|
 Zlepšení kvality těch rostlin, které jsou chovány pro naše potřeby, má velký význam. Poté, co možná začal s náhodným setím poblíž své lovecké chýše prvních semen, která se mu dostala do ruky, hledá člověk již na úsvitu své kulturní historie nové rostliny; Postupně se objevují pěstované rostliny, které se v ničem nebo téměř v ničem neliší od svých divokých předků, a poté získávají stále více funkcí.
Člověk v průběhu času vytvořil kolem sebe velmi zvláštní „vegetaci“ - celý umělý svět takových rostlin, které nejsou ve volné přírodě a nikdy neexistovaly.
Jedním z nejdůležitějších rysů pěstovaných rostlin je, že většinou nemohou existovat bez lidské péče o jejich semena. Na druhou stranu může člověk pro své potřeby používat pouze ty rostliny, jejichž semena lze uchovat po dobu nejméně několika měsíců, než nastane příznivý okamžik pro setí.
Člověk vytvořil a vytváří takové rostliny, které jsou obzvláště vhodné pro jeho ekonomické účely. Hledá odrůdy, které při zrání nevylévají semena, aby se předešlo velkým úrodám. Například v kukuřice zrna sedí tak pevně na klasu, že je odtud lze osvobodit pouze silou. U planě rostoucích rostlin je z větší části prospěšný opak - co nejjednodušší setí semen. Je snadné pochopit, že kukuřice ve volné přírodě vůbec nemohla existovat: zrna, která zůstala pevně usazená na klasu, by při pádu klasu na vlhkou půdu vyklíčila dohromady a klíčky by se navzájem zasekávaly. To však nestačí, v drtivé většině případů jsou semena pěstovaných rostlin schopna klíčit na konci léta, krátce po dozrání. A to pro ně znamená úplnou smrt v podmínkách našeho podnebí: jemné výhonky většiny druhů rostlin samozřejmě nemohly snést zimní zimu. Pod ochranou člověka semena přezimují v jeho stodolách a jsou zaseta až na příští jaro. Existují, pravda, zimní rostliny, ale jsou v menšině a ne ve všech klimatických podmínkách odolávají zimě; na dalekém severu mohou přežít pouze časně zralé jarní rostliny. Proto je kultura ječmene, časně zralé jarní rostliny, nejdále na sever.
Aby však byla rostlina vhodná pro kulturu, musí mít semena, která lze dlouhodobě skladovat bez ztráty klíčivosti. Proto bez ohledu na to, jak cenná je rostlina ve svých kvalitách, je v našich podmínkách pro kultivaci zcela nevhodná, pokud její semena nelze uchovat životaschopná od sklizně po setí. Nakonec existují případy, kdy semena zůstanou životaschopná, pouze za podmínek, které je uměle obtížné vytvořit, například skladováním velkého množství obilí ve vodě (divoká vodní rýže).
 Jaký je význam doby a způsobu skladování semen rostlin z nich získaných?
Nejprve si připomeňme, co je semeno. Semeno každé rostliny obsahuje embryo, které má malý kořen a stonku; z vrcholu druhé, po klíčení, se začnou vyvíjet listy. Klíčení semen spočívá ve skutečnosti, že tato malá embryonální rostlina začíná růst a postupně se z ní stává velká dospělá rostlina. Vývoj embrya, jako každý jiný organismus, je založen na skutečnosti, že se jeho základní buňky množí. Tyto dělící se buňky tvoří špičku kořene a vrchol stopky v embryu; všechny kořeny budoucí rostliny pocházejí z několika buněk kořenového hrotu embrya, všechny nadzemní části rostliny (dokonce i u gigantických stromů) pocházejí z několika primárních buněk vrcholu embryonálního kmene.
Kvalita rostlin, které z nich rostou, závisí na kvalitě semen - nejen žito bude jistě růst ze semen žita, nikoli pšenice, ale dobrá žita vyroste ze semen dobré odrůdy žita a špatná žita vyroste ze semen špatného.
