Культурные растения
Культурные растения - это растения, выращиваемые человеком в качестве пищевых продуктов, для получения кормов, лекарств, промышленного или иного сырья и других целей. Они могут быть произведены от дикорастущих путем искусственного отбора, гибридизации, селекции или генной инженерии
Появление земледелия уходит корнями в глубины веков. Наши далекие предки на заре развития человечества занимались собирательством, отыскивая в лесу и на равнине съедобные плоды, листья, коренья и семена. Часть из собранного приносили в жилище про запас. Возделыванием стали заниматься одновременно в Старом и Новом свете за 11 - 10 тысяч лет до нашей эры. Растения-предки культурных росли, скорее всего, рядом с жилищем человека. Злаки, собранные человеком и случайно рассыпанные им, семена из съеденных плодов - они прорастали и новые растения становились соседями людей. Это неожиданно оказалось удобным - не нужно было уходить в поисках их на значительные расстояния, еда пришла к дому человека.
Первые попытки
Со временем семена стали сеять. У жилищ, на земле, содержащей перегной, растения росли лучше, чем в природных условиях. Для посева стали оставлять лучшие семена - ростки получались большими, растения - более крепкими, с большим количеством колосьев или плодов. Постепенно дело пошло, результат понравился и возникла необходимость в более обширных площадях чистой от травы земли для посевов. Человек начинает вырубать деревья и кустарник и огнем очищать участки, предназначенные для выращивания злаков и других, пока еще диких, съедобных растений. Такой вид деятельности давал большую уверенность в завтрашнем дне, гарантировал достаточное количество пищи, хотя и требовал дополнительного труда.
Позднее стал осуществляться отбор с определенной целью - одни выбирали более крупные плоды, другие - более вкусные, третьи - дающие больший урожай. Так появились отличающиеся друг от друга образцы одного растения, выращиваемые людьми в разных условиях и имеющих разные полезные для человека свойства.
Зарождение земледелия в Плодородном полумесяце
Альфонс Луи Пьер Пирамю Декандоль (1806 - 1893 г.г.), швейцарский ботаник и биогеограф, предположил, что культурное земледелие возникло в первую очередь в предгорных районах, а на равнинных участках приречных долин оно было вторичным, как в Древнем Египте. Древний человек, спускаясь с гор, уже нес с собой семена растений, полагает ученый. И здесь присутствует рациональное зерно - организация участка под посев и его полив проще на мелких горных ручьях, чем на паводковых равнинных землях. На равнине земледелие требует сооружение систем полива, и чем больше участок, тем более масштабных.
Спустя полвека экспедиции русского ученого академика Николая Ивановича Вавилова (1887 - 1946 г.г.) доказали это предположение. Археологически обрисован район древнейшей земледельческой цивилизации - Плодородный полумесяц, первый из центров, где зародилось земледелие в каменном веке. Он занимает современные территории Ливана, Израиля, Сирии, Ирака, юго-востока Турции и северо-запада Иордании. Самые древние археоботанические находки открыты в районе позднепалеолитической стоянки Ohalo II в Израиле, возрастом 19400 лет. Там обнаружены остатки диких пшеницы и ячменя. Самые древнюю культурную пшеницу и ячмень ученые нашли в Иордании. Они имели возраст 11 тысяч лет. Исследования показывают, что процесс одомашнивания растений шел не менее тысячи лет.
Первые земледельцы не вели специальной селекции, отбор происходил чисто из практических соображений. У злаков, к примеру, растение сбрасывает созревшие зерна, земледельцам достаются те, которые содержат мутации, не дающие зернам опасть. Мутации быстро накапливаются и люди получают растение с полезными для них свойствами - не опадающими спелыми зернами. На практике земледельцы собирали не дозревшие растения, оставляя их дозревать в копнах. В этом случае неосознанная селекция не происходила.
Благодаря сухопутным (в основном - караванным) и морским сообщениям происходит постепенное распространение семян и плодов одомашненных растений, так, что бывает непросто определить родину культурного растения. Примерно равное количество аргументов в поддержку имеют три концепции происхождения культурных растений - моноцентричная ( все культурные растения из одного центра), полицентричная (несколько независимых очагов происхождения земледельческих культур) и диффузная (центров не было совсем). Истории народов и природных условий настолько разнообразны, что, видимо, все эти явления имеют место быть. В зависимости от местной флоры и природных условий человек пробовал выращивать разные съедобные растения, постепенно меняя их или отбраковывая, осваивал тонкости и хитрости простейшего земледелия.
Чаще выделяют семь основных центров происхождения культурных растений, где до сих пор произрастают их дикие предки. Южно-азиатский центр - оттуда родом чай, рис, огурцы, баклажаны, лимоны, апельсин, сахарный тростник, бананы. Восточно- азиатский центр подарил нам просо, сою и хурму. Юго-западный азиатский центр - источник культурных ржи, ячменя, овса, мягкой пшеницы, дыни, гороха, черешни. Абиссинский центр дал человеку кофе, арбуз, сорго, твердую пшеницу. Средиземноморский центр представил культурные редьку, свеклу, морковь, лук, виноград, капусту, лен, оливки. Центрально-американский - тыкву, фасоль, перец, подсолнечник. И наконец, Южно-американский центр - какао, кукурузу, помидоры, ананас, арахис, картофель, хлопчатник.
Направленный отбор
Континентом, давшим давшим наибольшее количество культурных растений является Азия, на долю которой приходится около 70% культурной флоры. Европа представила около 17%, в Австралии до приезда европейцев культурных растений не было. Несмотря на различия в местных земледельческих культурах и традициях, всем нужен был один конечный результат - скажем, у злаков должен быть не ломкий колос, зерно - голое, с большим количеством в колосе и скороспелым. Таким образом, шло накопление признаков, полезных для человека. Культурные растения требовали лучших условий произрастания - они нуждались в уходе за почвой и поливе. Но зато и отдача была несоизмеримой в сравнении с дикорастущими видами. Общее число видов культурных растений сегодня составляет примерно 1500 - 1600, не считая декоративных.
Современные исследования геномов домашних растений обнаружили странную закономерность, с помощью которой дикое растение приобретает свойства, необходимые человеку. Скажем, как из двухлетних или многолетних злаков сделать однолетние - ведь кушать хочется каждый год. Как оказалось, достаточно одной мутации в регуляторном MADS-гене, чтобы сдвинуть время цветения злаков и озимую форму превратить в яровую. У пшеницы единственная мутация в гене из семейства MADS приводит к появлению неломкого стебля. Мутация в регуляторной части гена tb1 превращает теосинте в привычную нам кукурузу, избавляя ее от длинных пазушных стеблей. Таким образом, нужные и важные для человека хозяйственные признаки появляются у растения в результате единичной мутации в регуляторных генах. Знать бы еще кто или что вызывало эту мутацию именно в нужном гене тысячи лет назад...