|
 L'amélioration de la qualité des plantes sélectionnées pour nos besoins est d'une grande importance. Ayant commencé, peut-être, par semis semi-aléatoire près de sa case de chasse des premières graines qui lui sont venues, une personne déjà à l'aube de son histoire culturelle est à la recherche de nouvelles plantes; Peu à peu, des plantes cultivées apparaissent, qui ne diffèrent en rien ou presque rien de leurs ancêtres sauvages, puis acquièrent de plus en plus de traits.
Au fil du temps, l'homme a créé autour de lui une «végétation» très spéciale - tout un monde artificiel de telles plantes, qui ne sont pas à l'état sauvage et n'ont jamais existé.
L'une des caractéristiques les plus importantes des plantes cultivées est que, pour la plupart, elles ne peuvent exister sans le soin humain de leurs graines. D'autre part, une personne ne peut utiliser pour ses besoins que les plantes dont les graines peuvent survivre au moins plusieurs mois, avant le début d'un moment favorable pour le semis.
L'homme a créé et continue de créer de telles plantes qui conviennent particulièrement à ses besoins économiques. Il recherche des variétés qui ne répandent pas leurs graines à maturité, afin d'éviter de grosses pertes de récolte. Par exemple, dans blé les grains reposent si fermement sur l'épi qu'ils ne peuvent en être libérés que par la force. Pour une plante sauvage, pour la plupart, le contraire est bénéfique: semer ses graines aussi facilement que possible. Il est facile de comprendre que le maïs ne pouvait pas du tout exister à l'état sauvage: les grains restant bien perchés sur l'épi germeraient tous ensemble lorsque l'épi tombait sur un sol humide, et les pousses se coinceraient. Mais cela ne suffit pas, dans la très grande majorité des cas, les graines des plantes cultivées sont capables de germer à la fin de l'été, peu après la maturation. Et cela signifie pour eux la mort totale dans les conditions de notre climat: les pousses délicates de la plupart des espèces végétales, bien sûr, ne pouvaient pas supporter le froid hivernal. Sous la protection de l'homme, les graines hivernent dans ses granges et ne sont semées que pour le printemps suivant. Il y a, il est vrai, des plantes d'hiver, mais elles sont minoritaires et elles ne survivent pas à l'hiver sous tous les climats; dans l'extrême nord, seules les plantes printanières à maturation précoce peuvent survivre. C'est pourquoi la culture de l'orge, plante printanière à maturation précoce, va le plus au nord.
Mais pour qu'une plante se prête à la culture, elle doit avoir des graines qui peuvent être conservées longtemps sans perdre leur germination. Par conséquent, quelle que soit la valeur d'une plante dans ses qualités, elle est totalement impropre à la culture dans nos conditions si ses graines ne peuvent pas être maintenues viables de la récolte au semis. Enfin, il existe des cas où les graines restent viables, uniquement dans des conditions artificiellement difficiles à créer, par exemple en stockant de grandes masses de céréales dans l'eau (riz sauvage).
 Quelle est la signification de la durée et du mode de stockage des graines des plantes obtenues à partir d'elles?
Rappelons d'abord ce qu'est une graine. La graine de chaque plante contient un embryon, qui a une racine et une tige minuscules; les feuilles commencent à se développer à partir du sommet de ce dernier après la germination. La germination d'une graine consiste dans le fait que cette petite plante embryonnaire commence à se développer, se développant progressivement en une grande plante adulte. Le développement de l'embryon, comme celui de tout autre organisme, repose sur le fait que ses cellules constitutives se multiplient. Ces cellules en division constituent la pointe de la racine et le sommet de la tige de l'embryon; toutes les racines de la future plante proviennent de plusieurs cellules de la pointe de la racine de l'embryon, toutes les parties aériennes de la plante (même dans les arbres gigantesques) proviennent de plusieurs cellules primaires de l'apex de la tige embryonnaire.
La qualité des plantes qui en poussent dépend de la qualité des graines - non seulement le seigle poussera certainement à partir de graines de seigle, et non de blé, mais un bon seigle poussera à partir des graines d'une bonne variété de seigle, et le mauvais seigle poussera à partir des graines d'un mauvais.
