породили учение о генах. Мичурин этой теории не понял и не принял. Много лет возясь с растениями, он не видел никаких генов. Он знал, как получить новые сорта путем скрещивания и долгого отбора, и в духе Чарльза Дарвина считал этот отбор - природный или искусственный - главным двигателем эволюции. Учение о невидимых частицах, передающих наследственные свойства видов, казалось ему нелепым.
Однако накануне революции у Мичурина были заботы поважнее, чем борьба с генетикой. В 1915 году мощное половодье затопило его питомник, погубив многие ценные гибриды. Тем же летом на Козлов обрушилась эпидемия холеры. Помогая лечить больных, заразилась и умерла жена Ивана Владимировича - последний близкий ему человек. А вскоре он получил от властей очередной отказ в субсидии на развитие садоводческого хозяйства. Таких отказов было много, и каждый глубоко ранил Мичурина - неужели он не нужен своей стране?
Неожиданное признание пришло из-за океана. К Мичурину трижды приезжал представитель правительства США Фрэнк Мейер, который покупал саженцы выведенных им сортов. Позже садовод рассказывал, что американец склонял его к отъезду, сулил большие деньги и даже пароход для вывоза растений. Но в ответ получил гордое: «Русские не продаются!»
Обласканный Октябрём
Узнав об Октябрьской революции, Мичурин записал в дневник: «Буду работать, как и раньше - для народа». Скоро в питомник явились комиссары и объявили его государственным. Правда, хозяина оставили заведующим и выделили солидную зарплату - говорят, по протекции местного большевика, которого садовод когда-то прятал от полиции.
Питомник расширился - ему отдали земли ликвидированного монастыря. Мичурин уже не справлялся с хозяйством, и ему на помощь направили опытного агронома Иосифа Горшкова, а потом многочисленных студентов-практикантов. В 1921 году мичуринские яблоки и груши попали на выставку в Тамбов, а скоро о них узнали и в Москве. Секретарь Совнаркома Николай Горбунов, не чуждый садоводству, услышал от кого-то о козловском самоучке и рассказал о нем Ленину. Тот пришел в восторг и отправил к Мичурину в гости «всесоюзного старосту» Михаила Калинина. Старый интеллигент, кормящий народ чудо-фруктами, стал находкой для советской пропаганды. К тому же он охотно играл отведённую ему роль, вознося хвалы партии и её вождям.
За это Иван Владимирович получил не только славу, но и ощутимые материальные блага. Его питомник вырос с 8 до 20, а потом и до 100 гектаров. Там работало больше ста человек, которые днём и ночью следили за состоянием свежепривитых гибридов. Экспедиции доставляли Мичурину новые виды растений с Кавказа, Средней Азии, Дальнего Востока. Он проводил опыты с женьшенем, лимонником, актинидией. В 1928 году питомник переименовали в селекционную станцию имени Мичурина. Вскоре в Козлове был открыт первый садоводческий техникум - тоже имени Мичурина. А в 1932-м это имя было присвоено и самому городу, не переименовали и по сей день.
К чести селекционера, он не загордился, не превратился в крикливого барина. Человек, давший имя собственному городу, был всё так же скромен, ходил в неизменной потёртой парусиновой куртке и фетровой шляпе. По-прежнему каждый день выходил на крыльцо кормить воробьёв - их он знал «в лицо», и каждому дал свое имя. Подбирал в лесу раненых птиц, выхаживал и подолгу держал дома. Умудрился приручить даже лягушек - заслышав его шаги, они вылезали на берег и ждали угощения в виде сухих мух.
Заложник интриг
Тем временем вокруг старого учёного закипали страсти. В 1929 году молодой украинский агроном Трофим Лысенко прислал ему статью, посвящённую яровизации - новому методу превращения озимых культур в яровые. В письме Лысенко упирал на то, что его метод развивает мичуринское учение о решающем значении внешнего воздействия для эволюции. Прочитав письмо, старик пожал плечами: он не раз призывал продвигать новые сорта только после тщательных испытаний. Объяснял, что способы создания новых сортов работают только в опытных и неравнодушных руках - таких, как его руки.
Но Лысенко такие «мелочи» не интересовали - он верно понял генеральную линию партии. После коллективизации и голода первой половины 1930-х годов Сталину требовалось как можно быстрее повысить урожаи и накормить страну. Лысенко с его яровизацией пришёлся кстати, да и его метод нравился вождю - не выискивать под микроскопом какие-то там гены, а воздействовать на растения решительно и наступательно! Только так можно озимую пшеницу превратить в яровую, рожь в ячмень, а картошку - в ананасы…
Всё это Лысенко преподносил под именем «мичуринской биологии», хотя Иван Владимирович так и не признал его своим учеником. Прикрываясь портретом-иконой раскрученного селекционера, Лысенко сумел сместить академика Николая Вавилова с поста президента Академии сельскохозяйственных наук и вскоре занял его место, на двадцать лет став всесильным диктатором в биологии.
Но Мичурину уже не было до этого дела. В начале 1935 года врачи нашли у него рак желудка, но, несмотря на боль, он до последнего дня жизни работал в саду. 7 июня он скончался и был торжественно похоронен в сквере у основанного им техникума. По сторонам могилы, как стражи, встали четыре яблоньки - «Кандиль-китайка», «Бельфлёр-китайка», «Пепин-китайка» и «Пепин-шафран».
Мичурина не стало, а Лысенко продолжал разгром генетики, отбросив российскую науку в этой области далеко назад. Выдвигая свои теории, он неизменно прикрывался именем «учителя». Немудрено, что развенчание Лысенко в годы «оттепели» отразилось и на Мичурине. Его книги издавались всё реже, а критика в его адрес звучала всё чаще. Утверждали, что все его достижения - блеф партийной пропаганды. Его питомник - теперь Всероссийский НИИ генетики и селекции плодовых растений - не раз угрожали закрыть. А он работает и, что самое интересное, продолжает выводить новые сорта.
Ведь кроме путаных теорий Мичурин оставил своим ученикам и всем нам главный урок - сад даст плоды при любой вменяемой власти, только если за ним ухаживать с терпением и любовью. В таком случае сад тоже может стать опорой государства.
Оборудование : таблицы по общей биологии, иллюстрирующие методы селекции растений, методы селекционной работы И.В. Мичурина и достижения селекции растений.
ХОД УРОКА
I. Проверка знаний
А. Работа по карточкам
№ 1. Учеными получен пшенично-ржаной гибрид тритикале. Каким образом удалось создать такой гибрид, успешно размножающийся половым путем?
№ 2. Самыми высокоурожайными (до 100 ц/га) сортами пшеницы признаны Безостая 1 (выведена П.П. Лукьяненко) и Мироновская 808 (выведена В.Н. Ремесло). Колосья и зерна у них очень крупные, стебли толстые, прочные. Эти сорта относятся к мягкой, полиплоидной (6n ) пшенице. Самый высокий урожай и крупные плоды у земляники дают также полиплоидные (8n ) растения. Используя эти данные, ответьте на вопросы:
а) как влияет полиплоидия на величину
плодов и другие морфологические признаки
пшеницы и земляники?
б) как влияет полиплоидия на продуктивность этих
растений?
в) какое хозяйственное значение имеет
полиплоидия для человека?
№ 3. Подтверждением эволюционной теории явились исследования датского генетика В.Иогансена. Он изучил действие отбора в популяциях и чистых линиях. Оказалось, что в пределах чистой линии отбор по величине, массе семян и другим признакам неэффективен. В то же время отбор в свободноскрещивающихся популяциях результативен. Объясните, какую закономерность эволюционной теории подтверждают результаты этого исследования.
