Ученый, организатор, руководитель
Даже если бы Н.И. Вавилов ничего не сделал, кроме открытия закона гомологических рядов и создания учения о центрах происхождения культурных растений — уже тогда его имя было бы вписано золотыми буквами в список выдающихся умов. человечества.
Уже в студенческие годы замечательные качества Н.И. Вавилова как исследователя — широкий круг интересов в различных областях биологии, агрономии, географии, химии, колоссальная энергия и трудолюбие. По свидетельству сокурсников, за студента Вавилова боролись ряд кафедр Петровки. Интересует Н.И. Вавилова и общебиологические проблемы: Генеалогия растительного мира, Дарвинизм и экспериментальная морфология (с такими докладами он выступал на заседаниях кружка любителей естествознания).
Огромная научная и организационная работа Н. И. Вавилова, руководящего рядом научно-исследовательских институтов, по развитию всей сельскохозяйственной науки в стране не была прервана даже во время длительных научных экспедиций ученого. Сотни писем с инструкциями, советами, инструкциями приходили от него из командировок, он успевал следить за работой всех отделов, лабораторий и периферийных отделов, ценные находки сразу изучались специалистами, проверялись на полях опытных станций. Он работал с необычайной интенсивностью — днем по много часов изучал обширные коллекции, по вечерам (и ночью) классы в библиотеке. И так — каждый день… А летом, по его словам, просмотр сотен сосудов и тысячи участков с описаниями, отражениями.
Крупнейший знаток мировой научной литературы, свободно владеющий всеми основными европейскими языками, требовавший от своих сотрудников одинакового знания новейших научных достижений, Н.И. Вавилов постоянно заботился о приоритете советской науки, о своевременной публикации результатов исследований. команды, которыми он руководил. Под его редакцией и при активном участии регулярно выходили Записки по прикладной ботанике, генетике и селекции, издавались многотомные отчеты Культурная флора СССР, продолжающиеся до настоящего времени, и Биохимия культурных растений, фундаментальная пособие Теоретические основы селекции растений, Руководство по апробации сельскохозяйственных культур, множество сборников и монографий. Н. И. Вавилов создал большую советскую школу исследователей культурных растений, получившую широкое признание в мировой науке.
Доктрина иммунитета растений
Вавилов является основоположником учения об иммунитете растений, положившего начало изучению его генетической природы. Он считал, что устойчивость к паразитам развивалась в процессе эволюции растений в очагах их происхождения на фоне длительного (более тысячелетия) естественного заражения патогенами. По мнению Вавилова, если в результате эволюции растения приобрели гены устойчивости к патогенам — патогенам, последние приобрели способность инфицировать устойчивые сорта за счет появления новых физиологических рас. Таким образом, каждый сорт пшеницы может быть восприимчив к одним расам и невосприимчив к другим. Новые расы фитопатогенных микроорганизмов возникают в результате гибридизации, мутаций или гетерокариоза (разнообразия ядер) и других процессов.
Вавилов разделил иммунитет растений на структурный (механический) и химический. Механический иммунитет растений обусловлен морфологическими особенностями растения-хозяина, в частности, наличием защитных устройств, препятствующих проникновению болезнетворных микроорганизмов в организм растения. Химический иммунитет зависит от химических характеристик растения.
Создание Н.И. Вавилова современного учения о селекции
Систематическое изучение мировых растительных ресурсов важнейших культурных растений коренным образом изменило представление о сортовом и видовом составе даже таких хорошо изученных сельскохозяйственных культур, как пшеница, рожь, кукуруза, хлопок, горох, лен и картофель. Среди видов и многих разновидностей этих культурных растений, привезенных из экспедиций, почти половина были новыми, еще не известными науке. Открытие новых видов и сортов картофеля полностью изменило прежние представления об исходном материале для его селекции. На материале, собранном Н.И. Вавиловым и его сотрудниками, была основана вся селекция хлопчатника и построено освоение влажных субтропиков в СССР.
По результатам детального и многолетнего изучения сортового богатства, собранного экспедициями, составлены дифференциальные карты географического расположения сортов пшеницы, овса, ячменя, ржи, кукурузы, проса, льна, гороха, чечевицы, фасоли, фасоли. составлены нут, чурки, картофель и другие растения…. На этих картах можно было увидеть, где сосредоточено основное сортовое разнообразие названных растений, т.е. где нужно черпать исходный материал для отбора данной культуры. Даже для таких древних растений, как пшеница, ячмень, кукуруза и хлопок, которые давно распространились по земному шару, можно было с большой точностью установить основные ареалы первичного видового потенциала. Кроме того, обнаружено совпадение ареалов первичного морфогенеза у многих видов и даже родов. Географические исследования привели к созданию целой культурно независимой флоры, характерной для отдельных регионов.