Comme nous venons de le voir, une plante qui se développe à partir de graines provient de quelques cellules de l'embryon. Par conséquent, évidemment, l'étoffe de ses qualités doit être contenue dans ces cellules. Ces inclinaisons - les gènes - sont contenues dans le noyau de la cellule, plus précisément dans les chromosomes - petits, plusieurs millièmes de millimètre de taille, des corps qui apparaissent dans le noyau à chaque fois qu'il y a division, c'est-à-dire multiplication de cellules. L'ensemble des chromosomes constitue l'appareil à l'aide duquel les propriétés des propriétés sont transmises au cours du développement de l'organisme d'une génération cellulaire à une autre. C'est l'appareil de l'hérédité. Toutes les différences entre les plantes transmises par les graines, que ce soit la couleur des fleurs, le goût du fruit ou la taille du rendement, dépendent des inclinaisons contenues dans les chromosomes - des gènes qui sont transmis avec une exactitude invariable lors de chaque division cellulaire dans les cellules résultantes. Par conséquent, toutes les cellules qui composent un organisme contiennent les mêmes gènes. Les parties individuelles de l'organisme, par exemple une feuille, une tige, une racine, une fleur, diffèrent les unes des autres dans une plante car leur développement se produit dans des conditions différentes. Chaque cellule qui peut se reproduire - la pointe de la tige ou la pointe de la racine de l'embryon - contient dans son noyau le même ensemble de gènes, dont les propriétés affectent le caractère et la qualité de la plante en développement.
La constance de ces propriétés - «hérédité» - dépend du fait que lors de chaque division cellulaire, non seulement la cellule se divise en deux, mais chaque minuscule particule du chromosome, chaque gène se divise également en deux, formant deux chromosomes complètement identiques, deux gènes complètement identiques. Les propriétés des gènes restent inchangées pendant des milliers et des millions d'années; nous connaissons de nombreuses plantes qui non seulement
n'ont pas changé sur une période historique de plusieurs milliers d'années, par exemple, depuis l'époque des pharaons égyptiens, mais sont restés les mêmes que leurs ancêtres qui ont vécu il y a des millions d'années et ont trouvé dans d'anciens dépôts de la croûte terrestre.
Un embryon de graine est une petite réserve de gènes hérités de la plante sur laquelle la graine a mûri. La vie, avec toutes ses particularités, se cache dans le tégument et attend les conditions défavorables; dès qu'un moment favorable arrive, le développement commence, une plante pousse, dont les qualités dépendront de la qualité des gènes contenus dans les cellules de l'embryon. Ces qualités sont préservées non seulement pendant la germination des graines, mais également au repos, lorsque la graine est sèche.
Mais qu'arrive-t-il aux tendances héréditaires de l'embryon contenu dans la graine au fil du temps? La durée de cette période de vie de la plante est généralement strictement définie: le chêne pousse pendant des milliers d'années et le gland ne germe, sans germer, qu'un hiver; Le saule pousse également pendant de nombreuses années, mais ses graines germent immédiatement après être tombées sur un sol humide. Très rarement, les graines restent dans la nature sans germer pendant plus de 6 à 7 mois. Que fait-on d'eux s'ils doivent mentir sans germer pendant de plus longues périodes? Les propriétés héréditaires de l'embryon restent-elles inchangées ou, au contraire, changent-elles avec le temps?
Tout le monde, bien sûr, sait qu'il n'existe pas de telles graines qui conserveraient à jamais la capacité de germer - tôt ou tard, elles perdent leur germination. La période pendant laquelle les graines restent viables est très différente pour différentes plantes, dans le seigle par exemple, elle est beaucoup moins que dans le blé, chez les graines de saule perdent la germination après quelques jours après la maturation, les graines de lotus indien restent viables pendant un siècle voire plus ... Ces longues périodes doivent cependant être considérées comme exceptionnelles.
La germination des semences est déterminée dans des stations spéciales de contrôle des semences et est calculée en pourcentage.Lors de l'évaluation de la qualité des semences, tout d'abord, une attention particulière est accordée au pourcentage de germination; plus il est bas, plus il faut semer de graines dans la même zone pour obtenir la densité végétale requise.
 La cause de la perte de germination était encore inconnue. Nous ne connaissons que les conditions qui affectent la préservation de la germination des graines. Il a donc été constaté qu'une forte teneur en humidité des graines entraîne une perte rapide de germination, tandis que dans la sécheresse, au contraire, la germination dure plus longtemps. Les graines de seigle dans la région de Moscou, où elle est plutôt humide, perdent souvent complètement leur germination dès la troisième année, et dans l'état américain de l'Arizona, qui a un climat sec, le même seigle montre une bonne germination pour la dixième année. Les graines perdent particulièrement rapidement leur germination au Japon en raison du climat très humide qui y règne. Mais même dans les climats très secs, les graines peuvent rapidement perdre la germination en raison de leur propre humidité, par exemple, si elles ne sont pas suffisamment séchées après la récolte, empilées dans une pièce humide, etc.