№ 4. В настоящее время широкое распространение в США и Англии имеет гибридный сорт помидоров, устойчивый к двум вирусам. Сорт получен в результате слияния половых клеток дикого помидора и культурного сорта. Объясните, какое значение для селекции имеет сохранение генов диких видов.
Б. Устная проверка знаний
1. Каковы биологические особенности
растений, учитываемые в селекции?
2. Что такое инбридинг и межлинейные скрещивания?
3. Что такое межсортовое и межвидовое
скрещивание?
4. В чем состоит явление гетерозиса и каковы его
генетические основы?
5. В чем заключается метод Г.Д. Карпеченко по
преодолению бесплодия межвидовых гибридов?
6. Что такое массовый и индивидуальный отбор в
селекции растений?
7. Что такое индуцированный мутагенез и в чем
заключается метод получения полиплоидов в
селекции растений.
II. Изучение нового материала
1. Методы селекционной работы И.В. Мичурина
Иван Владимирович Мичурин
(1855–1935) – выдающийся селекционер-практик, автор
300 сортов плодово-ягодных культур. В начале
своей деятельности И.В. Мичурин занимался
акклиматизацией по методу Грелля, прививая в
крону выносливых и холодоустойчивых сортов
южные cорта с целью добиться их приспособления к
новым условиям. Но изменить генотип южных сортов
подобным методом было невозможно. Мичурин
убедился в этом, испытав около 200 иностранных
сортов: через 35 лет из них не осталось ни
одного дерева, хотя Мичурин жил и работал в
условиях относительно мягкого климата
Черноземной зоны России (г. Козловск, ныне
Мичуринск, Тамбовской губернии).
Убедившись в бесплодности попыток простой
акклиматизации, И.В. Мичурин приступил к
разработке новых методов селекции, основанных на
гибридизации, отборе и воспитании (воздействие
условиями среды на развивающиеся гибриды). При их
реализации он использовал разнообразные подходы
(многие – впервые в мировой селекционной
практике), важнейшие из которых следующие.
Биологически отдаленная гибридизация – скрещивание представителей разных видов для получения сортов с нужными свойствами или скрещивание представителей разных родов. Так, например, Мичурин скрестил вишню Владимирскую с черешней Винклера белой. При дальнейшей работе с гибридами им был выведен сорт вишни Краса севера, обладавший хорошими вкусовыми качествами и зимостойкостью. При скрещивании вишни с черемухой Мичурин получил гибрид, названный церападусом. Им были также получены гибриды ежевики и малины, сливы и терна, рябины и сибирского боярышника и др.
Географически отдаленная гибридизация – скрещивание представителей контрастных природных зон и географически отдаленных регионов с целью привить гибриду нужные качества. Например, известный сорт груши Бере зимняя Мичурина был получен в результате гибридизации дикой уссурийской груши и южного французского сорта Бере-рояль.
Метод ментора
– один из
методов «воспитания» гибридов, разработанных
И.В. Мичуриным. Он основан на том, что признаки
развивающегося гибрида изменяются под влиянием
привоя или подвоя. Мичурин применял этот метод в
двух вариантах. В первом случае гибридный сеянец
служил привоем, и его прививали на взрослое
плодоносящее растение (подвой), свойства
которого желательно было получить у гибрида. Во
втором случае в крону молодого гибридного сеянца
(подвоя) прививали черенок сорта, признаки
которого хотели бы получить у гибрида.
Этот метод был применен Мичуриным, например, при
создании сорта яблони Бельфлёр-китайка. В первый
год плодоношения гибридов оказалось, что плоды у
них мелкие и кислые. Чтобы направить дальнейшее
развитие гибрида в нужную сторону, в крону
молодых деревьев были привиты черенки Бельфлёра.
Под влиянием черенков плоды гибрида стали
приобретать вкусовые качества Бельфлёра.
Влияние ментора следует рассматривать как
изменение доминирования в процессе развития
гибрида. В данном случае ментор способствовал
фенотипическому проявлению (доминированию)
генов, полученных от сорта Бельфлёр, не меняя при
этом генотипа гибрида.
Метод посредника был применен Мичуриным при отдаленной гибридизации. Он состоит в использовании дикого вида в качестве посредника для преодоления нескрещиваемости. Скрещивая дикий Монгольский миндаль с диким персиком Давида, Мичурин получил миндаль Посредник, который он в дальнейшем использовал для скрещивания с культурным персиком. Полученный им гибридный персик приобрел зимостойкость, благодаря чему был продвинут на север.
Смешение пыльцы применялось Мичуриным для преодоления межвидовой нескрещиваемости (несовместимости). Суть метода заключалась в том, что при опылении смесью собственной пыльцы и пыльцы другого вида собственная пыльца раздражала рыльце пестика, и оно воспринимало чужую пыльцу.
Воздействие условиями среды . При «воспитании» молодых гибридов Мичурин использовал изменения способов хранения семян, характера питания и свойств почвы, воздействие низкими температурами, применял частые пересадки. В результате гибриды закалялись и могли переносить неблагоприятные условия внешней среды.
Отбор
– многократный и жесткий
отбор растений по размерам, форме, зимостойкости,
иммунным свойствам, качеству, вкусу, цвету плодов
и т.д.
Большинство сортов, полученных И.В. Мичуриным,
представляло собой сложные гетерозиготы. Для
сохранения качеств их размножают вегетативным
путем: отводками, прививками и т.д.
2. Достижения селекции растений
Селекционная работа имеет огромное
народнохозяйственное значение. Замена
малоурожайных сортов высокопродуктивными
селекционными сортами представляет собой один
из основных путей повышения урожайности. В
настоящее время и в нашей стране, и за рубежом
селекционно-генетическая работа приводит к
замечательным результатам.
Познакомимся с некоторыми из последних
достижений селекции по основным
сельскохозяйственным культурам.
Озимая пшеница
. Для России
пшеница – основная зерновая культура. Академик
Павел Пантелеймонович Лукьяненко (1901–1973) создал
ряд высокоурожайных сортов озимой пшеницы,
занимающих миллионы гектаров как в России, так и
в других странах. Особенной популярностью
пользуются сорта Аврора и Кавказ, дающие урожай
до 100 ц/га, и Безостая 1 с урожайностью
до 50 ц/га. На основе последнего сорта были
выведены сорта Краснодарская 57 и Одесская
полукарликовая.
Не менее высокоурожайные сорта выведены на
Мироновской селекционной опытной станции
академиком Василием Николаевичем Ремесло
(1907–1983): Мироновская 264, Мироновская 808
и др. За последние 50 лет урожайность сортов
озимой пшеницы возросла с 25 до 65 ц/га, т.е. в
2,5 раза. К новым высокоурожайным сортам озимой
пшеницы, выведенным на той же станции, относится
и Ильичевка. В 1974 г. этот сорт районирован в
15 областях Украины и при надлежащем орошении и
высокой агротехнике дает урожаи до 100 ц/га.
Среди новых сортов очень перспективны
многолетние пшеницы, выведенные под
руководством академика Николая Васильевича
Цицина (1898–1980) на основе межвидовой гибридизации
пшеницы и пырея. Они высокоурожайны,
засухоустойчивы, выдерживают морозы до –35 oС.
