§ 29. Центры многообразия и происхождения культурных растений

Определения и обозначения

Культурное растение — растение, которое человек выращивает и использует для получения пищи, сырья или других продуктов. К этой группе относятся, например, злаки, овощи и плодовые культуры. Определение помогает отличить растения, которые человек выращивает целенаправленно, от дикорастущих видов.

Центр происхождения культурного растения — географический район, где растение было введено в культуру и сформировались его основные культурные формы. Введение в культуру означает, что люди начали выращивать и размножать растение. Понятие нужно, чтобы описывать, где началась история растения как сельскохозяйственной культуры.

Центр многообразия — район, где сосредоточено особенно большое разнообразие форм и сортов растения; он может совпадать с центром происхождения. Разные формы отличаются наследственными особенностями и внешними признаками. По их разнообразию исследователи находят важные области для изучения истории культуры и поиска полезных свойств.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости — закономерность, согласно которой у родственных видов и родов встречаются сходные наследственные изменения. Иными словами, родственные растения могут иметь похожие варианты признаков. Закон помогает предполагать, какие формы ещё можно обнаружить у близких видов и где искать нужные селекционерам свойства.

Как это устроено

Большинство культурных растений произошло от дикорастущих видов. Люди замечали экземпляры с полезными признаками: например, с крупными плодами, вкусными семенами или удобным сроком созревания. Такие растения оставляли для размножения, а их потомство снова отбирали. Много поколений отбора и выращивания постепенно меняли растения, поэтому культурные формы стали отличаться от своих диких предков.

Н. И. Вавилов искал районы, связанные с происхождением культур, не по одному признаку. Он изучал, сколько разных форм растения встречается в разных областях, и сравнивал их с дикорастущими родственниками. Затем сопоставлял собранные данные с географическим распространением этих растений. Такой подход помогал выделять центры, где разнообразие и близость диких видов давали основания искать раннюю историю культуры.

Район с большим числом местных форм особенно важен для исследования, потому что разнообразие обычно накапливается не сразу. Если растение долго существует в регионе, в разных условиях и поколениях могут закрепляться разные наследственные варианты. Наличие здесь диких родственников дополнительно указывает на связь культурной формы с местной природой. Но высокая численность форм — подсказка, а не окончательное доказательство происхождения: данные нужно оценивать вместе.

Вавилов выделил несколько крупных географических центров, связанных с важнейшими культурными растениями. К ним относятся южноазиатский тропический, восточноазиатский, центральноазиатский, переднеазиатский и средиземноморский центры. Также называют абиссинский, центральноамериканский и южноамериканский центры. В каждом из них сосредоточены характерные культуры, но сегодня эти растения могут выращиваться далеко за пределами первоначальных районов.

Основные центры происхождения культурных растений

В таблице приведены основные центры, их географические области и примеры культур. Примеры помогают запомнить связь между регионом и растениями, но не означают, что перечисленные культуры растут только там. Используйте таблицу для сопоставления: сначала найдите центр, затем его регион и характерные растения.

Разбор задач

Задача 1. Назовите центр происхождения и несколько культурных растений, связанных с ним: рис, сахарный тростник и огурец.

1. Найдём в перечне центров тот, с которым связаны все названные растения. Рис, сахарный тростник и огурец перечислены среди культур одного центра.

2. Сопоставим эту группу с регионом. Речь идёт о Южной и Юго-Восточной Азии, то есть о южноазиатском тропическом центре.

Ответ: южноазиатский тропический центр; с ним связаны рис, сахарный тростник и огурец.

Задача 2. В районе обнаружено много местных форм культурного растения и его дикорастущих родственников. Объясните, почему этот район важно изучать при поиске происхождения растения.

1. Большое число местных форм означает, что в районе представлено заметное разнообразие признаков. Оно могло накапливаться в ходе длительного существования растения в этой местности.