Изучение мировых растительных ресурсов позволило Н.И. Вавилову полностью освоить исходный материал для селекционной работы в нашей стране, по-новому поставить и решить проблему исходного материала для генетических и селекционных исследований. Он разработал научные основы селекции: учение об исходном материале, ботанико-географическую основу знаний о растениях, методы селекции, основанные на экономических характеристиках, включая гибридизацию, инзухту и т
д., Важность отдаленной межвидовой и межродовой гибридизации. Все эти работы не утратили своего научного и практического значения и в настоящее время. . Ботанико-географическое изучение большого количества культурных растений привело к внутривидовой систематике культурных растений, в результате чего появились работы Н.И. Вавилова Линнеевские виды как система и Учение о происхождении культурных растений по Дарвину
Ботанико-географическое изучение большого количества культурных растений привело к внутривидовой систематике культурных растений, в результате чего появились работы Н.И. Вавилова Линнеевские виды как система и Учение о происхождении культурных растений по Дарвину.
Закон гомологического ряда
Обработка обширного материала наблюдений и экспериментов, детальное изучение изменчивости многочисленных линнеевских видов (Linneons), огромное количество новых фактов, полученных в основном при изучении культурных растений и их диких сородичей, позволили Н.И. Вавилову свести воедино все Известны примеры параллельной изменчивости и сформулирован общий закон, который он назвал Законом гомологических рядов в наследственной изменчивости (1920 г.), о котором он доложил на Третьем Всероссийском съезде селекционеров, проходившем в Саратове. В 1921 г. Н.И. Вавилов был отправлен в Америку на Международный сельскохозяйственный конгресс, где выступил с докладом о законе гомологических рядов. Закон параллельной изменчивости близкородственных родов и видов, установленный Н.И. Вавиловым и связанный с общим происхождением, развивая эволюционное учение Чарльза Дарвина, получил признание мировой науки. Он был воспринят публикой как крупнейшее событие в мире биологической науки, открывающее широчайшие горизонты для практики.
Закон гомологических рядов, прежде всего, устанавливает основы систематики огромного разнообразия форм растений, которыми так богат органический мир, что позволяет селекционеру получить четкое представление о месте каждой, даже наименьшая систематическая единица в мире растений и позволяет судить о возможном разнообразии исходного материала для селекции.
Основные положения закона гомологических рядов заключаются в следующем.
Виды и роды, которые связаны генетически, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой точностью, что, зная количество форм в пределах одного вида, можно предвидеть обнаружение параллельных форм в других видах и родах. Чем ближе роды и линнеоны генетически расположены в общей системе, тем более полное сходство в ряду их изменчивости.
Целые семейства растений в целом характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящим через все роды и виды, составляющие семейство.
Даже на III Всероссийском селекционном съезде (Саратов, июнь 1920 г.), где Н.И. Вавилов первым доложил о своем открытии, все участники съезда признали, что как периодическая таблица (периодическая система) закон гомологические ряды позволят предсказать существование, свойства и строение еще неизвестных форм и видов растений и животных, а также высоко оценит научную и практическую значимость этого закона… Современные достижения молекулярной биологии клетки позволяют понять механизм существование гомологичной изменчивости у близкородственных организмов — на чем именно основано сходство будущих форм и видов с существующими — и на осмысленном синтезе новых форм растений, которые не встречаются в природе. Теперь в закон Вавилова вносится новое содержание, точно так же, как появление квантовой теории дало новое, более глубокое содержание периодической таблице Менделеева.
Вавилов Николай Иванович
(1887—1943)
Всю
удивительную жизнь этого человека можно назвать подвигом. Подвигом ученого были
его выдающиеся научные исследования, подвигом путешественника — его научные
экспедиции. Биолог и растениевод, генетик и агроном, географ и государственный
деятель, неутомимый исследователь и академик АН СССР и ВАСХНИЛ Николай Иванович
Вавилов всю свою жизнь отдал беззаветному служению Родине, организации
сельскохозяйственной науки.
Уже в годы
учебы в Московском сельскохозяйственном институте (ныне известная
«Тимирязевка») Вавилов провел свои первые студенческие исследования, за которые
был удостоен премии Московского политехнического музея. В 1916 г. Николай
Иванович отправляется в Северный Иран, а затем в Фергану и на Памир. Здесь он
собирает семена хлебных растений. Ученый ищет формы и сорта с полезными для
человека свойствами — рожь с крупными колосьями и зерном, пшеницу, которую не
поражают болезни. Это было первое из его путешествий по земному шару. Вавилов
собирал растительные богатства нашей планеты всю жизнь. Он собрал почти все,
что было создано человечеством за многовековую историю земледелия, обнаружил
диких предков многих культурных растений.
Николай
Иванович объездил пять континентов. Побывал более чем в 50 странах. Иран,
Афганистан, Алжир, Египет, Сирия, Эфиопия, Греция, Италия, Испания, Китай,
Япония, Корея, Мексика, Перу, Боливия, Бразилия, Куба… И отовсюду на родину
шли посылки с семенами и растениями. Десятки тысяч образцов! На полях
Всесоюзного института растениеводства под Ленинградом, на многих опытных
станциях в разных областях нашей страны эти семена высевали на делянках.