Яровая пшеница . Среди яровых наиболее ценен созданный Алексеем Павловичем Шехурдиным (1886–1951) и Валентиной Николаевной Мамонтовой (1895–1982) высокоурожайный сорт Саратовская 29, отличающийся высокими хлебопекарными качествами. Мы уже упоминали о сорте яровой пшеницы Новосибирская 67 с укороченной и утолщенной соломиной, выведенном в Институте цитологии и генетики СО РАН. Урожайность этого сорта в Западной Сибири достигает 40 ц/га.
Подсолнечник . В этой области селекции растений замечательны достижения академика Василия Степановича Пустовойта (1886–1972). До середины XX в. лучшие сорта подсолнечника по масличности не превышали 33%. В настоящее время средняя масличность семян достигает 50%.
Сахарная свекла . За последние годы резко повысились сахаристость и урожайность сахарной свеклы. Большую роль в селекции этой культуры сыграла полиплоидия (работы А.Н. Луткова, В.П. Зосимовича).
Кукуруза . При создании новых перспективных сортов этой культуры применяют самоопыляющиеся гомозиготные линии с их последующей гибридизацией (М.И. Хаджинов и Г.С. Галеев).
III. Закрепление знаний
Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала.
IV. Домашнее задание
Изучить параграф учебника (методы селекционной работы И.В. Мичурина и достижения селекции растений).
Урок 8–9. Селекция животных, ее методы и достижения
Оборудование : таблицы по общей биологии, иллюстрирующие методы селекционной работы И.В. Мичурина, достижения селекции растений, методы селекции животных.
ХОД УРОКА
I. Проверка знаний
А. Работа по карточкам
№ 1. Какую важную закономерность доминирования признаков у гибридов установил И.В. Мичурин? Каково значение этой закономерности для селекции? Приведите примеры.
№ 2. Каковы положительные и отрицательные стороны самоопыления при селекции культурных растений?
№ 3. Существует выражение: «Человека кормят и одевают полиплоиды». Как его следует понимать?
№ 4. При подборе родительских пар для гибридизации И.В. Мичурин широко использовал географически удаленные формы. Так, например, был создан сорт яблони Бельфлёр-китайка, полученный в результате гибридизации китайской яблони из Сибири и американского сорта Бельфлёр желтый. Почему Мичурин большое внимание уделял скрещиванию географически удаленных форм?
Б. Устная проверка знаний
1. Какие методы селекционной работы
использовал И.В. Мичурин?
2. Каковы последние достижения селекции растений?
II. Изучение нового материала
1. Особенности биологии животных, учитываемые в селекции
При селекции животных необходимо учитывать следующие их особенности:
– малочисленность потомства у пары
родителей;
– большая продолжительность жизни;
– невозможность вегетативного размножения
высокоорганизованных животных и наличие у них
только полового способа размножения;
– раздельнополость;
– часто поздняя половая зрелость;
– более сложные, чем у растений, взаимоотношения
с внешней средой благодаря наличию нервной
системы;
– трудность изучения генотипа, т.к. он содержит
большое количество гетерозигот, а гены находятся
в сложном взаимодействии (продуктивность по
мясу, молоку, шерсти, плодовитость, густота меха у
пушных зверей и другие хозяйственно- ценные
признаки наследуются очень сложно).
2. Типы скрещиваний и методы разведения, применяемые в животноводстве
В селекционной работе важно
представлять конечную цель, к которой стремится
селекционер. Желательно ли увеличить продукцию
молока, повысить его жирность или изменить
мясные качества скота – все это требует разных
направлений отбора и подбора производителей,
применения различных систем скрещивания.
При подборе производителей важно учитывать их
родословные. В племенных хозяйствах всегда
ведутся племенные книги, в которых подробно
учитываются экстерьерные особенности и
продуктивность родительских форм в течение ряда
поколений. По признакам предков можно судить о
генотипе производителей.
Типы скрещивания при селекционной работе с
животными разнообразны. Применяют в основном два
типа скрещивания: неродственное и родственное.
Неродственное скрещивание , или аутбридинг (от англ. out – вне и breeding – разведение), осуществляется между особями одной породы или между особями разных пород животных. При строгом отборе приводит к поддержанию свойств или улучшению их в ряду следующих поколений гибридов, т.к. в потомстве может получиться удачная комбинация генов, обеспечивающая формирование целого ряда хозяйственно-важных признаков.
Близкородственное скрещивание
,
или инбридинг,
проводится между братьями
и сестрами или родителями и потомством. Этот тип
скрещивания применяют в тех случаях, когда
желают перевести большинство генов породы в
гомозиготное состояние, т.е. для получения чистых
линий, сохранения хозяйственно-важных признаков,
повышения стабильности этих признаков для
последующего скрещивания и получения эффекта
гетерозиса.
Такое скрещивание до известной степени
аналогично самоопылению у растений, т.к. приводит
к повышению гомозиготности. При
близкородственном скрещивании часто
наблюдается ослабление животных, потеря
устойчивости к действию внешних факторов, к
заболеваниям. Все эти отрицательные проявления
близкородственного скрещивания называются депрессией
.
Межлинейное скрещивание проводится между представителями чистых гомозиготных линий для того, чтобы избежать неблагоприятного действия рецессивных генов, перевести их в гетерозиготное состояние и вызвать эффект гетерозиса. Обычно для скрещивания используются представители нескольких линий.
Отдаленная гибридизация
, т.е.
межвидовое скрещивание, известно у животных с
древнейших времен. Чаще всего межвидовые гибриды
стерильны, т.к. у них нарушается мейоз, что
приводит к нарушению гаметогенеза. С глубокой
древности человек использует гибрид кобылицы с
ослом – мула, который отличается выносливостью и
большой продолжительностью жизни. Преодоление
бесплодия межвидовых гибридов животных – важная
задача селекции.
Иногда гаметогенез у отдаленных гибридов
протекает нормально, и это позволило получить
новые ценные породы животных. Примером могут
служить архаромериносы, которые могут пастись
высоко в горах, как архары, и, как мериносы, дают
хорошую шерсть. Получены плодовитые гибриды от
скрещивания местного крупного рогатого скота с
яками и зебу (подвидом крупного рогатого скота,
распространенного в Азии и Африке). Продуктивны
гибриды белуги и стерляди (бестер), хорька и норки
(хонорик),
карпа и карася. Также плодовито
потомство, полученое при скрещиваниях между
одногорбым и двугорбым верблюдами, домашней
лошадью и лошадью Пржевальского, зубрами и
бизонами.
В животноводстве используют два основных метода
разведения: внутрипородное
и межпородное
.
Внутрипородное разведение , или разведение «в себе» , направлено на сохранение и улучшение породы. Практически оно выражается в отборе лучших производителей, выбраковке особей, не отвечающих требованиям породы.
Межпородное разведение используют для создания новой породы. При этом часто проводят близкородственное скрещивание, что помогает получить большое количество особей, обладающих нужными свойствами.
Продолжение следует
Имя Ивана Владимировича Мичурина - выдающегося естествоиспытателя, ученого - селекционера, внесшего значительный вклад в совершенствование природы растений, разработку методов селекции, создание новых сортов плодовых культур и развитие отечественного садоводства, окружено в нашей стране большой любовью и глубоким уважением.
И.В. Мичурин родился 27 октября 1855 года в поместье Вершина близ деревни Долгое Пронского уезда Рязанской губернии, ныне деревня Мичуровка Пронского района Рязанской области в семье мелкопоместного дворянина. В семье Мичуриных занятия садоводством было семейной традицией, поскольку не только его отец, Владимир Иванович, но и дед, Иван Иванович, а также прадед, Иван Наумович, интересовались садоводством и собрали богатую коллекцию плодовых.