Jusqu'à très récemment, on pensait qu'aucun changement dans les graines, à l'exception de leur perte graduelle de germination, ne s'était produit. Toutes les qualités variétales - croissance, taux de développement, rendement, qualité du fruit ou du grain, exigences du sol, du climat, etc. - étaient considérées comme stables, indestructibles, plus durables que la vie elle-même; il semble que l'embryon meurt avant que ses qualités héréditaires ne changent.
Cette étonnante stabilité des inclinations héréditaires n'est cependant pas absolue. Depuis plus de trente ans, on sait que les qualités des plantes peuvent changer: elles sèment, par exemple, du blé sans arête - et soudain une ou plusieurs plantes épineuses poussent dans le champ; ou des semis jaunes, dépourvus de chlorophylle, apparaissent soudainement parmi les semis, ou des plants à fleurs blanches apparaissent parmi les plantes à fleurs rouges, etc. Ces changements sont souvent héréditaires, transmis par les graines à des générations ultérieures; ainsi, à partir des graines d'une plante épineuse émergente, les plantes exclusivement épineuses poussent davantage. Ces changements rares - et ils se produisent vraiment rarement, une fois sur des centaines de milliers et des millions de plantes - qui sont transmis à la progéniture sont appelés mutations. Comme cela a été maintenant prouvé, ils sont la cause de toutes les différences entre les espèces d'êtres vivants existantes: s'il n'y avait pas de mutations, il n'y aurait pas de vous et moi. La vie sur terre existerait probablement sous une forme la plus simple.
La plupart des mutations sont néfastes pour l'organisme: dans une plante, une mutation conduit très souvent à l'infertilité, à diverses irrégularités et déformations de développement. Mais certaines des mutations sont bénéfiques pour la plante ou bénéfiques pour l'homme; ramassant de telles mutations, l'homme a créé de nombreuses variétés de plantes dont il avait besoin. Il est clair combien il serait important pour nous d'apprendre à gérer les mutations. Il est également nécessaire de les gérer afin de protéger nos précieuses "variétés" de l'apparition de qualités inutiles et nuisibles en elles.
Cependant, les causes des mutations étaient encore inconnues; ce n'est qu'au cours des 6-7 dernières années qu'il a été prouvé que leur nombre peut être considérablement augmenté par des influences extérieures sur le corps, sur les cellules qui donnent naissance au corps. L'effet le plus fort à cet égard est exercé par les rayons X, l'irradiation des fleurs ou des graines mûres avec lesquelles peuvent multiplier par centaines le nombre de mutations, et donc très rapidement créer de nombreuses nouvelles qualités de plantes.
Quelle est la cause des mutations? L'auteur de ces lignes le recherche depuis longtemps. Il m'est apparu il y a plusieurs années que la cause des mutations devait être étroitement liée aux processus vitaux se déroulant dans la cellule, et non venir de l'extérieur, sous la forme, par exemple, de rayons X. Les mutations sont omniprésentes et, par conséquent, leur raison doit être omniprésente. Dans l'ensemble, il était plus facile de supposer que les conditions provoquant des mutations sont créées, comme je viens de le dire, à l'intérieur de la cellule en raison des processus de vie qui s'y déroulent.
Quels processus se produisent dans la graine lorsqu'elle ment, perdant lentement sa germination? N'y a-t-il vraiment qu'une perte de germination ou y a-t-il d'autres changements dans les propriétés de l'embryon? Ne se produit-il pas, pendant que la graine est couchée, des changements dans les propriétés héréditaires de l'embryon qu'il contient? Est-il vrai que les qualités variétales restent totalement inchangées tant que l'embryon est vivant?
Les pratiquants savent depuis longtemps que les vieilles graines ne poussent pas à partir de graines fraîches. Les observations à long terme nous ont montré la même chose. De plus, après avoir travaillé pendant plusieurs années sur la production artificielle de mutations par irradiation de semences aux rayons X, nous avons remarqué que les plants obtenus à partir de telles semences sont très similaires dans leurs caractéristiques à ceux issus de semences anciennes.
