Доклад по биологии на тему "Центры происхождения культурных растений" (6 класс, биология)

Доклад         «Центры происхождения                      культурных растений» Выполнил ученик 6 «Д»  класса:                                                     Маренин Ярослав                                                           Тюмень, 2018 Учение о центрах происхождения культурных растений сформировалось на основе идей Ч.  Дарвина («Происхождение видов», гл. 12, 1859) о существовании географических центров  происхождения биологических видов. В 1883 А. Декандоль опубликовал труд, в котором  установил географические области начального происхождения главнейших культурных  растений. Однако эти области были приурочены к целым континентам или к др. также  достаточно обширным территориям. В течение полувека после выхода книги Декандоля  познания в области происхождения культурных растений значительно расширились; вышли  монографии, посвященные культурным растениям различных стран, а также отдельным  растениям. В эпоху Великих географических открытий произошла миграции культурных растений.  При этом одна часть культурных растений мигрировала из Стaрoгo в Новый Свет, а другая  ­ в обратном направлении. К числу культур, «заимствованных» Новым Светом у Старого отнесятся пшеница,   сахарный тростник и кофе. Археологические исследования свидетельствуют о том, что  пшеница была известна в странах Передней Азии за шесть­пять тысячелетий до нашей эры,  в Египте – более чем за четыре, в Китае – за три, на Балканах – за три­два тысячелетия.  После Великих географических открытий она попала сначала в Южную Америку (1528 г.),  затем в Северную Америку (1602 г.), а в конце XVIII в. и в Австралию. Сахарный тростник,  родиной которого считают Бенгалию, после Великих                              географических  открытий также мигрировал в Новый Свет: португальцы начали возделывать его на северо­ востоке Бразилии, англичане и французы ­ в Вест­Индии, позднее он стал фактически  монокультурой на Кубе и Пуэрто­Рико. Родина кофе ­ нагорья Эфиопии, где эту культуру  начали возделывать примерно тысячу лет назад. Считается, что и свое название она  получила от эфиопской провинции Кафа. В XI в. кофе попал в Йемен, куда его вывозили  через порт Моха; вот почему в Европе долгое время кофе называли «мокко». Во времена  позднего средневековья его стали употреблять в Италии, Франции, Нидерландах, Англии,  других европейских странах. Чтобы удовлетворить растущий спрос, кофе начали  выращивать на специальных плантациях; первую из них основали в XVII в. голландцы на о.  Ява. В начале XVIII в. несколько кофейных зерен по воле случая попали во Французскую  Гвиану, а оттуда ­ в Бразилию, где эта культура обрела свою вторую родину. Еще большее  число сельскохозяйственных культур мигрировало после Великих географических  открытий из Нового Света в Старый Свет. Среди них кукуруза, картофель, подсолнечник,  табак, гевея, какао. Родиной кукурузы (маиса) считают Центральную Америку. В Европу ее завез еще Колумб. Затем из Испании она распространилась по другим странам  Средиземноморья, а позднее попала в Россию, Африку, Восточную Азию. Картофель,  культура Андских стран, также сначала попал оттуда в Испанию, а затем в Нидерланды  (которые тогда принадлежали Испании), во Францию, в Германию, другие страны Европы.  В России он появился в начале XVIII в. при Петре I. Подсолнечник, который, по мнению Н. И. Вавилова, культивировался в Мексике и вообще на юго­западе Северной Америки,  появился в Европе в XVI в. Сначала, как и картофель, его считали декоративным  растением, и только позднее начали использовать его семена. В России эту культуру стали  возделывать также в эпоху Петра I. Родиной какао Н. И. Вавилов считал Мексиканское  нагорье. В начале XVI в. это растение и получаемый из него шоколад стали известны  сначала в Испании, затем в других странах Европы. Главные плантации этой культуры были заложены европейцами на Гвинейском побережье Африки. Табак также попал в Европу в  XVI в. ­ сначала в страны Средиземноморья, а затем и в другие европейские страны, в  Азию, Океанию. Саженцы гевеи были вывезены из Бразилии в Малайзию, Нидерландскую  Индию, на о. Цейлон, где возникли плантации этого каучуконоса. Н. И. Вавилов предположил, что район наибольшего генетического разнообразия какого­ либо вида культурного растения является центром его происхождения и  одомашнивания,где люди впервые стали выращивать дикие виды растений.                       На основании материалов о мировых растительных ресурсах он выделил                         7 основных географических центров: 1. Индийский (Южноазиатский) центр включает в себя полуостров Индостан, Южный  Китай, Юго­Восточную Азию. Этот центр — родина риса, цитрусовых, огурцов,  баклажанов, сахарного тростника и многих других видов культурных растений. 