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 È di grande importanza migliorare la qualità di quelle piante che vengono allevate per le nostre esigenze. Avendo iniziato, forse, con la semina semicasuale presso la sua capanna di caccia dei primi semi capitati, una persona già agli albori della sua storia culturale è alla ricerca di nuove piante; Appaiono piante gradualmente coltivate, che non differiscono in nulla o quasi dai loro antenati selvaggi, e quindi acquisiscono sempre più caratteristiche.
Nel corso del tempo, l'uomo ha creato attorno a sé una "vegetazione" molto speciale - un intero mondo artificiale di tali piante, che non sono in natura e non sono mai esistite.
Una delle caratteristiche più importanti delle piante coltivate è che per la maggior parte non possono esistere senza la cura umana per i loro semi. D'altra parte, una persona può utilizzare per i suoi bisogni solo quelle piante, i cui semi possono essere conservati per almeno diversi mesi, prima che inizi un momento favorevole per la semina.
L'uomo ha creato e continua a creare tali piante che sono particolarmente convenienti per i suoi scopi economici. Sta cercando varietà che non perdano i semi a maturità, al fine di evitare grandi perdite di raccolto. Ad esempio, in Mais i chicchi poggiano così saldamente sulla pannocchia che possono essere liberati da lì solo con la forza. Per una pianta selvatica, per la maggior parte, è benefico il contrario: seminare i suoi semi il più facilmente possibile. È facile capire che il mais non potrebbe esistere affatto allo stato brado: i chicchi rimasti ben appollaiati sulla pannocchia germoglierebbero tutti insieme quando la pannocchia cadeva su un terreno umido, ei germogli si incepperebbero a vicenda. Ma questo non basta, nella stragrande maggioranza dei casi i semi delle piante coltivate riescono a germogliare alla fine dell'estate, subito dopo la maturazione. E questo significa per loro la morte totale nelle condizioni del nostro clima: i delicati germogli della maggior parte delle specie vegetali, ovviamente, non sopportano il freddo invernale. Sotto la protezione dell'uomo, i semi svernano nelle sue stalle e vengono seminati solo per la primavera successiva. Esistono, è vero, piante invernali, ma sono una minoranza e non resistono all'inverno in ogni clima; nell'estremo nord, solo le piante primaverili a maturazione precoce possono sopravvivere. Questo è il motivo per cui la cultura dell'orzo, una pianta primaverile a maturazione precoce, si estende più a nord.
Ma affinché una pianta sia adatta alla cultura, deve avere semi che possono essere conservati a lungo senza perdere la loro germinazione. Pertanto, non importa quanto sia preziosa una pianta nelle sue qualità, è completamente inadatta alla cultura nelle nostre condizioni se i suoi semi non possono essere mantenuti vitali dalla raccolta alla semina. Infine, ci sono casi in cui i semi rimangono vitali, solo in condizioni artificialmente difficili da creare, ad esempio immagazzinando grandi masse di grano in acqua (riso selvatico).
 Qual è il significato della durata e del metodo di conservazione dei semi delle piante da essi ottenute?
Ricordiamo prima che cos'è un seme. Il seme di ogni pianta contiene al suo interno un embrione, che ha una minuscola radice e un picciolo; le foglie iniziano a svilupparsi dalla sommità di quest'ultima dopo la germinazione. La germinazione di un seme consiste nel fatto che questa piccola pianta embrionale inizia a crescere, sviluppandosi gradualmente in una grande pianta adulta. Lo sviluppo dell'embrione, come qualsiasi altro organismo, si basa sul fatto che le sue cellule costituenti si moltiplicano. Queste cellule in divisione costituiscono la punta della radice e l'apice del fusto nell'embrione; tutte le radici della futura pianta provengono da diverse cellule della punta della radice dell'embrione, tutte le parti fuori terra della pianta (anche in alberi giganteschi) provengono da diverse cellule primarie dell'apice del fusto embrionale.
La qualità delle piante che crescono da loro dipende dalla qualità dei semi: non solo la segale crescerà sicuramente dai semi di segale, non dal grano, ma la segale buona crescerà dai semi di una buona varietà di segale e dalla segale cattiva crescerà da i semi di uno cattivo.