Jak jsme právě viděli, rostlina, která se vyvíjí ze semen, pochází z několika buněk embrya. Proto je zřejmé, že v těchto buňkách musí být obsaženy základy jeho kvalit. Tyto sklony - geny - jsou obsaženy v jádru buňky, přesněji v chromozomech - malých, několika tisícinách milimetru velkém, tělech, která se v jádru objevují pokaždé, když dojde k rozdělení, tj. Reprodukci buněk. Sada chromozomů tvoří aparát, pomocí kterého se přenášejí vlastnosti během vývoje organismu z jedné buněčné generace na druhou. Toto je aparát dědičnosti. Jakékoli rozdíly mezi rostlinami, které se přenášejí semeny, ať už je to barva květů, chuť ovoce nebo velikost výnosu, závisí na sklonech obsažených v chromozomech - genech, které se přenášejí s neměnnou správností během každého buněčného dělení na výsledné buňky. Proto všechny buňky, které tvoří organismus, obsahují stejné geny. Jednotlivé části organismu, například list, stonek, kořen, květina, se v rostlině navzájem liší, protože k jejich vývoji dochází za různých podmínek. Každá buňka, která se může množit - špička stonku nebo špička kořene embrya - obsahuje ve svém jádru stejnou sadu genů, jejichž vlastnosti ovlivňují charakter a kvalitu vyvíjející se rostliny.
Stálost těchto vlastností - „dědičnost“ - závisí na skutečnosti, že během každého buněčného dělení se nejen buňka dělí na polovinu, ale každá drobná částice chromozomu, každý gen se také dělí na dvě části a tvoří dva zcela identické chromozomy, dva zcela identické geny. Vlastnosti genů zůstávají nezměněny po tisíce a miliony let; známe mnoho rostlin, a to nejen
nezměnily se během historického období několika tisíc let, například od doby egyptských faraonů, ale zůstaly stejné jako jejich předkové, kteří žili před miliony let a nacházeli se ve starodávných ložiscích zemské kůry.
Semeno embrya je malá zásoba genů zděděných z rostliny, na které semeno dozrálo. Život se všemi jeho zvláštnostmi se skrývá v semenném plášti a • čeká na nepříznivé podmínky; jakmile přijde příznivý čas, začne vývoj, roste rostlina, jejíž vlastnosti budou záviset na kvalitě genů obsažených v buňkách embrya. Tyto vlastnosti se zachovávají nejen během klíčení semen, ale také v klidu, když semeno leží suché.
Ale co se stane s dědičnými tendencemi embrya obsaženého v semeni, jak plyne čas? Trvání tohoto období života rostliny je obvykle přísně definováno: dub roste tisíce let a žalud leží, aniž by vyklíčil, jen jednu zimu; Vrba také roste po mnoho let, ale její semena vyklíčí ihned po pádu na mokrou zem. Velmi zřídka zůstávají semena v přírodě, aniž by klíčila déle než 6-7 měsíců. Co se s nimi děje, pokud musí lhát, aniž by klíčily delší dobu? Zůstávají dědičné vlastnosti embrya nezměněny nebo se naopak mění s postupem času?
Každý samozřejmě ví, že neexistují žádná taková semena, která by si navždy zachovala schopnost klíčit - dříve nebo později ztratí klíčivost. Období, během kterého zůstávají semena životaschopná, se u různých rostlin velmi liší, například u žita je to mnohem méně než u pšenice, u semen vrby ztrácí klíčivost po několika dnech po zrání, semena indického lotosu zůstávají životaschopná po celé století nebo i více ... Taková dlouhá období by měla být považována za výjimečnou.
Klíčení semen se stanoví na speciálních stanicích kontroly semen a počítá se v procentech.Při hodnocení kvality semen je nejprve věnována pozornost procentu klíčivosti; čím nižší je, tím více semen musí být zaseto na stejnou plochu, aby se dosáhlo požadované hustoty rostlin.
 Příčina ztráty klíčení byla stále neznámá. Známe pouze podmínky, které ovlivňují zachování klíčení semen. Bylo tedy zjištěno, že vysoký obsah vlhkosti v semenech vede k rychlé ztrátě klíčivosti, zatímco v suchu naopak klíčení trvá déle. Semena žita v moskevské oblasti, kde je poměrně vlhko, často do třetího roku zcela ztratí klíčivost a v americkém státě Arizona, který má suché podnebí, vykazuje stejná žita dobré klíčení již desátý rok. Obzvláště rychle semena ztrácejí klíčivost v Japonsku kvůli velmi vlhkému podnebí. Ale i ve velmi suchém podnebí mohou semena díky své vlastní vlhkosti rychle ztratit klíčivost, například pokud nejsou po sklizni dostatečně vysušena, uložena ve vlhké místnosti atd.