Выросшие из них растения изучали, отбирали лучшие. На их основе создавались высокоурожайные
сорта, которые внедрялись на колхозные и совхозные поля.
Живая коллекция
Вавилова и его последователей существует и сейчас. Она все время пополняется.
Селекционеры используют ее как исходный материал при выведении новых сортов.
Ученый предположил, что в старых районах земледелия можно найти множество
разнообразных форм культурных растений. Причем обязательно обнаружатся растения
с ценными свойствами, например засухоустойчивая неполегающая пшеница, сладкие
крупные дыни, крахмалистый картофель, высокобелковая фасоль, хлопчатник с
длинным и тонким волокном. Такие районы с удивительным разнообразием
растительных форм Вавилов назвал центрами происхождения культурных растений.
Отсюда началось их распространение в другие места.
Центры
происхождения культурных растений не единственное открытие Н. И. Вавилова.
Ученый разработал основы селекции растений — науки о выведении новых сортов.
Вавилов опубликовал около 300 научных работ по селекции, земледелию, географии,
организации сельского хозяйства. Много внимания Николай Иванович уделял
организации сельскохозяйственной науки. Он был первым президентом Всесоюзной
академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина. Под его руководством в
нашей стране возникли институты зернового хозяйства, картофельного хозяйства,
овощеводства, кормов, хлопководства и др. Николай Иванович любил повторять, что
жизнь коротка, нужно спешить. Можно с уверенностью сказать, что ученый не
потерял напрасно ни одного дня. Сделанного им хватило бы на несколько жизней.
За свой научный подвиг Н. И. Вавилов в 1926 г. был в числе первых советских
ученых удостоен премии имени В. И. Ленина.
В 1930-е гг.
Вавилов все больше внимания уделял развитию генетики — науки о законах
наследственности и изменчивости организмов. Советские биологи занимали в те
годы ведущее место в мировой науке. Но в конце 30х гг. Н. И. Вавилов был
несправедливо обвинен во вредительской деятельности против Советской власти, а
генетика объявлена лженаукой. В 1940 г. ученого незаконно арестовали, и в
январе 1943 г. он умер от болезней в Саратовской тюрьме. В 1955 г. честное имя
Н. И. Вавилова было восстановлено.
Учение о центрах происхождения культурных растений
К середине 1920-х гг. Изучение географического распространения и внутривидового разнообразия различных сельскохозяйственных культур, проведенное Н. И. Вавиловым и под его руководством, позволило Николаю Ивановичу сформулировать представления о географических центрах происхождения культурных растений. В 1926 году вышла книга Центры происхождения культурных растений. Глубоко теоретически обоснованная идея центров происхождения послужила научной основой для целенаправленного поиска растений, полезных для человека, и широко использовалась в практических целях.
Не менее важным для мировой науки является учение Н.И. Вавилова о очагах происхождения культурных растений и о географических закономерностях распространения их наследственных признаков (впервые опубликовано в 1926 и 1927 годах). В этих классических работах Н.И. Вавилов впервые представил целостную картину концентрации огромного разнообразия форм культурных растений в немногих первичных центрах их происхождения и подошел к решению проблемы происхождения культурных растений в совершенно новый способ. Если до него ботаники-географы (Альфонс Де-Кандоль и др.) Искали вообще родину пшеницы, то Вавилов искал очаги происхождения тех или иных видов, групп видов пшеницы в различных регионах мира. При этом особенно важно было выявить ареалы естественного распространения (ареалы) разновидностей этого вида и определить очаг наибольшего разнообразия его форм (ботанико-географический метод).
Для установления географического распространения разновидностей и рас культурных растений и их диких сородичей Н.И. Вавилов изучил очаги древнейшей земледельческой культуры, начало которой он увидел в горных районах Эфиопии, Западной и Средней Азии, Китая, Индии, в Андах Южной Америки, а не в широких долинах крупных рек — Нила, Ганга, Тигра и Евфрата, как ранее утверждали ученые… Результаты последующих археологических исследований подтверждают эту гипотезу.
Для поиска центров разнообразия и богатства форм растений Н. И. Вавилов организовал многочисленные экспедиции по определенному плану, соответствующему его теоретическим открытиям (гомологические ряды и центры происхождения культурных растений), которые в 1922-1933 гг. посетил 60 стран мира, а также 140 регионов нашей страны. В результате был собран ценный фонд мировых растительных ресурсов, насчитывающий более 250 000 образцов. Собранная богатейшая коллекция тщательно изучена методами селекции, генетики, химии, морфологии, систематики и географических культур. Он до сих пор хранится в ВИР и используется нашими и зарубежными селекционерами.