Come abbiamo appena visto, una pianta che si sviluppa dai semi proviene da poche cellule dell'embrione. Pertanto, ovviamente, in queste celle devono essere contenute le caratteristiche delle sue qualità. Queste inclinazioni - i geni - sono contenute nel nucleo della cellula, più precisamente nei cromosomi - piccoli, di diversi millesimi di millimetro, corpi che compaiono nel nucleo ogni volta che c'è una divisione, cioè una moltiplicazione delle cellule. Un insieme di cromosomi costituisce un apparato mediante il quale gli ingredienti delle proprietà vengono trasmessi durante lo sviluppo di un organismo da una generazione cellulare all'altra. Questo è l'apparato dell'ereditarietà. Eventuali differenze tra le piante che si trasmettono attraverso i semi, sia che si tratti del colore dei fiori, del sapore del frutto o della dimensione della resa, dipendono dalle inclinazioni contenute nei cromosomi - geni che vengono trasmessi con immancabile correttezza durante ogni divisione cellulare in le cellule risultanti. Pertanto, tutte le cellule che compongono un organismo contengono gli stessi geni. Le singole parti dell'organismo, ad esempio una foglia, uno stelo, una radice, un fiore, differiscono tra loro in una pianta perché il loro sviluppo avviene in condizioni differenti. Ogni cellula in grado di riprodursi - la punta dello stelo o la punta della radice dell'embrione - contiene nel suo nucleo lo stesso insieme di geni, le cui proprietà influenzano il carattere e la qualità della pianta in via di sviluppo.
La costanza di queste proprietà - "eredità" - dipende dal fatto che durante ogni divisione cellulare, non solo la cellula si divide a metà, ma ogni minuscola particella del cromosoma, ogni gene si divide anche in due, formando due cromosomi completamente identici, due geni completamente identici. Le proprietà dei geni rimangono invariate per migliaia e milioni di anni; conosciamo molte piante che non solo
non sono cambiate in un periodo storico di diverse migliaia di anni, ad esempio, dai tempi dei faraoni egizi, ma sono rimaste le stesse dei loro antenati che vivevano milioni di anni fa e che si trovavano in antichi depositi della crosta terrestre.
Un embrione seme è una piccola riserva di geni ereditati dalla pianta su cui è maturato il seme. La vita con tutte le sue peculiarità si nasconde nel mantello del seme e • attende condizioni sfavorevoli; non appena arriva un momento favorevole, inizia lo sviluppo, cresce una pianta, le cui qualità dipenderanno dalla qualità dei geni contenuti nelle cellule dell'embrione. Queste qualità vengono preservate non solo durante la germinazione del seme, ma anche a riposo, quando il seme giace asciutto.
Ma cosa succede con il passare del tempo alle tendenze ereditarie dell'embrione contenuto nel seme? La durata di questo periodo di vita della pianta è generalmente ben definita: la quercia cresce per migliaia di anni e la ghianda giace, senza germogliare, un solo inverno; Anche il salice cresce per molti anni, ma i suoi semi germinano subito dopo essere caduti sul terreno bagnato. Molto raramente, i semi rimangono in natura senza germogliare per più di 6-7 mesi. Cosa ne viene fatto se devono mentire senza germogliare per periodi più lunghi? Le proprietà ereditarie dell'embrione rimangono inalterate o, al contrario, cambiano con il passare del tempo?
Tutti, ovviamente, sanno che non esistono semi di questo tipo che manterrebbero per sempre la capacità di germogliare - prima o poi perdono la loro germinazione. Il periodo durante il quale i semi rimangono vitali è molto diverso per le diverse piante, nella segale, ad esempio, è molto meno che nel grano, nei semi di salice perdono la germinazione dopo pochi giorni dalla maturazione, i semi di loto indiano rimangono vitali per un secolo o ancora di più ... Tali lunghi periodi dovrebbero tuttavia essere considerati eccezionali.
La germinazione dei semi viene determinata in apposite stazioni di controllo delle sementi e viene calcolata in percentuale.Nel valutare la qualità dei semi, prima di tutto, si presta attenzione alla percentuale di germinazione; più è basso, più semi devono essere seminati nella stessa area per ottenere la densità di pianta richiesta.
 La causa della perdita di germinazione era ancora sconosciuta. Conosciamo solo le condizioni che influenzano la conservazione della germinazione dei semi. Si è così riscontrato che l'elevato contenuto di umidità dei semi porta ad una rapida perdita di germinazione, mentre nella siccità, al contrario, la germinazione dura più a lungo. I semi di segale nella regione di Mosca, dove è piuttosto umido, spesso perdono completamente la loro germinazione entro il terzo anno, e nello stato americano dell'Arizona, che ha un clima secco, la stessa segale mostra una buona germinazione per il decimo anno. Soprattutto rapidamente i semi perdono la loro germinazione in Giappone a causa del clima molto umido. Ma anche in climi molto secchi, i semi possono perdere rapidamente la germinazione a causa della loro stessa umidità, ad esempio se non sono sufficientemente essiccati dopo la raccolta, impilati in una stanza umida, ecc.