Až donedávna se věřilo, že k žádným změnám v semenech, kromě jejich postupné ztráty klíčivosti, nedošlo. Všechny odrůdové vlastnosti - růst, rychlost vývoje, výnos, kvalita ovoce nebo zrna, požadavky na půdu, podnebí atd. - byly považovány za stabilní, nezničitelné, odolnější než život sám; zdálo se, že embryo zemře dříve, než se změní jeho dědičné vlastnosti.
Tato úžasná stabilita dědičných sklonů však není absolutní. Již více než třicet let je známo, že vlastnosti rostlin se mohou změnit: zasévají například pšenici bez awnů - a najednou na poli vyroste jedna nebo více trnitých rostlin; nebo se mezi plodinami najednou objeví žluté sazenice bez chlorofylu nebo se mezi rostlinami s červenými květy objeví bílé květy atd. Tyto změny jsou často dědičné a přenášejí se semeny na další generace; ze semen jedné vznikající trnité rostliny tedy dále rostou výlučně trnité rostliny. Takové vzácné změny - a skutečně se vyskytují zřídka, jednou za stovky tisíc a milionů rostlin - přenášené na potomky, se nazývají mutace. Jak bylo nyní prokázáno, jsou příčinou všech rozdílů mezi existujícími druhy živých bytostí: kdyby neexistovaly žádné mutace, nebyli bychom ani vy, ani já. Život na Zemi by pravděpodobně existoval v nějaké nejjednodušší formě.
Většina mutací je pro tělo škodlivá: v rostlině mutace velmi často vede k neplodnosti, různým nepravidelnostem a deformacím vývoje. Ale některé z mutací jsou prospěšné pro rostlinu nebo prospěšné pro člověka; po zachycení takových mutací vytvořil člověk mnoho druhů rostlin, které potřebuje. Je jasné, jak důležité by pro nás bylo naučit se zvládat mutace. Je také nutné je spravovat, abychom chránili naše cenné „odrůdy před výskytem zbytečných a škodlivých vlastností.
Příčiny mutací však stále nebyly známy; teprve v posledních 6-7 letech bylo prokázáno, že jejich počet může být značně zvýšen vnějšími vlivy na tělo, na buňky, které tělo vyvolávají. Nejsilnější účinek v tomto ohledu mají rentgenové paprsky, ozařování květů nebo zralých semen, které mohou stokrát zvýšit počet mutací, a proto velmi rychle vytvořit mnoho nových kvalit rostlin.
Co je příčinou mutací? Pisatel těchto řádků ji dlouho hledal. Před několika lety mi bylo jasné, že příčina mutací by měla úzce souviset se životními procesy probíhajícími v buňce a neměla by pocházet zvenčí, například v podobě rentgenových paprsků. Mutace jsou všudypřítomné, a proto jejich důvod musí být všudypřítomný. Celkově bylo snadnější předpokládat, že podmínky způsobující mutace jsou vytvářeny, jak již bylo řečeno, uvnitř buňky v důsledku životních procesů, které tam probíhají.
Jaké procesy se vyskytují v semenu, když leží, pomalu ztrácí svou klíčivost? Existuje opravdu jen ztráta klíčivosti nebo existují nějaké další změny ve vlastnostech embrya? Nedochází, když semeno leží, ke změnám dědičných vlastností v něm obsaženého embrya? Je pravda, že odrůdové vlastnosti zůstávají zcela nezměněny, když je embryo naživu?
Odborníci již dlouho věděli, že stará semena nerostou z čerstvých semen. Dlouhodobá pozorování nám ukázala totéž. Navíc, když jsme několik let pracovali na umělé produkci mutací ozařováním semen rentgenovým zářením, zjistili jsme, že sazenice získané z těchto semen mají velmi podobné vlastnosti jako rostliny vypěstované ze starých semen.