Мальчик занимался с отцом садом, пасекой, посадками и прививками. В восьмилетнем возрасте в совершенстве умел производить окулировку, копулировку и аблактировку растений (Мичурин И.В., Т-1, С. 79).
Обучался Иван Владимирович сначала дома, а затем в Пронском уездном училище Рязанской губернии, посвящая свободное и каникулярное время работе в саду.
В 1869 году И.В. Мичурин окончил Пронское уездное училище, отец и тетя стали его готовить для поступления в высшее учебное заведение, но только через посредство дяди Иван Владимирович был принят в Рязанскую гимназию, которую И.В. Мичурин не закончил из-за непочтения к начальству (в декабрьский мороз, здороваясь с начальством, Иван Владимирович не снял шапку из-за болезни уха).
Семнадцатилетним юношей с незаконченным средним образованием Мичурин навсегда уходит из разоренной мелкопоместной дворянской усадьбы в рабочую слободку. Тяжким трудом мелкого железнодорожного служащего, а затем механика-кустаря добывает он средства к существованию. Однако его не влечет карьера железнодорожного чиновника. Он жаждет знаний, мечтает о деятельности селекционера - растениевода (Бахарев А.Н., с3).
В своей автобиографии И.В. Мичурин говорит: «В силу ли наследственной передачи мне от деда (Ивана Ивановича), положившего много личных трудов при разведении большого сада…: в Рязанской губернии, или быть может еще от прадеда (Ивана Наумовича), … а, возможно, что и личный пример отца, тоже много работавшего по разведению своего сада, - сильно повлиял на меня еще в самом раннем детстве (Мичурин И.В., Сочинения Т.1, с 78).
Работу на станции И.В. Мичурин сочетал с большой экспериментальной работой в саду и самообразованием. Такая напряженная и систематическая работа над собой позволило стать ему высокообразованным человеком, не имея документа об окончании высшего учебного заведения Иван Владимирович прекрасно знал жизнь растений, а его квалификация как садовода была на очень высоком уровне (Мичурин И.В., Сочинения Т-1, с 80).
В1874 г. И.В. Мичурин занимает должность товарного кассира, а затем и одного из помощников начальника той же станции. В1874 г. женился на Александре Васильевне Петрушиной, дочери рабочего винокуренного завода.
Имея недостаток средств, И.В. Мичурин открыл в городе, при своей квартире, часовую мастерскую. С 1876г. И.В. Мичурин работает монтером часов и сигнальных аппаратов на участке железной дороги Козлов - Лебедян (Бахарев А.Н., с.10).
В 1875 году И.В. Мичурин арендует в городе Козлове земельный участок в пять сотых гектара и закладывает там селекционный питомник. Там он собрал коллекцию плодово-ягодных растений в 600 с лишним видов. В то время Иван Владимирович мечтал осуществить свою идею - вывести новые сорта с желаемыми свойствами и качествами путем аналитической селекции, то есть путем массовых посевов семян лучших южных и среднерусских сортов, воспитания сеянцев в соответствующих условиях и последующего их строгого отбора (И.В. Мичурин, Т.-1, с.81).
В начале осени И.В.Мичурин переходит на квартиру в доме Лебедевых, на Московской улице, с усадьбой и садом. Сюда он перенес всю коллекцию садовых растений с усадьбы Горбуновых. Но через несколько лет и эта усадьба оказалась переполненной растениями. В 1888 году И.В. Мичурин купил участок у слободы Турмасово. Из-за нехватки средств растения с городского участка члены семьи Мичуриных носили за7 кмна своих плечах. Поскольку на новом участке не было дома, ходили за14 кмпешком, и два сезона жили в шалаше. С1888 г. этот участок близ слободы Турмасово стал одним из первых в России селекционных питомников. Впоследствии это - центральная усадьба совхоза-сада им. И. В. Мичурина, с площадью в2500 гасадов с мичуринским сортиментом. В1900 г. И.В. Мичурин перенес насаждения на участок с более бедными почвами «для обеспечения „спартанского“ воспитания гибридов» (Бахарев А.Н., 1955, с 13-14).
В1906 г. увидели свет первые научные работы И. В. Мичурина, посвященные проблемам выведения новых сортов плодовых деревьев. В автобиографии И.В. Мичурин писал: «Мне решительно нет времени заниматься этими почти ежедневными посещениями разных г. г. инспекторов, сельскохозяйственных и садовых инструкторов, лесоводов и т. п. Им хорошо разъезжать, - затрата времени у них оплачивается 20-м числом, а мне необходимо работать. Для меня каждый час дорог; я целый день в питомнике, а до половины ночи проводишь за корреспонденцией, которой, кстати сказать, такая масса со всех концов России, а в последнее время и из-за границы» (Мичурин И.В., Т-1 С. 93).
Летом1915 г., в годы Первой мировой войны, в Козлове свирепствовала эпидемия холеры. В этот год умерла жена Мичурина - Александра Васильевна.
В этом же году обильный паводок ранней весной затопил питомник, после чего сильные морозы и спад воды разрушили льдом школу двухлеток, предназначенных к продаже. При этом погибли многие гибриды. Однако, в годы войны И.В. Мичурин нашёл подтверждение ряда своих суждений и взглядов по закону наследования у растений, методики выведения сортов (Бахарев А.Н., с15).
В 1916 году студенческий кружок любителей садоводства при Петровской сельскохозяйственной академии запросил Мичурина, вышел ли из печати его капитальный труд о выведении новых сортов плодовых растений. Мичурин, однако, жаловался на нехватку средств и персонала для научной обработки накопившегося материала.
Условия, в которых протекала научная деятельность Мичурина, были крайне неблагоприятными для осуществления его замечательных идей.
И.В. Мичурин неоднократно отмечал в своих трудах, что в царской России на протяжении целых столетий ничего не делалось для развития садоводства. В теории и практике садоводства царил застой. Отечественных ученых специалистов-садоводов было крайне мало.
Знакомясь с состоянием садоводства царской России, И.В. Мичурин поражался отсталостью этой отрасли, бедностью сортимента. В этой связи он поставил перед собой две задачи: продвинуть границу произрастания плодовых растений далеко на Север и Восток; пополнить сортимент плодовых и ягодных культур средней полосы России новыми зимостойкими, высокопродуктивными, с высоким качеством плодов сортами. Решению этих задач он посвятил 60 лет своей творческой жизни (Бахарев А.Н., с 8).
До 1915 года в России не было ни одного высшего учебного заведения, которое готовило бы кадры квалифицированных садоводов. Кафедра плодоводства была впервые учреждена при Петровской сельскохозяйственной Академии.
Сортимент крестьянских садов средней полосы состоял из большого количества малоценных низкоурожайных сортов. Мичурин не мог остаться равнодушным к судьбам отечественного плодоводства. В 1875 году двадцатилетний юноша Мичурин на скудные личные средства основывает первый в России селекционный питомник, задавшись целью улучшить сорта плодовых растений средней полосы (Мичурин И.В.,Т-1., с90).
Мировоззрение И.В. Мичурина формировалось под влиянием трудов крупнейших русских ученых - биологов А.О. и В.О. Ковалевских, И.И. Мечникова, И.М. Сеченова, К.А. Тимирязева, а также философов- материалистов и революционеров- демократов А.Н. Радищева, А.И. Герцена, В.Г. Белинского, Н.Г. Чернышевского.
