|
 Zlepšenie kvality tých rastlín, ktoré sú šľachtené pre naše potreby, je veľmi dôležité. Keď už človek začal s náhodným sejbou v blízkosti svojej loveckej chaty, ktorá sa týkala prvých semien, ktoré sa jej dostali do ruky, hľadá už na úsvite svojej kultúrnej histórie nové rastliny; Postupne sa objavujú kultivované rastliny, ktoré sa ničím alebo takmer ničím nelíšia od svojich divokých predkov a potom získavajú čoraz viac vlastností.
Človek v priebehu času vytvoril okolo seba veľmi zvláštnu „vegetáciu“ - celý umelý svet takýchto rastlín, ktoré nie sú vo voľnej prírode a nikdy neexistovali.
Jednou z najdôležitejších vlastností kultivovaných rastlín je to, že vo väčšine prípadov nemôžu existovať bez ľudskej starostlivosti o ich semená. Na druhej strane môže človek pre svoje potreby použiť iba tie rastliny, ktorých semená môžu prežiť najmenej niekoľko mesiacov pred vznikom priaznivého okamihu na siatie.
Človek vytvoril a naďalej vytvára také rastliny, ktoré sú zvlášť vhodné pre jeho ekonomické účely. Hľadá odrody, ktoré po dozretí svoje semená neosprchujú, aby sa predišlo veľkým úrodám. Napríklad v kukurica zrná sedia tak pevne na klasu, že sa odtiaľ dajú vyslobodiť iba silou. Pre divokú rastlinu je z väčšej časti prospešný opak - čo najjednoduchšie zasiať jej semená. Je ľahké pochopiť, že kukurica vo voľnej prírode vôbec nemohla existovať: zrná, ktoré ostávajú pevne pripevnené na klasu, by klíčili všetky dohromady, keď by klas padol na vlhkú zem, a klíčky by sa navzájom zasekávali. To však nestačí, v drvivej väčšine prípadov sú semená kultúrnych rastlín schopné klíčiť koncom leta, krátko po dozretí. A to pre nich znamená úplnú smrť v podmienkach nášho podnebia: jemné klíčky väčšiny druhov rastlín samozrejme zimný chlad nezniesli. Pod ochranou človeka semená prezimujú v jeho stodolách a sú zasiate až na budúcu jar. Existuje pravda, zimné rastliny, ale je ich menšina a neprežijú zimu v každej klíme; na úplnom severe môžu prežiť iba skoro dozrievajúce jarné rastliny. Preto sa kultúra jačmeňa, skorej jarnej rastliny, posúva najďalej na sever.
Ale aby bola rastlina vhodná na kultiváciu, musí mať semená, ktoré je možné dlho skladovať bez straty klíčivosti. Preto bez ohľadu na to, aké cenné sú rastliny vo svojich kvalitách, je v našich podmienkach pre kultúru úplne nevhodná, ak sa jej semená nedajú udržať životaschopné od zberu až po výsev. Nakoniec existujú prípady, keď semená zostanú životaschopné, iba za podmienok, ktoré je umelo ťažké vytvoriť, napríklad skladovaním veľkého množstva obilia vo vode (ryža na divokej vode).
 Aký význam má trvanie a spôsob skladovania semien výsledných rastlín?
Najprv si pripomeňme, čo je semeno. Semeno každej rastliny obsahuje embryo, ktoré má malý koreň a stonku; listy sa začnú vyvíjať od vrchu po vyklíčení. Klíčenie semena spočíva v tom, že táto malá embryonálna rastlina začína rásť a postupne sa z nej stáva veľká dospelá rastlina. Vývoj embrya, podobne ako u každého iného organizmu, je založený na skutočnosti, že sa jeho základné bunky množia. Tieto deliace sa bunky tvoria vrchol koreňa a vrchol stopky v embryu; všetky korene budúcej rastliny pochádzajú z niekoľkých buniek koreňového hrotu embrya, všetky nadzemné časti rastliny (dokonca aj u gigantických stromov) pochádzajú z niekoľkých primárnych buniek vrcholu embryonálneho kmeňa.
Kvalita rastlín, ktoré z nich vyrastajú, závisí od kvality semien - nielen raž bude určite rásť zo semien raže, a nie pšenica, ale dobrá rasa bude rásť zo semien dobrej odrody raže a zlá rasa bude rásť zo semiačok toho zlého.
