Полиплоидия, ее значение в эволюции видов и истории культурных растений.

Полиплоидия – это явление изменения числа хромосом в клетке. Она возникает в следующих случаях: -Неравное расхождение хромосом к полюсам в анафазе. -Деление ядра без деления клетки. -Удвоение хромосом без их разделения в силу того, что центромеры утрачивают свойство взаимного отталкивания.

Организмы, у которых произошло умножение целых гаплоидных наборов, называют собственно полиплоидами или эуплоидами. Полиплоиды, у которых число хромосом не является кратным гаплоидному, называют гетероплоидами или анеуплоидами. Если организм имел n = 4 хромосомам, 2 n= 8, то тетраплоид имеет 16 хромосом. Если диплоид был гомозиготным, тетраплоид тоже будет гомозиготой. Если диплоид был гетерозиготным, тетраплоид – тоже гетерозиготный.

Полиплоидизация может возникнуть в результате митоза – это сомаическая полиплоидия. Если удвоение геномов происходит в первом делении зиготы – такая полиплоидия называется мейотической, и все клетки зародыша будут полиплоидными.

Г. Виклер (1916) впервые описал полиплоиды томатов и паслена. К настоящему времени установлено, что 1/3 всех покрытосеменных растений являются полиплоидами. Группа родственных видов, у которых наборы хромосом составляют ряд возрастающего кратного увеличения числа хромосом, называется полиплоидным рядом. Рассмотрим данную ниже таблицу.

Таблица 2.

Полиплоидные ряды у покрытосеменных растений

Соматическая полиплоидия распространена у всех видов, а зиготическая – главным образом у растений.

Человек давно использует полиплоидию для выведения высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений. Сначала это делалось бессознательно: просто размножали самые крупные экземпляры, дающие много зерна или же особо крупные плоды. С появлением генетики выяснилось, что такие гиганты – природные полиплоиды и, следовательно, их отбор – это выделение полиплоидного сорта из предкового, диплоидного вида. Тогда полиплоиды стали размножать.

Все факторы, влияющие на митоз и мейоз, могут вызвать полиплоидию: изменение температуры, влияние радиации, действие наркотиков, механические воздействия – пасынкование, декапитация (удаление точки роста стебля у растений). Особенно популярным является колхицин – алкалоид, выделяемый из растения безвременника осеннего – Colchicum autumnale. Колхицином обрабатывают точки роста растений или инъецируют его животным в водном растворе. Он парализует механизм расхождения хромосом к полюсам, но не препятствует их репродукции.

Также у растений встречается и другой, более редкий способ хромосомного видообразования – путем гибридизации с последующей полиплоидией.

Близкородственные виды часто различаются своими хромосомными наборами, и гибриды между ними получаются бесплодными вследствие нарушения процесса созревания половых клеток. Гибридные растения, тем не менее, могут существовать довольно продолжительное время, размножаясь вегетативно. Мутация полиплоидии «возвращает» гибридам способность к половому размножению. Именно таким образом – путем гибридизации терна и алычи с последующей полиплоидией – возникла культурная слива.

Полиплоидия используется селекционерами с целью получения межвидовых гибридов и их закрепления. Не секрет, что этот метод очень перспективен: у растений полиплоиды обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Эти растения лучше приспосабливаются и чаще выживают. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.

Контрольные вопросы:

1. Как объяснял происхождение растений А. Декандоль?

2. В чем достоинства и недостатки в учении А. Декандоля?

3. Объясните происхождение очагов культурных растений и животных согласно Ч. Дарвину?

4. Каковы основные очаги происхождения декоративных, лекарственных растений по Г. Краузу?

5. Что лежит в основе происхождения культурных растений по Н.И.

Вавилову?

6. Перечислите 8 основных очагов происхождения культурных растений по Н.И. Вавилову?

7. Дать определение понятию «полиморфизм»?

8. Приведите примеры полиморфизма?

9. Что такое полиплоидия? Приведите примеры полиплоидных растений?

Тема № 5 «Ритмы роста и развития растений»
Вопросы темы:

1. Понятие о росте живых организмов. Механизм роста. Тенденции роста.

2. Взаимосвязь роста и развития организмов.

3. Особенности роста и развития в условиях интродукции. Критерии приспособленности.

4. Стимуляторы роста.

5. Фотопериодизм.