2. Дикие родственники дают возможность сравнить культурные формы с близкими природными видами. Такое сравнение помогает проследить возможные связи между дикими предками и растениями, выращиваемыми людьми.

3. Совместное присутствие разнообразных культурных форм и диких родственников делает район важным кандидатом для изучения. Однако его нельзя объявлять центром происхождения только по одному наблюдению: нужны и другие данные.

Ответ: район важно исследовать, потому что разнообразие форм и наличие диких родственников могут указывать на длительную историю растения и его возможное происхождение там.

Задача 3. Исследователи ищут признаки устойчивости к засухе для выведения нового сорта пшеницы. Объясните, как сведения о центрах происхождения могут помочь и что следует искать в таких районах.

1. Сначала нужно определить центры, связанные с пшеницей. В таблице она указана среди культур переднеазиатского центра, поэтому сведения о нём задают направление поиска.

2. Затем в соответствующих районах исследуют разнообразные формы пшеницы и её диких родственников. У них могут сохраняться наследственные варианты, полезные при недостатке воды.

3. Найденный признак проверяют и используют в селекции: подходящие растения скрещивают с культурными сортами и отбирают потомство. Так можно получить сорт, сочетающий нужную устойчивость с другими важными качествами.

Ответ: нужно искать в районах переднеазиатского центра разнообразные формы пшеницы и её диких родственников, а затем проверять их на наследственную устойчивость к засухе.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что центр многообразия всегда точно совпадает с местом одомашнивания, то есть начала выращивания растения человеком. Такое предположение возникает потому, что множество форм действительно делает район особенно важным. Но разнообразие само по себе не доказывает, что именно там растение впервые ввели в культуру. Проверяйте себя: различайте район большого разнообразия и доказанное место происхождения.

Ошибка — путать центр происхождения с местом современного массового выращивания. Культура могла распространиться в другие области после того, как люди начали её выращивать. Поэтому нынешние крупные посевы не обязательно указывают на её историческую родину. Чтобы проверить вывод, учитывайте географию диких родственников и разнообразие местных форм.

Ошибка — приписывать растение центру только по его современному распространению. Растения переносят и выращивают в новых местах, поэтому сегодняшняя карта посевов не раскрывает всю историю культуры. Эта путаница возникает, когда знакомое место выращивания принимают за место возникновения. Для проверки сопоставьте данные о происхождении, разнообразии форм и наличии диких родственников.

Ошибка — считать культурные растения неизменными потомками дикорастущих видов. Кажется, что растение просто перешло из природы в поле, но человек отбирал экземпляры с нужными признаками и размножал их. Такой отбор менял наследственные свойства растений из поколения в поколение. Проверяйте себя, сравнивая культурные формы с их дикими предками и учитывая историю выращивания.

Связь с другими темами

Для изучения происхождения культурных растений нужно понимать наследственную изменчивость: это появление передаваемых потомству различий между организмами. Искусственный отбор означает, что человек выбирает растения с желательными признаками для размножения. Одомашнивание растений — длительный процесс приспособления их к выращиванию и использованию человеком. Эти понятия объясняют, как дикорастущие предки постепенно дали начало культурным формам.

Знание центров происхождения помогает при изучении селекции — выведения растений с нужными свойствами. Оно связано и с поиском генетических ресурсов: форм и видов, в наследственности которых могут быть полезные признаки. Селекционеры используют такие сведения, чтобы находить устойчивость к болезням и неблагоприятным условиям. Поэтому история культурных растений имеет практическое значение для создания новых сортов.

Что запомнить

• Культурные растения происходят от дикорастущих предков.
• Центры происхождения культурных растений изучал Н. И. Вавилов.
• Для поиска центров важны разнообразие форм и наличие диких родственников.
• Центр происхождения не обязательно совпадает с районом современного выращивания культуры.
• Дикие родственники культурных растений могут быть источником полезных наследственных признаков.
• Сведения о центрах происхождения используют в селекции.