2. Китайский (Восточноазиатский) центр включает в себя Центральный и Восточный  Китай, Корею, Японию. В этом центре были окультурены человеком просо, соя, гречиха,  редька, вишня, слива, яблоня. 3. Юго­западноазиатский центр охватывает страны Малой Азии, Средней Азии, Иран,  Афганистан, Северо­Западную Индию. Это родина мягких сортов пшеницы, ржи, бобовых  (гороха, бобов), льна, конопли, чеснока, винограда. 4. Средиземноморский центр включает в себя европейские, африканские и азиатские  страны, расположенные по берегам Средиземного моря. Здесь родина капусты, маслин,  петрушки, сахарной свеклы, клевера. 5. Абиссинский центр расположен в относительно небольшом районе современной  Эфиопии и на южном побережье Аравийского полуострова. Этот центр — родина твердых  пшениц, сорго, бананов, кофе. По­видимому, из всех центров древнего земледелия  Абиссинский центр является самым древним.  6. Центральноамериканский центр — это Мексика, острова Карибского моря и часть  стран Центральной Америки. Здесь родина кукурузы, тыквы, хлопчатника, табака, красного перца. 7. Южноамериканский центр охватывает западное побережье Южной Америки. Это  родина картофеля, ананаса, хинного дерева, томатов, фасоли. Все эти центры совпадают с местами существования великих цивилизаций древности ­  Древнего Египта, Китая, Японии, Древней Греции, Рима, государств майя и ацтеков. Выдающийся генетик и селекционер акад. Н. И. Вавилов показал, что наиболее  многообразные генотипы культурных растений находятся в центрах их происхождения, где  в диком состоянии сохранились их предки. В связи с этим для сбора мировой коллекции  культурных растений Н. И. Вавилов и его сотрудники побывали в экспедициях по всей  территории Советского Союза и во многих зарубежных странах: в Иране, Афганистане,  Средиземноморье, Абиссинии (Эфиопии), Центральной Азии, Японии, Северной,  Центральной и Южной Америке. Н. И. Вавиловым собрана самая крупная в мире коллекция культурных растений, которая и в настоящее время используется селекционерами в их практической работе. Селекция как наука Это наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и  отбор. Теоретической основой селекции является генетика.                           Для успешного  решения задач, стоящих перед селекцией, академик Н.И. Вавилов особо выделял значение  изучения сортового, видового и родового разнообразия культур; изучения наследственной  изменчивости; влияния среды на развитие интересующих селекционера признаков; знаний  закономерностей наследования признаков при гибридизации; особенностей селекционного  процесса для само­ или перекрестноопылителей; стратегии искусственного отбора.               Породы, сорта, штаммы ­ искусственно созданные человеком популяции организмов     с  наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими,  физиологическими признаками. Каждая порода животных, сорт растений, штамм  микроорганизмов приспособлены к определенным условиям, поэтому в каждой зоне нашей  страны имеются специализированные сортоиспытательные станции и племенные хозяйства  для сравнения и проверки новых сортов и пород. Наиболее богатыми по количеству культур являются древние центры цивилизации. Именно  там наиболее ранняя культура земледелия, более длительное время проводятся искусственный отбор и селекция растений.    Пионером разработки научных основ селекционной работы в нашей стране был Н. И. Вавилов и его ученики. Н. И. Вавилов считал, что в основе селекции лежит правильный выбор для работы исходных  особей, их генетическое разнообразие и влияние окружающей среды на проявление  наследственных признаков при гибридизации этих особей.  В поисках исходного материала  для получения новых гибридов растений Н. И. Вавилов организовал в 20—30­е гг. XX в.  десятки экспедиций по всему миру. Во время этих экспедиций Н. И. Вавиловым и его  учениками было собрано более 1500 видов культурных растений и огромное количество их  сортов. Анализируя собранный материал, Н. И. Вавилов заметил, что в некоторых районах  наблюдается очень большое разнообразие сортов определенных видов культурных  растений, а в других районах такого разнообразия нет.                                   Для успешной  работы селекционеру необходимо сортовое разнообразие исходного материала, с этой  целью Н.И.Вавиловым была собрана коллекция сортов культурных растений и их диких  предков со всего земного шара. К 1940 году во Всесоюзном институте растениеводства  насчитывалось 300 тыс. образцов. Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор.  