"Кентаври" в світі рослин. Досягнення російських, європейських та американських вчених. Як з'явилася зливу і всіма улюблена полуниця. Створення нових сортів пшениці. Головне досягнення російських вчених - капусторедька.
Але, як відомо, люди дуже рідко задовольняються тільки тим, що дає їм природа. Дуже швидко вони навчилися самі схрещувати різні дикі види рослин, в результаті чого з'явилися такі гібриди, яких природа ніколи не знала. Перерахуємо лише кілька прикладів. Так, улюблена всіма садова суниця (її у нас часто неправильно називають полуницею) сталася від гібридизації двох диких видів суниці - чилійської і віргінської. І хоча предки її родом з Америки, виведена вона все ж в Європі. Широко використовував межвидовую гібридизацію американський селекціонер Бербанк. Мабуть, одним з найбільш примітних його досягнень було створення четирехвідового гібрида карликового їстівного скоростиглого каштана, що дає плоди вже на другий рік після посіву.
Справжньою сенсацією стало свого часу створення американським генетиком Н.Борлоуг так званих короткостебельних пшениць. Дослідник випадково виявив в колекції пшениць США надзвичайно низькорослу пшеницю, яку здавна вирощували в Індії. Наявність короткого стебла - дуже важлива якість для зернової культури - в іншому випадку велика частина поживних речовин йде на ріст стебла, а не на освіту зерна. Ось і виходило: соломи багато, а зерна - не дуже. Борлоуг схрестив цю пшеницю з іншого карликової формою - на цей раз японської (у неї вдалося виявити цілих три гена карликовості). На основі цих двох форм американському селекціонерові вдалося вивести відразу кілька чудових карликових і напівкарликових сортів пшениці, яке в даний час повсюдно вирощуються в тропічних і субтропічних районах земної кулі. Тільки завдяки цьому досягненню генетики та селекції вдалося підняти врожаї зерна в два, а подекуди і в три рази!
Надзвичайно важкою, проте успішно завершилася, була робота англійських селекціонерів по гібридизації дикорослого диплоидного виду ожини з тетраплоидной культурної ожиною, що вирізнялася надзвичайно смачними плодами, але вкрай пізньостиглої. Спочатку дослідникам пощастило: випадково була знайдена ожина без шипів. Але, не дивлячись на численні зусилля зі схрещування цих двох видів, вдалося отримати всього лише чотири гібридних сеянца і, на жаль, все з шипами. Крім усього іншого, три з них були триплоїдного (тобто з потрійними наборами хромосом) і, відповідно, насіння не дали. Але останній сіянець обрадував вчених - він виявився плодоносним тетраплоїдом. Коли дочекалися плодоношення, посіяли і виростили нове потомство, було виявлено, що 37 рослин без шипів, а 835 несуть шипи. З перших відібрали одне і схрестили з колючим культурним сортом. У новому потомстві на кожні три рослини з шипами довелося по одному без шипів. З Безколючкова селекціонерам сподобалося тільки одну рослину - воно і стало родоначальником знаменитого англійського сорти Мертон Торн лес.
Однак справжнім шедевром селекції по праву вважається отримання справжніх рослинних «кентаврів» - гібридів між рослинами, що належать не тільки до різних видів, але і до різних родів. Найвідоміші з таких дослідів - це роботи російського селекціонера Г.Д.Карпеченко. В результаті генетичного експерименту, проведеного дослідником, на світ з'явилося нове рослина - капусторедька. На його пагонах погойдувалися наполовину капустяні, наполовину редечние плоди. Давайте детальніше познайомимося з історією його створення.
Кожен селекціонер, який намагався схрещувати різні види рослин, знає, що найважче - це не отримати новий гібрид. а домогтися того, щоб він почав давати насіння. Адже якщо новий сорт не зможе розмножуватися, всі праці виявляться марними - отримане рослина рано чи пізно загине, не залишивши після себе нащадків. Чому ж плодовиті гібриди - це дуже велика рідкість? Щоб відповісти на це питання, нам знову, вкотре, доведеться звернутися до механізму утворення статевих клітин - гамет. Згадаймо, що кожна гамета, і чоловіча, і жіноча виникає в результаті особливого процесу поділу клітин, який називається мейоз. Під час мейозу зменшується число хромосом в клітинах, тому гамети несуть рівно в два рази менше хромосом, ніж клітини батьківського організму. Але на самому початку мейозу відбувається ще одна дуже важлива подія - парні або, як кажуть вчені, гомологічні хромосоми щільно притискаються один до одного і обмінюються між собою шматочками ДНК. А що буде, якщо хромосоми «не впізнають» один одного і не зможуть обмінятися генами? А нічого - нормальні гамети виникнути не зможуть.