 Podrobné studie provedené v laboratoři cytogenetiky Biologického ústavu CEC pojmenované po V.I. K.A. Timiryazev v Moskvě objevil pozoruhodný fenomén: čím starší jsou semena, tím více mutací se získá mezi rostlinami z nich vypěstovanými. Objevuje se mnoho ošklivých rostlin, mnohé z nich jsou téměř nebo zcela sterilní, objevují se zcela nové odrůdy atd. Tyto údaje již byly testovány na mnoha druzích rostlin, včetně žita, kukuřice, ječmene, byly testovány nejen zde, ale také na okraj. Dalším důležitým objevem, k němuž došlo téměř současně v naší zemi a na základě naší první práce v Kanadě, bylo zjištění, že počet mutací závisí na teplotě a vlhkosti: čím teplejší je v místnosti, kde jsou semena skladována, nebo čím je vlhčí, tím více mutace se vyskytují v rostlinách.
Tyto mutace jsou vyjádřeny nejrůznějšími způsoby; většina z nich je jako vždy škodlivá. Pokud jsou semena velmi stará nebo leží v podmínkách příliš vysoké vlhkosti a tepla, pak mutace zcela narušují vývojový vývoj a semeno ztrácí klíčivost.
Úžasným, ale zcela srozumitelným rysem těchto mutovaných rostlin je, že jsou téměř vždy chiméry (toto je název pro rostliny sestávající z tkání různých dědičných vlastností; ve skutečnosti je každý naroubovaný strom, například ovocný strom, chimérou, protože se skládá z dědičných různých části - z divokých zvířat a kulturního potomstva). Proč je to tak, je snadné pochopit, pokud si pamatujeme, že rostlina se vyvíjí z několika buněk embrya: kořeny jsou tvořeny z apikálních buněk kořene a všechny vzdušné části vycházejí z několika buněk vrcholu stonku. Mutace se vždy vyskytují nezávisle v různých buňkách; proto mezi počátečními buňkami embrya spolu s mutantními buňkami téměř vždy zůstávají normální buňky a později se jedna část rostliny vyvíjí z mutantních buněk, druhá z normálních buněk. Ve vzácných případech se rostlina ukáže být složena z částí několika odrůd.
Nyní můžeme vyvodit několik závěrů velmi důležitého praktického významu. Za prvé, skladování semen znamená změnu. Stará semena jsou stará pouze ve věku - z hlediska jejich kvality jsou „nová“, protože nemusí růst stejné rostliny, ze kterých byly shromážděny. Proto, aby bylo možné co nejdříve najít nové vlastnosti rostlin, je nutné zasít stará semena. Zásoby semen skladované roky a desítky let na experimentálních stanicích mohou sloužit jako nejcennější zdroj pro vývoj nových odrůd rostlin. Na druhou stranu, při množení starých semen pro zemědělské plodiny riskujeme poškození odrůdy, protože většina mutací je škodlivá. Zadruhé, teplo a vlhkost, které urychlují výskyt mutací, lze použít k umělé produkci mutací. Tato metoda je nejen levná, jednoduchá a obecně dostupná, ale také lepší než ostatní, protože nevyžaduje umělé podmínky, jako jsou rentgenové paprsky. Kromě toho bude na rostlinu méně nepříznivých vedlejších účinků. Skladování semen v příliš horké místnosti nebo příliš mnoho vlhkosti však může způsobit, že jsou nevhodné pro zemědělské plodiny, i když se rychlost klíčení příliš nesníží.Obzvláště je třeba se bát samoohřívání obilí, při kterém působí současně teplo i vlhkost.
M. S. Navashin
Zajímavé: nejmenší rostlina
Nejmenší z kvetoucích rostlin - wolfia bez kořenů - patří do rodiny okřehek, žije na povrchu stojatých vodních ploch a pokrývá je hnědým filmem připomínajícím kávovou sedlinu. Průměr jednotlivé rostliny je zřídka větší než milimetr. Na rozdíl od větších druhů okřehku nemá vlk kořen, absorbuje potřebné látky celým povrchem ponořeným do vody. Rostlina také nemá listy, vše se skládá z krátkého "stonkového listu", ve speciální prohlubni, z níž vychází nová rostlina asi jednou denně. Celkový počet rostlin se za den zdvojnásobí. Kvetoucí wolfia je extrémně vzácná. Květina se nachází v horní části vyčnívající z vody a je prohlubní, ve které je umístěn jeden pestík a jedna tyčinka.
Wolffia může být nebezpečným plevelem v rýžových polích, ale kvůli své rychlé reprodukci je někdy speciálně chována k získání zelené hmoty bohaté na bílkoviny a sacharidy pro krmení hospodářských zvířat.
|