Различают две основные формы искусственного отбора: массовый и индивидуальный. Массовый отбор Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь,  кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую  из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом. С помощью  массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора  неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления. Индивидуальный отбор Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница,  ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы,  является гомозиготным и называется чистой линией. Чистая линия — потомство одной  гомозиготной самоопыленной особи. Так как постоянно происходят мутационные  процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает. Мутации  чаще всего рецессивны. Под контроль естественного и искусственного отбора они  попадают только тогда, когда переходят в гомозиготное состояние. Естественный отбор Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение его  жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к  вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному  режиму. Инбридинг  Так называется близкородственное скрещивание. Инбридинг имеет место при  самоопылении перекрестноопыляемых растений. Для инбридинга подбирают такие  растения, гибриды которых дают максимальный эффект гетерозиса. Такие подобранные  растения в течение ряда лет подвергаются принудительному самоопылению. В результате  инбридинга многие рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное  состояние, что приводит к снижению жизнеспособности растений, к их «депрессии». Затем  полученные линии скрещивают между собой, образуются гибридные семена, дающие  гетерозисное поколение. Методы селекции растений, предложенные И.В. Мичуриным С помощью метода ментора И.В. Мичурин добивался изменения свойств гибрида в нужную  сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону  прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества,  или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить  качества гибрида. И.В. Мичурин указывал на возможность управления доминированием  определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития  необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если гибриды  выращивать в открытом грунте, на бедных почвах повышается их морозостойкость. Использование соматических мутаций Соматические мутации применяются для селекции вегетативно размножающихся растений. Это использовал в своей работе еще И.В. Мичурин. С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью  вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово­ягодных  культур.                                  Экспериментальный мутагенез Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на  использовании химических мутагенов. Мутагены позволяют получить большой спектр  разнообразных мутаций. Сейчас в мире созданы более тысячи сортов, ведущих  родословную от отдельных мутантных растений, полученных после воздействия  мутагенами. Так, известный сорт озимой пшеницы Безостая­1 был получен П. П. Лукьяненко в  результате гибридизации использованных из коллекции Вавилова аргентинских пшениц,  скрещенных с сортами, выведенными в СССР. Больших успехов достигли советские ученые в селекции подсолнечника — ценной пищевой культуры, снабжающей страну растительным маслом. Лучшие сорта подсолнечника лет 15— 20 назад по масличности не превышали 32 —33%. В настоящее время благодаря работам акад. В.С. Пустовойта и возглавляемого им  коллектива средняя масличность семян повышена до 49—50%. В масштабах Советского  Союза это дает тысячи тонн рафинированного масла. Основными методами, используемыми селекционерами, являются подбор, гибридизация,  отбор и воспитание. Гибридизация опирается на комбинативную изменчивость. Благодаря  ей удается в одном гибридном организме сочетать ценные признаки, которые существовали ранее у разных сортов растений и пород животных. Селекционерами проводится подбор  родительских пар с последующим отбором в их  потомстве. Итак: Культурные растения – существенная часть царства растений. Они произошли от  дикорастущих видов. Сортовое богатство культурных растений обусловлено  потребностями людей и тем биологическим разнообразием в природе, из которого человек отбирал для себя полезные виды растений, чтобы возделывать их. Многообразие  культурных растений значительно увеличилось благодаря специальной селекционной  работе человека. Человек способствовал расселению культурных растений в разных  регионах планеты (часто очень далеко от их центров происхождения). Расселение  культурных растений сопровождается расселением сорных растений (сорняков). .