Совершенно неизвестный в научном мире скромный садовод - селекционер И.В. Мичурин на страницах журналов «Прогрессивное садоводство и огородничество», «Вестник садоводства», «Русский сад и огород», «Садовод», в каталогах своего селекционного питомника, начиная с 1895 года из месяца в месяц, из года в год, упорно, настойчиво, страстно, с поразительной глубиной и последовательностью излагает принципиально новое, прогрессивное учение, утверждающее власть человека над живой природой (Бахарев А.Н., с 5).
В своей творческой деятельности И.В. Мичурин не сразу достиг такого глубокого понимания жизни растений, которое позволило бы ему создать основы науки об управлении наследственностью. В работах И.В. Мичурина, как он сам пишет в своих трудах, следует различать три основных этапа: этап акклиматизации, этап массового отбора и этап гибридизации (Фейгинсон Н.И., с 11).
Первый этап работы И.В. Мичурина связан с акклиматизацией южных плодовых растений, которую он проводил, следуя методам, предложенным А.К. Греллем. А.К. Грелль утверждал, что если правильно выращивать южные хорошие сорта на севере, в частности, путем прививки их на холодостойкие подвои, то эти сорта изменятся, постепенно приспособятся к новым условиям (Сенченкова Е.М., с 30).
В целом первый этап своей работы И.В. Мичурин оценивал как ошибочный и горько сетовал на пропавшие время и труд. Однако не следует забывать, что этот этап имел и свои положительные стороны. Исследователь убедился, что путь, предложенный А.К. Греллем, не может привести к желаемой цели и поэтому не только сам оставил его, но звал и других покончить с ошибками, печатал в садоводческой прессе статьи с изложением своего опыта работы. Именно в течение этого этапа работы И.В. Мичурин накопил первые наблюдения за жизнью и развитием растений, сделал ряд крупных научных открытий, к числу которых относится и важнейшая закономерность - сильное формирующее влияние условий жизни на молодые организмы.
При помощи новых разработанных методов селекции И.В. Мичурин в период 1884 по 1916 год создал 154 новых высокоценных сорта яблони, груши, вишни, сливы, черешни, абрикоса, миндаля, ореха и различных ягодных растений.
Жизнь и научная деятельность И.В. Мичурина представляла собой изумительный образец неустанного труда, борьбы и великой страсти человека-созидателя, смело преодолевшего все препятствия и преграды на пути к осуществлению своей заветной цели - созданию новых высокоурожайных и высококачественных форм различных сельскохозяйственных растений (Бахарев А.Н., 1955, с3).
Таким образом, вся работа И.В. Мичурина в дореволюционный период была направлена на знакомство с проблемами отечественного садоводства, на понимание жизни растений, а также преодоление постоянных финансовых трудностей.
Неоценимый вклад И.В.Мичурин внес в развитие отечественного садоводства. За 17 лет творческой работы в советский период И.В. Мичуриным было достигнуто несравненно больше, чем за 42 года деятельности при царизме.
С 1917 по 1935 год И.В. Мичурин создал около 200 новых сортов плодово-ягодных растений, завершил разработку своего общебиологического учения и обнародовал значительную часть своих трудов (Бахарев А.Н., с 6).
Любовь к избранному деду, преданность ему, глубокое знание природы, добываемое непрерывными наблюдениями и постоянной работой над собой, строжайшая самодисциплина, величайшее трудолюбие - вот те замечательные качества, которые позволили И.В. Мичурину преодолеть все лишения и трудности.
Великое трудолюбие и любовь Мичурина к избранному делу сказались прежде всего в неустанных поисках новых растений для селекции и культуры.
Многочисленные дневники, тетради, записные книжки, каталоги плодовых, декоративных, лесных питомников и ботанических садов испещрены записями, пометками, приписками, содержащими названия, описание хозяйственных, лекарственных или декоративных качеств растений.
Как истинный патриот и новатор, стремящийся обогатить Родину лучшими сортами плодовых растений, он на протяжении целых десятилетий терпеливо, настойчиво собирает по крупице, разбросанные по всему миру, часто пропадающие бесследно ценные сорта и формы плодовых растений (Бахарев А.Н., с 62).
Не всегда было легко доставать нужные растения. Напротив, в большинстве случаев ученому приходилось сталкиваться с непреодолимыми препятствиями, да и на случайно полученных исходных растительных формах нельзя было строить селекционную работу в широком масштабе. Департамент земледелия редко снаряжал экспедиции для поисков новых растений и почти не посылал ботаников и систематиков в другие страны. Экспедиции, организуемые по инициативе отдельных ученых для сбора растений с узко научной целью, к сожалению, не могли обеспечить нужды селекционной практики.
Советское правительство осуществило мечты И.В. Мичурина о специальных государственных экспедициях для сбора новых форм растений в мало исследованных местностях и в особенности в районах Дальнего Востока (Бахарев А.Н., с.66-67). «Получив неограниченный и богатый возможностями простор,- писал Иван Владимирович в своем обращении к комсомольцу в 1932 году, - селекционная мысль сейчас должна настойчиво работать в деле создания высокоурожайных, превосходного качества, рано вступающих в плодоношение и устойчивых к невзгодам сортов плодово-ягодных растений» (Мичурин И.В., Сочинения, Т-4 с. 240-242).
Вся творческая жизнь И.В. Мичурина - замечательный образец патриотического служения Родине (Бахарев А.Н., с.76). Еще в самом начале своей работы И.В. Мичурин поставил перед собой задачу «перенести юг на север» и от решения этой задачи не отступал до последних дней жизни. Он стремился к тому, чтобы в сравнительно суровых условиях средней полосы России можно было возделывать высокого качества сорта и породы плодово-ягодных деревьев и кустарников, которые выращивались только на юге, в более мягких климатических условиях (Фейгинсон Н.И., с 11).
В истории селекционно-генетической науки нет примеров такого глубокого понимания жизни развития растения, какого достиг И.В. Мичурин.
В трудах Мичурина и особенно в книге «Итоги шестидесятилетних работ» обобщено все то, что им познано в результате глубочайшего знания жизни. Особенная ценность книги И.В. Мичурина заключается в том, что все изложенные в ней положения являются результатом многочисленных опытов, проведенных И.В. Мичуриным. Сами же опыты он проводил не просто для опытов, не для удовлетворения праздного любопытства, а всегда для преодоления препятствий, стоящих на пути создания нужных, небывалых еще в природе, сортов и форм растений (И.В.Мичурин Итоги шестидесятилетних работ, с 10).
Выдающиеся достижения И.В. Мичурина получили широкое признание в нашей стране и за рубежом. Он был награжден высшими правительственными наградами СССР - орденами Ленина (1931) и Трудового Красного Знамени (1926). В 1934 году и.В. Мичурину было присвоено звание «Заслуженный деятель науки и техники». В 1935 году он был избран почетным членом Академии наук ВАСХНИЛ, Академии земледельческих наук Чехословакии.
Большое влияние на развитие селекционной работы по плодовым и другим сельскохозяйственным культурам оказали разработанные И.В.Мичуриным новые подходы по подбору родительских пар для гибридизации и отбору ценных сеянцев. Широкое применение в практической селекции нашел впервые предложенный И.В. Мичуриным метод гибридизации эколого-географически отдаленных форм, а также метод возвратных скрещиваний. Им усовершенствованна методика отбора «культурных» сеянцев в молодом возрасте на основе корреляции между признаками. И.В. Мичурин внес большой вклад в совершенствование сортимента плодовых и ягодных культур нашей страны (Сенченкова Е.М., с 30).