Ako sme práve videli, rastlina, ktorá sa vyvíja zo semien, pochádza z niekoľkých buniek embrya. Preto je zrejmé, že v týchto bunkách musia byť obsiahnuté predpoklady jeho kvalít. Tieto sklony - gény - sú obsiahnuté v jadre bunky, presnejšie v chromozómoch - malých, veľkých niekoľko tisícin milimetra, telách, ktoré sa v jadre objavujú zakaždým, keď dôjde k rozdeleniu, teda k množeniu buniek. Sada chromozómov predstavuje prístroj, ktorým sa prenášajú vytvárané vlastnosti počas vývoja organizmu z jednej bunkovej generácie na druhú. Toto je aparát dedičnosti. Akékoľvek rozdiely medzi rastlinami prenášanými semenami, či už farbou kvetov, chuťou plodov alebo veľkosťou úrody, závisia od sklonov obsiahnutých v chromozómoch - génoch, ktoré sa prenášajú s nemennou správnosťou počas každého delenia buniek na výsledné bunky. Preto všetky bunky tvoriace organizmus obsahujú rovnaké gény. Jednotlivé časti organizmu, napríklad list, stonka, koreň, kvet, sa v rastline navzájom líšia, pretože k ich vývoju dochádza za rôznych podmienok. Každá bunka, ktorá sa môže množiť - špička stonky alebo špička koreňa embrya - obsahuje vo svojom jadre rovnaký súbor génov, ktorých vlastnosti ovplyvňujú charakter a kvalitu vyvíjajúcej sa rastliny.
Stálosť týchto vlastností - „dedičnosť“ - závisí od skutočnosti, že počas každého bunkového delenia sa nielen bunka delí na polovicu, ale aj každá drobná častica chromozómu, každý gén sa delí aj na dve časti a vytvárajú dva úplne identické chromozómy, dva úplne identické gény. Vlastnosti génov zostávajú nezmenené tisíce a milióny rokov; poznáme veľa rastlín, ktoré nielen
sa nezmenili v priebehu historického obdobia niekoľkých tisíc rokov, napríklad od čias egyptských faraónov, ale zostali rovnakí ako ich predkovia, ktorí žili pred miliónmi rokov a nachádzali sa v starodávnych ložiskách zemskej kôry.
Semenné embryo je malá zásoba génov zdedených z rastliny, na ktorej semeno dozrelo. Život so všetkými svojimi zvláštnosťami sa skrýva v semene a • čaká na nepriaznivé podmienky; akonáhle príde priaznivý čas, začne vývoj, vyrastie rastlina, ktorej vlastnosti budú závisieť od kvality génov obsiahnutých v bunkách embrya. Tieto vlastnosti sa zachovávajú nielen počas klíčenia semena, ale aj v pokoji, keď semeno leží v suchu.
Čo sa však deje s dedičnými sklonmi embrya obsiahnutými v semene, ako plynie čas? Trvanie tohto obdobia života rastliny je zvyčajne prísne definované: dub rastie tisíce rokov a žaluď leží bez klíčenia iba jednu zimu; Vŕba rastie tiež mnoho rokov, jej semená však klíčia ihneď po páde na mokrú zem. Veľmi zriedka zostávajú semená v prírode bez toho, aby klíčili dlhšie ako 6-7 mesiacov. Čo sa s nimi deje, ak musia ležať bez dlhšieho klíčenia? Zostávajú dedičné vlastnosti embrya nezmenené alebo sa naopak časom menia?
Každý samozrejme vie, že neexistujú také semená, ktoré by si navždy zachovali schopnosť klíčenia - skôr či neskôr stratia klíčivosť. Obdobie, počas ktorého zostávajú semená životaschopné, je pre rôzne rastliny veľmi rozdielne, napríklad v raži je to oveľa menej ako v pšenici, u vŕbových semien stratia klíčivosť už po niekoľkých dňoch po dozretí, semená indického lotosu zostávajú životaschopné celé storočie alebo ešte viac ... Takéto dlhé obdobia by sa však mali považovať za výnimočné.
Klíčivosť semien sa zisťuje na špeciálnych staniciach na kontrolu osiva a počíta sa v percentách.Pri hodnotení kvality semien sa v prvom rade venuje pozornosť percentuálnemu klíčeniu; čím je nižšia, tým viac semien musí byť zasiate na to isté miesto, aby sa získala požadovaná hustota rastlín.
 Príčina straty klíčenia stále nebola známa. Poznáme iba podmienky, ktoré ovplyvňujú zachovanie klíčenia semien. Zistilo sa teda, že silný obsah vlhkosti v semenách vedie k rýchlej strate klíčenia, zatiaľ čo v suchu naopak klíčenie trvá dlhšie. Semená raže v moskovskom regióne, kde je dosť vlhko, často do tretieho roku úplne stratia klíčivosť a v americkom štáte Arizona, ktorý má suché podnebie, vykazuje rovnaká raž dobré klíčenie už desiaty rok. Obzvlášť rýchlo semená strácajú v Japonsku klíčivosť v dôsledku veľmi vlhkého podnebia. Ale aj vo veľmi suchom podnebí môžu semená rýchlo stratiť klíčivosť z vlastnej vlhkosti, napríklad ak nie sú po zbere dostatočne vysušené, uskladnené vo vlhkej miestnosti atď.