 Des études détaillées réalisées dans le laboratoire de cytogénétique de l'Institut de Biologie de la CIK du nom de V.I. K.A. Timiryazev à Moscou, a découvert un phénomène remarquable: plus les graines sont âgées, plus il y a de mutations parmi les plantes qui en sont issues. De nombreuses plantes laides apparaissent, beaucoup d'entre elles sont presque ou complètement stériles, des variétés complètement nouvelles apparaissent, etc. Ces données ont déjà été testées sur de nombreux types de plantes, y compris le seigle, le maïs, l'orge, testées non seulement ici, mais aussi pour frontière. Une autre découverte importante, faite presque simultanément dans notre pays et, sur la base de nos premiers travaux, au Canada, a été la découverte que le nombre de mutations dépend de la chaleur et de l'humidité: plus il fait chaud dans la pièce où sont stockées les graines, ou plus il est humide, plus il fait chaud. des mutations se produisent dans les plantes.
Ces mutations sont exprimées de la manière la plus variée; la plupart d'entre eux, comme toujours, sont nuisibles. Si les graines sont très vieilles ou pondent dans des conditions d'humidité et de chaleur trop élevées, les mutations perturbent complètement le cours du développement et la graine perd sa germination.
Une caractéristique étonnante mais tout à fait compréhensible de ces plantes mutantes est qu'elles sont presque toujours des chimères (c'est le nom des plantes constituées de tissus de diverses qualités héréditaires; en fait, tout arbre greffé, par exemple un arbre fruitier, est une chimère, car il se compose de différents héréditaires parties - de stock sauvage et de rejeton culturel). Pourquoi il en est ainsi est facile à comprendre si l'on se souvient qu'une plante se développe à partir de plusieurs cellules de l'embryon: les racines sont formées à partir des cellules apicales de la racine, et toutes les parties aériennes proviennent de plusieurs cellules de l'apex de la tige. Les mutations se produisent toujours indépendamment dans différentes cellules; par conséquent, parmi les cellules initiales de l'embryon, avec les cellules mutantes, les cellules normales restent presque toujours, et plus tard une partie de la plante se développe à partir de cellules mutantes, l'autre à partir de cellules normales. Dans de rares cas, la plante se révèle être composée de parties de plusieurs variétés.
Nous pouvons maintenant tirer plusieurs conclusions d'une importance pratique très importante. Premièrement, stocker les graines signifie changer. Les vieilles graines ne sont vieilles qu'en âge - en termes de qualités, elles sont «nouvelles», car elles ne peuvent pas pousser les mêmes plantes dont elles ont été récoltées. Par conséquent, afin de trouver le plus tôt possible de nouvelles qualités de plantes, il est nécessaire de semer de vieilles graines. Les stocks de semences stockés dans les stations expérimentales pendant des années et des dizaines d'années peuvent constituer une source très précieuse pour le développement de nouvelles variétés de plantes. En revanche, en multipliant les vieilles semences pour les cultures agricoles, on risque de gâcher la variété, car la plupart des mutations sont néfastes. Deuxièmement, la chaleur et l'humidité, qui accélèrent l'apparition de mutations, peuvent être utilisées pour produire artificiellement des mutations. Cette méthode est non seulement bon marché, simple et largement disponible, mais également meilleure que d'autres car elle ne nécessite pas de conditions artificielles, telles que les rayons X. De plus, il y aura moins d'effets secondaires indésirables sur la plante. Mais stocker les graines dans une pièce trop chaude ou trop humide peut les rendre impropres aux cultures agricoles, même si le taux de germination ne diminue pas de manière significative.Il est particulièrement nécessaire d'avoir peur de l'auto-échauffement du grain, dans lequel la chaleur et l'humidité agissent simultanément.
M. S. Navashin
Intéressant: la plus petite plante
La plus petite des plantes à fleurs - la wolfia sans racines - appartient à la famille des lentilles d'eau, vit à la surface des plans d'eau stagnants, les recouvrant d'une pellicule brune ressemblant à du marc de café. Le diamètre d'une plante individuelle est rarement supérieur à un millimètre. Contrairement aux grandes espèces de lentilles d'eau, la wolfia n'a pas de racine, elle absorbe les substances nécessaires avec toute la surface immergée dans l'eau. La plante n'a pas non plus de feuilles, elle consiste en une courte "tige-feuille", dans une dépression spéciale dont une nouvelle plante bourgeonne environ une fois par jour. Le nombre total de plantes double par jour. La floraison des loups est extrêmement rare. La fleur est située dans la partie supérieure dépassant de l'eau et est une dépression dans laquelle un pistil et une étamine sont placés.
Le Wolffia peut être une mauvaise herbe dangereuse dans les rizières, mais en raison de sa reproduction rapide, il est parfois spécialement élevé pour obtenir une masse verte riche en protéines et en glucides pour l'alimentation du bétail.
|