Академик П.П. Лукьяненко считал, что гибридизация географически отдаленных форм - наиболее эффективный метод селекции, позволяющий создавать сорта пшеницы с большим адаптивным потенциалом и широким ареалом распространения в производстве. Классическим и всемирно известным примером тому стал сорт Безостая 1. Характерными особенностями творческой деятельности И.В.Мичурина были постоянная эволюция его взглядов, самокритичное и осторожное отношение к полученным результатам, исключительная настойчивость в решении поставленных задач.
Мичурин никогда не претендовал на безоговорочность своих выводов, понимая, что и его суждения могут быть ошибочными. И это было вполне закономерно, поскольку в тот период, по словам Н.И. Вавилова (1990, с 91), «…методы селекции плодовых не были разработаны и Мичурину самому надо было прокладывать новые пути. Теория селекции плодовых деревьев еще находилась во мраке противоречий».
И.В.Мичурину были также свойственны непреклонный характер, редчайшее упорство в достижении цели, нравственная выносливость. Он, например, благословлял суровую зиму, как самого строгого и беспристрастного браковщика. У него вымерзли сотни сеянцев, а он говорил: «Значит лучше надо работать». Именно об этой черте характера И.В. Мичурина особенно ярко свидетельствует принятое им в1900 г. решение о переносе всего своего питомника с черноземного участка земли на новое место с «наиболее тощей песчаной почвой». Причиной тому стала убежденность в необходимости спартанского воспитания гибридов в первый период их развития - до плодоношения, только после которого следует переход к усиленному питанию. «… Иначе я никогда не достиг бы успеха в выведении новых сортов плодовых растений….»(Жученко А.А., с 2).
Учение И.В. Мичурина о приспособляемости гибридных форм растений связано с особенностями проявления признаков доминантности, играющей важную роль в селекции и агротехнике. При этом сочетание спартанских и благоприятных условий внешней среды на разных стадиях онтогенеза выступает как в качестве фона отбора, позволяющего с большей надежностью распознавать за фасадом фенотипа искомый генотип, так и управлять факторами управления доминантностью хозяйственно-ценных признаков растений (высокой экологической устойчивостью на первом этапе и потенциальной продуктивностью на втором). В этом, соответственно, и состоят особенности и преимущества управления «плавающей доминантностью» у многолетних растений (Жученко А.А., с 2). Благодаря глубокому проникновению в суть явления доминантности, И.В. Мичурин, по мнению академика Н.П. Дубинина (1966), впервые в истории мировой науки и практики (причем задолго до работ известных генетиков в этой области), «…разрабатывает проблему выявления наследственности в развитии в связи с закономерностями онтогенеза,… поднимает проблему о соотношении среды и наследственности…», предлагая конкретные пути практического управления проявления доминантных и рецессивных хозяйственно-ценных признаков. Примечательно, что еще в1911 г. И.В. Мичурин рассматривал свойство доминантности в связи с историей формы, т.е. с эволюционных позиций возникновения явлений наследственности. К такому эволюционному подходу, но значительно позднее, пришел Фишер и другие генетики. Работы И.В.Мичурина по управлению доминированием признаков у гибридов привели его к пониманию огромного значения подбора пар для скрещивания, а также важнейшей роли скрещивания географически удаленных форм (Савельев Н.И., с.66).
Гибридизацию, особенно отдаленную, (или же говоря современным языком - рекомбиногенез) И.В. Мичурин считал «краеугольным камнем» своей теории выведения новых сортов. Отводя первостепенную роль методу гибридизации, особенно отдаленной, И.В. Мичурин неизбежно вторгался в главную проблему зарождавшейся в ту пору генетики, т.е. науки об изменчивости и наследовании признаков. В этой связи важно проследить эволюцию взглядов И.В. Мичурина на законы расщепления гибридов, впервые открытые Грегором Менделем в1865 г., и получившие широкую известность после их вторичного открытия в1900 г. Опираясь на громадное число собственных опытных данных, И.В. Мичурин на первых этапах своей работы отрицал не только количественные закономерности расщеплений, установленные Г. Менделем, но и менделизм как таковой, называя его «гороховым законом» (Жученко А.А., с 7)..
Однако в том и состоит величие, прозорливость и гражданское мужество И.В. Мичурина как ученого, что он был способен признать ошибочность тех или иных своих суждений, и открыто заявить об этом. В1929 г. И.В. Мичурин пишет: «В законе Менделя я нисколько не отвергаю его достоинств…. В гибридах между собой чистых видов ржи, пшеницы, овса, гороха, проса и т.п. явление расщепления на производителей считаю вполне возможным. Здесь, конечно, применимы законы Менделя во всех их деталях». В более ранней статье, опубликованной в1923 г., И.В. Мичурин подчеркивал, что «… вся несогласованность законов Менделя и учения о количествах клеточных хромосом с выводами из моих наблюдений получается лишь от разницы взятых объектов для наблюдений». Следовательно, в отличие от большинства своих современников, в т.ч. многих генетиков, он совершенно правильно трактовал основной принцип закона Менделя (Молчан И.М., с 12). Выдающийся генетик академик Н.П. Дубинин (1966) сказал: «указания И.В.Мичурина о том, что простые, численные соотношения по Менделю неприменимы ко многим случаям гибридизации яблонь и других плодовых… совершенно справедливы и обоснованны». В настоящее время общепризнанно, что сложность наследования признаков у яблони в основном обусловлена гибридностью ее происхождения и сложным полиплоидным составом.
В результате обнаружения сложной наследственности у яблони, считает Н.И. Дубинин (1966), И.В. Мичурин «…сам сделал ряд гениальных догадок о существовании полиплоидии. К ним можно отнести утверждения о том, что «гены, унаследованные в более слабой степени …частью совершенно исчезают, а частью остаются в латентном состоянии, и иногда впоследствии могут передаться потомству в других позднейших генерациях. От взаимного соединения некоторых генов и под влиянием посторонних факторов иногда в гибридах являются совершенно новые небывалые свойства и качества. К числу «гениальных догадок» И.В. Мичурина можно отнести и его положение о том, что разные признаки растений в своем проявлении в разной степени зависят от условий внешней среды и наследственности, что степень доминирования признака может изменяться при перенесении гибрида из одной географической местности в другую, а также в случаях резкой перемены условий выращивания. Именно эти особенности проявления признаков у гетерозигот лежат в основе современных гипотез об экологической природе проявления «гетерозисного эффекта», а также «экологического гетерозиса».
В своих последних работах И.В. Мичурин неоднократно подчеркивал важность изучения и развития менделизма, а также необходимость его преподавания во всех сельскохозяйственных вузах.
В числе других важнейших научных достижений И.В. Мичурина следует также отметить:
Работы по использованию соматических (почковых) мутаций в селекции вегетативно размножаемых растений, а также методов экспериментального мутагенеза (радиационная селекция) (Н.П. Дубинин, 1966);
Еще в конце ХIХ века, т.е. одним из первых, И.В. Мичурин оценил достоинства слаборослых деревьев. Он писал: «Прежде старались выводить могучие, высокорослые плодовые растения. А практика показала, что нужны скороспелые карлики, пригодные для механизации и уборки»;
Научные основы подбора подвоев для различных культур. Подвой И.В. Мичурин называл «фундаментом плодового дерева». Причем если в начале (до1916 г.) он признавал возможность получения «вегетативных гибридов», то в дальнейшем «отходит от такой односторонней и преувеличенной оценки роли подвоя…» (Н.П. Дубинин, 1966);
И.В. Мичурин был одним первых, кто обратил внимание на существование ювенильного периода (периода «молодости») у плодовых как одного из этапов онтогенеза. В настоящее время явление краткого повторения филогенеза в онтогенезе не только у животных, но и у растений является составной частью биогенетического закона;
Крупнейшей заслугой И.В. Мичурина является введение им в селекционную практику методов преодоления нескрещиваемости и бесплодия видов при отдаленной гибридизации (предварительное «вегетативное сближение» и др.), опыления смесью пыльцы (избирательность оплодотворения), использования вегетативного ментора (Жученко А.А., с 6).