А тепер уявімо собі гібрид. виник при схрещуванні двох різних видів рослин або тварин. Кожна хромосома з пари гомологічних хромосом в його клітинах відбувається від різних організмів. У випадку з капустою і редькою на кожну «капустяну» хромосому доводиться одна «редечного» - обидва ці рослини несуть в статевих клітинах по 9 хромосом. Але гени капусти нічого спільного з генами редьки не мають (ці рослини взагалі відносяться до різних біологічних пологів). Значить, навіть якщо вдасться отримати гібридне рослина (наприклад, шляхом «насильницького» запилення квітів капусти пилком редьки), хромосоми «не впізнають» один одного, і гібриди виявляться не здатними до розмноження.
Невже немає ніякої можливості отримати здатний до розмноження гібрид? Як відомо, безвихідних ситуацій не буває. Адже ніхто не говорив, що у гібридних рослин взагалі не утворюються гамети - немає, вони все-таки з'являються, але несуть не лише певну кількість хромосом (9, як годиться капусті і редьці), а випадкове, наприклад, 5 або 8. Значить, існує дуже маленька ймовірність того, що з'явиться гамета з 18 хромосомами - 9 капустяних і 9 редечних хромосом опиняться в одній клітці. З маси схрещувань капусти з редькою, що закінчилися невдачею, в одному випадку Карпеченко отримав рослина, яке виросло і навіть зацвіло, після чого зав'язалася одноедінственное насіннячко. Це і був той самий щасливий випадок: все 18 хромосом потрапили в одну гамету.
Незвичайна гамета випадково зустрілася з гаметой, також несе 18 хромосом, в результаті виросло рослина з 36 хромосомами, тобто звичайний одинарний набір з 9 хромосом повторювався у нього 4 рази (ми вже знаємо, що такі рослини зазвичай називають тетраплоїдом). Таким чином, тут ми знову стикаємося з уже знайомим нам явищем поліплоїдії - збільшення кількості хромосом. Розподіл клітин і утворення гамет у цього гібрида пройшло благополучно - кожна з дев'яти редечних хромосом тепер знайшла собі пару, то ж саме було і з капустяним хромосомами. Потомство такі організми давали. Коли з насіння виросло перше гібридне рослина, його природа проявилася найдивовижнішим чином: половина плодів виявилася капустяної, а інша половина - редечного. Капусторедька цілком виправдала свою назву. Але Карпеченко не зупинився на досягнутому. Гамету отриманого гібрида він поєднав з нормальною редечного гаметой. Тепер редечних хромосом виявилося вдвічі більше, ніж капустяних, що не забарилося позначитися і на плодах: дві третини кожного плода мали редечного форму і тільки одна третина - капустяну. Так завдяки полиплоидии вперше зуміли подолати природну нескрещіваемості двох різних родів.
Список рослинних «кентаврів» зовсім не обмежується Капусто-редечного гібридами. Так, в результаті схрещування двох зернових культур - жита і пшениці - вчені отримали цілий ряд форм, об'єднаних загальною назвою тритикале. Тритикале володіє хорошою врожайністю, зимостійкістю і стійкі до багатьох хвороб пшениці. Завдяки гібридизації пшениці і злісного польового бур'яну - пирію - селекціонери отримали цінні сорти рослин - пшенично-пирійні гібриди, стійкі до вилягання і володіють високою врожайністю. Інший відомий російський селекціонер - И.В.Мичурин - схрестив вишню Пенсільванську (дуже морозостійкий на відміну від звичної нам вишні вид) з черемхою і синтезував нову рослину, яке назвав Церападус. Лише набагато пізніше виявилося, що Церападус мимовільно виникають на Памірі, але трохи інакше.