Fino a tempi molto recenti si riteneva che non si verificassero cambiamenti nei semi, ad eccezione della loro graduale perdita di germinazione. Tutte le qualità varietali - crescita, velocità di sviluppo, resa, qualità del frutto o del grano, requisiti del suolo, clima, ecc. - erano considerate stabili, indistruttibili, più durevoli della vita stessa; sembrava che l'embrione morisse prima che le sue qualità ereditarie cambiassero.
Questa straordinaria stabilità delle inclinazioni ereditarie, tuttavia, non è assoluta. Da più di trent'anni si sa che le qualità delle piante possono cambiare: seminano, ad esempio, il grano senza sole - e all'improvviso sul campo crescono una o più piante spinose; oppure pianticelle gialle, prive di clorofilla, compaiono all'improvviso tra le semine, oppure compaiono quelle a fiore bianco tra le piante con fiori rossi, ecc. Tali mutamenti sono spesso ereditari, trasmessi attraverso i semi a generazioni successive; così, dai semi di una pianta spinosa emergente, crescono ulteriormente piante esclusivamente spinose. Tali cambiamenti rari - e si verificano davvero raramente, una volta su centinaia di migliaia e milioni di piante - che vengono trasmessi alla prole sono chiamati mutazioni. Come è stato ora dimostrato, sono la causa di tutte le differenze tra le specie esistenti di esseri viventi: se non ci fossero le mutazioni, non ci saremmo io e te. La vita sulla terra probabilmente esisterebbe in una forma più semplice.
La maggior parte delle mutazioni sono dannose per il corpo: in una pianta, una mutazione molto spesso porta alla sterilità, a varie irregolarità e deformità dello sviluppo. Ma alcune delle mutazioni sono benefiche per la pianta o benefiche per l'uomo; cogliendo tali mutazioni, l'uomo creò molte varietà di piante di cui aveva bisogno. È chiaro quanto sarebbe importante per noi imparare a gestire le mutazioni. È anche necessario gestirle per proteggere le nostre "preziose varietà" dall'apparenza di qualità inutili e dannose in esse.
Tuttavia, le cause delle mutazioni erano ancora sconosciute; solo negli ultimi 6-7 anni è stato dimostrato che il loro numero può essere notevolmente aumentato da influenze esterne sul corpo, sulle cellule che danno origine al corpo. L'effetto più forte in questo senso è esercitato dai raggi X, l'irradiazione di fiori o semi maturi con i quali può aumentare il numero di mutazioni di centinaia di volte, e quindi creare molto rapidamente molte nuove qualità di piante.
Qual è la causa delle mutazioni? L'autore di queste righe lo cerca da molto tempo. Diversi anni fa mi è diventato chiaro che la causa delle mutazioni dovrebbe essere strettamente correlata ai processi vitali che avvengono nella cellula e non provenire dall'esterno, sotto forma, ad esempio, di raggi X. Le mutazioni sono onnipresenti e quindi la ragione di esse deve essere onnipresente. Tutto sommato, era più facile presumere che le condizioni che causano le mutazioni si creino, come appena detto, all'interno della cellula a causa dei processi vitali che vi si svolgono.
Quali processi avvengono nel seme quando giace, perdendo lentamente la sua germinazione? C'è davvero solo una perdita di germinazione o ci sono altri cambiamenti nelle proprietà dell'embrione? Non si verificano, mentre il seme giace, cambiamenti nelle proprietà ereditarie dell'embrione in esso contenuto? È vero che le qualità varietali rimangono completamente invariate mentre l'embrione è vivo?
I praticanti sanno da tempo che i semi vecchi non crescono da semi freschi. Le osservazioni a lungo termine ci hanno mostrato la stessa cosa. Inoltre, dopo aver lavorato per diversi anni sulla produzione artificiale di mutazioni irradiando i semi con i raggi X, abbiamo notato che le piantine ottenute da tali semi sono molto simili nelle loro caratteristiche a quelle coltivate da semi vecchi.