Жизнь и творчество И.В. Мичурина были подвигом во имя человечества, направленным на мобилизацию растительных ресурсов, а также управление наследственностью и изменчивостью растений. Оценка деятельности И.В.Мичурина, наиболее ярко выражена в словах Н.И. Вавилова: «Бесконечный труд, постоянная неудовлетворенность, вечное искание нового, вечное стремление идти вперед - таков обычный удел искателя, исследователя. Миг удовлетворенности сменяется днями, годами упорного труда и настойчивости».
Впервые в нашей стране И.В. Мичурин приступил к смелым опытам применения междувидовой гибридизации в плодоводстве. В то время как обычно селекционеры за границей для улучшения своих сортов довольствовались скрещиванием близких форм, дающих быстрые результаты, Иван Владимирович выдвигает метод отдаленной гибридизации, при которой резко изменяются зимостойкость, болезнеустойчивость и качество сортов. Этот решительный метод потребовал упорного труда, многократной повторности скрещивания, умелого подбора исходных форм, многолетней настойчивой работы. Он шел вразрез с господствующими в то время воззрениями (Вавилов Н.И., 1990 с 329).
Как отмечал академик Н.И. Вавилов, «крупнейшая заслуга Мичурина состоит в том, что он, как никто в нашей стране выдвинул идею отдаленной гибридизации в плодоводстве, смелой переделки видов растений путем скрещивания их с другими видами и научно и практически доказал правильность этого пути» (Вавилов Н.И., 1990 с 330).
По словам Н.И. Вавилова, Иван Владимирович выдвинул у нас впервые в плодоводстве идею широкого привлечения исходного видового и сортового материала для скрещивания.
Большим вкладом в науку является учение И.В. Мичурина об управлении наследственностью и о воспитании гибридов. Разработанная им методика воспитания гибридных сеянцев - важный этап селекционного процесса (Сельскохозяйственная энциклопедия, 1972г, с1145).
Идея мобилизации мировых и сортовых плодовых богатств в целях улучшения наших сортов оказалась исключительно плодотворной и ныне поставлена в основу научного плодоводства. Планомерное использование диких и культурных растительных ресурсов Восточной Азии, Кавказа, Средней Азии и поныне является первоочередной задачей плодоводства. Для продвижения плодоводства в северные районы, для коренного улучшения нашего советского ассортимента такое использование восточно-азиатских диких и культурных форм имеет решающее значение.
Огромная заслуга И.В. Мичурина заключается в том, что он воплотил свои идеи в действительность, создав множество новых, по существу, растительных форм. Талант, упорство в труде и железная воля сочетались изумительно в этом ученом-самородке.
Характерными для Мичурина являются искательство, изобретательность. Поражает его многосторонний талант, проявляющийся в конструировании им самим различных инструментов для плодоводства, различных приборов, в умении подойти ко всему по-новому, включительно до врачевания болезней. Суровые условия действительности заставили мысль работать в поисках преодоления трудностей. (Вавилов Н.И., 1990)
Таким образом, в послереволюционный период И.В. Мичурин достиг больших результатов, чем в период работы до 1917 года. Он внес большой вклад в совершенствование сортимента плодовых и ягодных культур СССР. И.В. Мичуриным создано множество новых растительных форм, ранее не существовавших в Природе. Его достижения получили широкое признание не только у нас в стране, но и за рубежом, разработанные им теоретические положения нашли широкое применение в практической селекции.
Материал подготовлен Аспиранткой Саяпиной А.Г.
мичурин селекция растение
И.В. Мичурин - выдающийся учёный-селекционер, один из основателей науки о селекции плодовых культур. Он жил и работал в уездном городе Козлове (Тамбовская губерния), переименованном в 1932 г. в Мичуринск. Работа в саду с юных лет была его любимым делом. Он поставил целью своей жизни обогатить сады России новыми сортами и добился осуществления этой мечты, несмотря на невероятные трудности и лишения. Им были разработаны оригинальные практические методы получения гибридов с новыми, полезными для человека свойствами, а также сделаны весьма важные теоретические выводы. Поставив перед собой задачу продвижения южных сортов плодовых деревьев в среднюю полосу России, Мичурин сначала пытался решить ее путем акклиматизации указанных сортов в новых условиях. Но выращенные им южные сорта зимою вымерзали. Одно лишь изменение условий существования организма не может изменить филогенетически выработавшийся стойкий генотип, притом в определенную сторону. Убедившись в непригодности метода акклиматизации, Мичурин посвятил свою жизнь селекционной работе, в которой использовал три основных вида воздействия на природу растения: гибридизацию, воспитание развивающегося гибрида в различных условиях и отбор. Гибридизация, т. е. получение сорта с новыми, улучшенными признаками, чаще всего производилась путем скрещивания местного сорта с южным, обладавшим более высокими вкусовыми качествами. При этом наблюдалось отрицательное явление--доминирование у гибрида признаков местного сорта. Причина этого заключалась в исторической приспособленности местного сорта к определенным условиям существования. Одним из основных условий, способствующих успеху гибридизации, Мичурин считал подбор родительских пар. В одних случаях он брал для скрещивания родителей, отдаленных по своему географическому месту обитания. Если для родительских форм условия существования не соответствуют их обычным, рассуждал он, то полученные от них гибриды будут иметь возможность легче приспособиться к новым факторам, так как не произойдет одностороннего доминирования. Тогда селекционер сможет управлять развитием гибрида, приспосабливающегося к новым условиям.
Таким методом был выведен сорт груши Бере зимняя Мичурина. В качестве матери была взята уссурийская дикая груша, отличающаяся мелкими плодами, но зимостойкая, в качестве отца -- южный сорт Бере рояль с крупными сочными плодами. Для обоих родителей условия средней полосы России были необычными. У гибрида проявились нужные селекционеру качества родителей: плоды были крупные, лежкие, обладали высокими вкусовыми качествами, а само гибридное растение переносило холод до -- 36°.
В других случаях Мичурин подбирал местные морозостойкие сорта и скрещивал их с южными теплолюбивыми, но с иными отличными качествами. Тщательно отобранные гибриды Мичурин воспитывал в спартанских условиях, считая, что в противном случае у них появятся черты теплолюбивости. Так был получен сорт яблони Славянка от скрещивания Антоновки с южным сортом Ранетом ананасным. Кроме скрещивания двух форм, относящихся к одной систематической категории (яблони с яблоней, груши с грушей), Мичурин применял и гибридизацию отдаленных форм: получал межвидовые и межродовые гибриды. Им получены гибриды между вишней и черемухой (церападусы), между абрикосом и сливой, сливой и терном, рябиной и сибирским боярышником и др.
В естественных условиях чужеродная пыльца другого вида не воспринимается материнским растением и скрещивания не происходит. Для преодоления нескрещиваемости при отдаленной гибридизации Мичурин применял несколько методов.