Až donedávna sa verilo, že nedošlo k žiadnym zmenám v semenách, s výnimkou ich postupnej straty klíčivosti. Všetky odrodové vlastnosti - rast, miera vývoja, úroda, kvalita ovocia alebo obilia, požiadavky na pôdu, podnebie atď. - sa považovali za stabilné, nezničiteľné, trvácnejšie ako samotný život; zdalo sa, že embryo zomrie skôr, ako sa zmenia jeho dedičné vlastnosti.
Táto úžasná stabilita dedičných sklonov však nie je absolútna. Už viac ako tridsať rokov je známe, že vlastnosti rastlín sa môžu meniť: zasievajú napríklad pšenicu bez markízy - a zrazu na poli vyrastie jedna alebo viac tŕnistých rastlín; alebo sa medzi sejbou náhle objavia žlté sadenice bez chlorofylu alebo sa medzi kvetmi objavia biele kvety s červenými kvetmi atď. Takéto zmeny sú často dedičné a prenášajú sa semenami na ďalšie generácie; teda zo semien jednej tŕňovej rastliny, ktorá sa objavila, rastú ďalej iba tŕňové rastliny. Takéto zriedkavé zmeny - ktoré sa naozaj zriedka vyskytujú raz za státisíce a milióny rastlín - a ktoré sa prenášajú na potomkov, sa nazývajú mutácie. Ako sa teraz dokázalo, sú príčinou všetkých rozdielov medzi existujúcimi druhmi živých bytostí: keby neexistovali mutácie, neboli by sme ani vy a ja. Život na Zemi by pravdepodobne existoval v najjednoduchšej podobe.
Väčšina mutácií je pre telo škodlivá: v rastline vedie mutácia často k neplodnosti, k rôznym nepravidelnostiam a deformáciám vývoja. Ale niektoré z mutácií sú prospešné pre rastlinu alebo prospešné pre človeka; človek zachytením takýchto mutácií vytvoril mnoho druhov rastlín, ktoré potrebuje. Je jasné, aké dôležité by bolo, aby sme sa naučili zvládať mutácie. Je tiež potrebné ich riadiť, aby sme chránili naše hodnotné „odrody“ pred výskytom zbytočných a škodlivých vlastností.
Príčiny mutácií však stále neboli známe; iba za posledných 6 - 7 rokov sa dokázalo, že ich počet je možné výrazne zvýšiť vonkajšími vplyvmi na organizmus, na bunky, ktoré vedú k jeho tvorbe. Najsilnejší účinok v tomto ohľade majú röntgenové lúče, ktoré môžu ožarovaním kvetov alebo zrelých semien stokrát zvýšiť počet mutácií a preto veľmi rýchlo vytvoriť veľa nových vlastností rastlín.
Aká je príčina mutácií? Pisateľ týchto riadkov to hľadal dlho. Pred niekoľkými rokmi mi bolo jasné, že príčina mutácií by mala úzko súvisieť so životnými procesmi prebiehajúcimi v bunke a nemala by pochádzať zvonku, napríklad vo forme röntgenových lúčov. Mutácie sú všadeprítomné ^ preto ich príčina musí byť všadeprítomná. Celkovo bolo jednoduchšie predpokladať, že podmienky vyvolávajúce mutácie sa vytvárajú, ako už bolo povedané, vo vnútri bunky v dôsledku životných procesov, ktoré tam prebiehajú.
Aké procesy prebiehajú v semene, keď leží, pomaly strácajúce klíčenie? Existuje skutočne iba strata klíčenia alebo existujú nejaké ďalšie zmeny vo vlastnostiach embrya? Nedochádza k zmenám v dedičných vlastnostiach embrya, ktoré sú v ňom obsiahnuté, aj keď semeno leží? Je pravda, že odrodové vlastnosti zostávajú úplne nezmenené, kým je embryo nažive?
Praktici už dávno vedia, že staré semená nerastú z čerstvých semien. Dlhodobé pozorovania nám ukázali to isté. Navyše, keď sme niekoľko rokov pracovali na umelom produkovaní mutácií ožarovaním semien röntgenovými lúčmi, všimli sme si, že sadenice získané z týchto semien sú svojimi charakteristikami veľmi podobné tým, ktoré sa pestujú zo starých semien.