 Studi dettagliati effettuati nel laboratorio di citogenetica dell'Istituto Biologico del CEC intitolato a V.I. KA Timiryazev a Mosca, ha scoperto un fenomeno notevole: più vecchi sono i semi, più mutazioni si ottengono tra le piante coltivate da loro. Compaiono molte piante brutte, molte sono quasi o completamente sterili, compaiono varietà completamente nuove, ecc. Questi dati sono già stati testati su molti tipi di piante, tra cui segale, mais, orzo, testati non solo qui, ma anche per il confine. Un'altra importante scoperta, fatta quasi contemporaneamente nel nostro Paese e, sulla base del nostro primo lavoro, in Canada, è stata la scoperta che il numero di mutazioni dipende dal calore e dall'umidità: più è caldo nella stanza in cui sono conservati i semi, o più è umido, più mutazioni avvengono nelle piante.
Queste mutazioni si esprimono nei modi più svariati; la maggior parte di loro, come sempre, sono dannosi. Se i semi sono molto vecchi o giacciono in condizioni di umidità e calore troppo elevati, le mutazioni interrompono completamente il corso dello sviluppo e il seme perde la germinazione.
Una caratteristica sorprendente, ma del tutto comprensibile di queste piante mutanti è che sono quasi sempre chimere (questo è il nome delle piante costituite da tessuti di varie qualità ereditarie; una chimera è, infatti, qualsiasi albero innestato, ad esempio un albero da frutto, perché consiste di parti diverse ereditarie - da ceppo selvatico e rampollo culturale). Perché è così, è facile capire se ricordiamo che una pianta si sviluppa da più cellule dell'embrione: le radici sono formate dalle cellule apicali della radice, e tutte le parti aeree derivano da diverse cellule dell'apice dello stelo . Le mutazioni si verificano sempre indipendentemente in cellule diverse; quindi, tra le cellule iniziali dell'embrione, insieme alle cellule mutanti, rimangono quasi sempre cellule normali, e successivamente una parte della pianta si sviluppa da cellule mutanti, l'altra da cellule normali. In rari casi, la pianta risulta essere composta da parti di diverse varietà.
Ora possiamo trarre diverse conclusioni di importanza pratica molto importante. In primo luogo, conservare i semi significa cambiare. I semi vecchi sono vecchi solo in età - in termini di qualità sono "nuovi", poiché potrebbero non crescere le stesse piante da cui sono stati raccolti. Pertanto, per trovare il prima possibile nuove qualità di piante, è necessario seminare semi vecchi. Le scorte di semi conservate nelle stazioni sperimentali per anni e decine di anni possono servire come fonte preziosa per lo sviluppo di nuove varietà di piante. D'altra parte, moltiplicando vecchi semi per colture economiche, rischiamo di rovinare la varietà, poiché la maggior parte delle mutazioni sono dannose. In secondo luogo, il calore e l'umidità, che accelerano la comparsa delle mutazioni, possono essere utilizzati per produrre artificialmente le mutazioni. Questo metodo non è solo economico, semplice e ampiamente disponibile, ma anche migliore di altri perché non richiede condizioni artificiali, come i raggi X. Inoltre, ci saranno meno effetti collaterali negativi sulla pianta. Ma conservare i semi in una stanza troppo calda o troppa umidità può renderli inadatti alle colture agricole, anche se il tasso di germinazione non diminuisce molto.È particolarmente necessario aver paura dell'autoriscaldamento del grano, in cui sia il calore che l'umidità agiscono contemporaneamente.
M. S. Navashin
Interessante: la pianta più piccola
La più piccola delle piante da fiore - la wolfia senza radici - appartiene alla famiglia delle lenticchie d'acqua, vive sulla superficie dei bacini stagnanti, coprendoli con una pellicola marrone che ricorda i fondi di caffè. Il diametro di una singola pianta è raramente superiore a un millimetro. A differenza delle specie di lenticchia d'acqua più grandi, la wolfia non ha una radice, assorbe le sostanze necessarie con l'intera superficie immersa nell'acqua. Neanche la pianta ha foglie, è tutta costituita da una corta "foglia-fusto", in una speciale depressione dalla quale germoglia una nuova pianta circa una volta al giorno. Il numero totale di piante raddoppia al giorno. La fioritura del wolfia è estremamente rara. Il fiore si trova nella parte superiore sporgente dall'acqua ed è una depressione in cui sono posti un pistillo e uno stame.
La Wolfia può essere un'erbaccia pericolosa nelle risaie, ma a causa della sua rapida riproduzione, a volte viene allevata appositamente per ottenere una massa verde ricca di proteine e carboidrati per l'alimentazione del bestiame.
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