Метод предварительного вегетативного сближения
Однолетний черенок гибридного сеянца рябины (привой) прививается в крону растения другого вида или рода, например к груше (подвой). После 5--6- летнего питания за счет веществ, вырабатываемых подвоем, происходит некоторое изменение, сближение физиологических и биохимических свойств привоя.
Во время цветения рябины ее цветки опыляют пыльцой подвоя. При этом осуществляется скрещивание.
Метод посредника
Применялся Мичуриным при осуществлении гибридизации культурного персика с диким монгольским миндалем бобовником (в целях продвижения персика на север). Поскольку прямое скрещивание указанных форм не удавалось, Мичурин скрестил бобовник с полукультурным персиком Давида. Их гибрид скрещивался с культурным персиком, за- что и был назван посредником.
Метод опыления смесью пыльцы
И. В. Мичурин применял различные варианты смеси пыльцы. Смешивалось небольшое количество пыльцы материнского растения с пыльцой отцовского. В этом случае своя пыльца раздражала рыльце пестика, которое становилось способным воспринять и чужеродную пыльцу. При опылении цветков яблони пыльцой груши к последней добавляли немного пыльцы яблони. Часть семяпочек оплодотворялась своей пыльцой, другая часть -- чужой (грушевой). Преодолевалась нескрещиваемость и при опылении цветков материнского растения смесью пыльцы разных видов без добавления пыльцы своего сорта.
Эфирные масла и другие секреты, выделяемые чужой пыльцой, раздражали рыльце материнского растения и способствовали ее восприятию.
Всей своей многолетней работой по выведению новых сортов растений И. В. Мичурин показал важность последующего за скрещиванием воспитания молодых гибридов.
При воспитании развивающегося гибрида Мичурин обращал внимание на состав почвы, метод хранения гибридных семян, частую пересадку, характер и степень питания сеянцев и другие факторы.
Метод ментора
Кроме того, Мичурин широко применял разработанный им метод ментора. Для воспитания в гибридном сеянце желательных качеств сеянец прививается к растению, обладающему этими качествами. Дальнейшее развитие гибрида идет под влиянием веществ, вырабатываемых растением-воспитателем (ментором); у гибрида усиливаются искомые качества. В данном случае в процессе развития гибридов происходит изменение свойств доминантности. Ментором может быть как подвой, так и привой. Таким способом Мичурин вывел два сорта--Кандиль-китайку и Бельфлёр-китайку.
Кандиль-китайка -- результат скрещивания Китайки с крымским сортом Кандиль- синап. Поначалу гибрид стал уклоняться в сторону южного родителя, что могло развить в нем недостаточную холодостойкость. Чтобы развить и закрепить признак морозоустойчивости, Мичурин привил гибрид в крону матери Китайки, обладавшей этими качествами. Питание в основном ее веществами воспитало в гибриде нужное качество. Выведение второго сорта Бельфлёр-китайки было сопряжено с некоторым уклонением гибрида в сторону морозоустойчивой и раннеспелой Китайки. Плоды гибрида не могли выдерживать долгого хранения.
Чтобы воспитать в гибриде свойство лежкости, Мичурин привил в крону гибридного сеянца Бельфлёр-китайки несколько черенков позднеспелых сортов. Результат оказался хорошим -- плоды Бельфлёр-китайки приобрели желаемые качества -- позднеспелость и лежкость. Метод ментора удобен тем, что его действие можно регулировать следующими приемами: 1) соотношением возраста ментора и гибрида; 2) продолжительностью действия ментора; 3) количественным соотношением листвы ментора и гибрида.
Например, интенсивность действия ментора будет тем выше, чем старше его возраст, крона богаче листвой и чем длительнее он действует. В селекционной работе Мичурин придавал существенное значение отбору, который производился многократно и весьма жестко. Гибридные семена отбирались по их крупности и округлости: гибриды -- по конфигурации и толщине листовой пластинки и черешка, форме побега, расположению боковых почек, по зимостойкости и сопротивляемости к грибковым заболеваниям, вредителям и многим другим признакам и, наконец, по качеству плода.
Результаты работы И. В. Мичурина поразительны. Им были созданы сотни новых сортов растений. Ряд сортов яблонь и ягодных культур продвинут далеко на север. Они обладают высокими вкусовыми качествами и в то же время прекрасно приспособлены к местным условиям. Новый сорт Антоновка шестисотграммовая дает урожай с одного дерева до 350 кг. Мичуринский виноград выдерживал зиму без присыпки лоз, что делается даже в Крыму, и вместе с тем не снизил своих товарных показателей. Мичурин своими работами показал, что творческие возможности человека безграничны.
Мичурин Иван Владимирович биография краткая известного ученого, биолога, основоположника научной селекции ягодных, плодовых и других культур в СССР изложена в этой статьи.
Иван Мичурин краткая биография
Иван Владимирович Мичурин известный ученый биолог селекционер родился 27 октября 1855 года в Рязанской губернии в семье губернского отставного секретаря, мелкопоместного дворянина.
Сначала Мичурин обучался дома, позже поступил в Пронское уездное училище, которое окончил в 1872 году. В этом же году он становится учеником 1-ой Рязанской классической гимназии, однако за непочтительное отношение к начальству был исключен из нее. Иван Владимирович переезжает в город Козлов, что в Тамбовской губернии.
В новом городе он устроился на станцию железной дороги, где проработал в период с 1872 по 1876 год. Сначала он занимал должность коммерческого конторщика товарной конторы, позже стал товарным кассиром и помощником начальника станции.
В 1874 году женится на Петрушиной Александре, дочке рабочего на винокуренном заводе. В браке с ней родили двух детей – Николая и Марию.
Испытывая недостачу финансов, Мичурин в своей квартире открыл мастерскую часов. В свободное время занимался созданием новых видов ягодно-плодовых культур. С этой целью Иван Владимирович в 1875 году арендует участок земли в Козлове и делает попытки выведения новых сортов ягодных и плодовых культур, а также собирает коллекцию растений.
В 1888 году Мичурин приобретает новый участок земли на окраине города, значительно больше предыдущего – около 13 га, и, перенеся туда свои растения, он работает на своей плантации до конца жизни. С этого времени его участок становится первым селекционным питомником в России.
Мичурин стал знаменитым в 1906 году, когда вышли его первые научные труды, которые освещали проблемы выведения сортов плодовых деревьев. За свои труды ученый получил орден Святой Анны ІІІ степени и знак «За труды по сельскому хозяйству».
С приходом большевиков к власти он начинает сотрудничать с новой администрацией и принимает участие в консультациях по вопросам селекции, поднятия урожайности и борьбы с засухой для специалистов в сфере сельского хозяйства, а также посещал агрономические совещания.
В 1923 году питомник Мичурина стал учреждением государственного значения. А в 1928 году его реорганизовали в Селекционно – генетическую станцию плодово-ягодных культур (с 1934 года – Центральная генетическая лаборатория, носящая имя Мичурина).
Мичурин Иван Владимирович вклад в науку
Иван Владимирович сделал огромный вклад в науку генетику, особое внимание уделяя исследованиям ягодных и плодовых растений. Он считается основоположником научной селекции сельскохозяйственных культур. Он разработал теорию и практические приемы в сфере отдаленной гибридизации.
Мичурин был экспериментатором, почетным членом АН СССР, действительным членом ВАСХНИЛ. Он создал больше 300 видов новых растений.
За свои достижения был награжден орденом Ленина в 1931 году, орденом Трудового Красного Знамени в 1932 году.