 Podrobné štúdie uskutočnené v laboratóriu cytogenetiky Biologického ústavu CEC pomenovaného po V.I. K. A. Timiryazev v Moskve objavil pozoruhodný jav: čím staršie sú semená, tým viac mutácií sa získava medzi rastlinami, ktoré sa z nich pestujú. Objavuje sa veľa škaredých rastlín, mnohé z nich sú takmer alebo úplne sterilné, objavujú sa úplne nové odrody atď. Tieto údaje už boli testované na mnohých druhoch rastlín, vrátane raže, kukurice, jačmeňa, boli testované nielen tu, ale aj na hranicu. Ďalším dôležitým objavom, ktorý sa uskutočnil takmer súčasne v našej krajine a na základe našej prvej práce v Kanade, bol objav, že počet mutácií závisí od tepla a vlhkosti: čím je teplejšie v miestnosti, kde sú semená skladované, alebo čím je vlhší, tým viac mutácií sa vyskytuje v rastlinách.
Tieto mutácie sú vyjadrené najrôznejšími spôsobmi; väčšina z nich je ako vždy škodlivá. Ak sú semená veľmi staré alebo ležia v podmienkach príliš vysokej vlhkosti a tepla, potom mutácie úplne narušia priebeh vývoja a semeno stratí klíčivosť.
Úžasnou, ale úplne pochopiteľnou vlastnosťou týchto mutovaných rastlín je, že sú to takmer vždy chiméry (to je názov pre rastliny pozostávajúce z pletív rôznych dedičných kvalít; v skutočnosti je každý štepený strom, napríklad ovocný strom, chimérou, pretože Pozostáva z rôznych dedičných častí - z divých zvierat a kultúrnych potomkov. Prečo je to tak, je ľahké pochopiť, ak si uvedomíme, že rastlina sa vyvíja z niekoľkých buniek embrya: korene sú tvorené z apikálnych buniek koreňa a všetky nadzemné časti pochádzajú z niekoľkých buniek vrcholu stonky . Mutácie sa vždy vyskytujú nezávisle v rôznych bunkách; preto medzi počiatočnými bunkami embrya spolu s mutantnými bunkami takmer vždy zostávajú normálne bunky a neskôr sa jedna časť rastliny vyvinie z mutantných buniek, druhá z normálnych buniek. V zriedkavých prípadoch je rastlina zložená z častí niekoľkých odrôd.
Teraz môžeme vyvodiť niekoľko záverov, ktoré majú veľmi dôležitý praktický význam. Po prvé, skladovanie semien znamená zmenu. Staré semená sú staré iba vekom - z hľadiska ich kvality sú „nové“, pretože z nich nemusí vyrastať rovnaké rastliny, z ktorých boli zozbierané. Preto, aby sa čo najskôr našli nové vlastnosti rastlín, je potrebné zasiať staré semená. Zásoby semien skladované na experimentálnych staniciach roky a desiatky rokov môžu slúžiť ako cenný zdroj pre vývoj nových odrôd rastlín. Na druhej strane, pri množení starých semien poľnohospodárskych plodín riskujeme znehodnotenie odrody, pretože väčšina mutácií je škodlivá. Po druhé, teplo a vlhkosť, ktoré urýchľujú výskyt mutácií, sa môžu použiť na umelé vytváranie mutácií. Táto metóda je nielen lacná, jednoduchá a široko dostupná, ale aj lepšia ako iné, pretože nevyžaduje umelé podmienky, ako sú röntgenové lúče. Okrem toho bude na rastline pôsobiť menej nepriaznivých vedľajších účinkov. Skladovanie semien v príliš horúcej miestnosti alebo príliš veľa vlhkosti ich však môže spôsobiť, že sú nevhodné pre poľnohospodárske plodiny, aj keď sa klíčivosť výrazne nezníži.Obzvlášť je potrebné sa obávať samozahrievania obilia, pri ktorom súčasne pôsobí teplo aj vlhkosť.
M. S. Navashin
Zaujímavé: najmenšia rastlina
Najmenšia z kvitnúcich rastlín - vlčie korene bez koreňov - patrí do čeľade káčatkovité, žije na povrchu stojatých vodných plôch a pokrýva ich hnedým filmom pripomínajúcim kávovú usadeninu. Priemer jednotlivej rastliny je zriedka viac ako milimeter. Na rozdiel od väčších druhov kačice vlčie nemá koreň, absorbuje potrebné látky s celým povrchom ponoreným do vody. Rastlina nemá ani listy, všetko sa skladá z krátkeho „stonkového listu“, v špeciálnej priehlbine, z ktorej vyráža nová rastlina asi raz denne. Celkový počet rastlín sa za deň zdvojnásobí. Kvitnúca vlka je mimoriadne zriedkavá. Kvetina sa nachádza v hornej časti vyčnievajúcej z vody a je priehlbinou, do ktorej je umiestnený jeden piestik a jedna tyčinka.
Wolfia môže byť nebezpečnou burinou v ryžových poliach, ale kvôli svojej rýchlej reprodukcii sa niekedy špeciálne chová na získanie zelenej hmoty s vysokým obsahom bielkovín a sacharidov pre krmivo pre hospodárske zvieratá.
|
