Экспедиции
Вавилова часто называли охотником за растениями. Половина его жизни прошла в экспедициях, во время которых он побывал на пяти континентах. Совершил 180 экспедиций по Америке и Евразии, обогативших мировую науку и принесших ему лавры великого путешественника. Результатом экспедиций стала богатейшая коллекция культурных растений, достигшая в 40 годах 250 тысяч образцов и ставшая первым в мире генным банком. В экспедициях он летал, ездил, шагал и ползал по земле в поисках древних и необычных сортов культурных растений.
В первую свою экспедицию Вавилов отправился ещё в студенческие годы — в 1908 году путешествовал по Северному Кавказу и Закавказью. Основные задачи в экспедициях Николая Вавилова описаны в работе «Пять континентов». Где основным стержнем была эволюционная идея, направление внимания прежде всего в область начального образования видов, прослеживание расселения с возможно полным охватом каждого вида в его эволюции.
Карта Экспедиций Николая Вавилова
В 1924 году побывал в Нуристане, закрытой для европейцев провинции Афганистана. Этот высокогорный район был закрыт для посещения иностранцами, и учёный оказался первым, кто побывал там и подробно описал его географию и этнографические особенности. Всего путешественники одолели караванным путём порядка 5 тыс. км. Вышедшая книга «Земледельческий Афганистан», которую Вавилов написал в соавторстве с Дмитрием Букиничем, стала первым серьёзным трудом по географии и экономике страны. За эту работу исследователь получил Серебряную медаль имени Н. М. Пржевальского.
Зарубежные экспедиции в Средиземноморье, Африку и Индию невероятно обогатили коллекцию семян. В середине 1920-х годов побывал с экспедицией в Хивинском оазисе Узбекистана, а в и 1927 годах провел исследовательские работы в Алжире, Марокко, Сирии и Палестине. Вавилов изучал растительный мир Греции, юга Франции, объездил Испанию и Португалию. Пешие маршруты Вавилова и его группы составили 2 тысячи километров, а собранный материал насчитывал тысячи образцов.
В конце 1920-х и начале 1930-х годов посетил Японию, Китай и Южную Америку. После экспедиций вышла в свет его вторая важнейшая работа о центрах происхождения культурных растений, за которую присудили Премию имени В. И. Ленина.
В 1932 году вернулся в Америку с тем, чтобы ещё сильнее отшлифовать свою концепцию о центрах происхождения и разнообразия культурных растений. «Новый Свет характеризуется поразительной локализацией главных центров земледельческой культуры, — писал Вавилов. — Карликовые республики Центральной Америки: Коста-Рика и Сальвадор — по площади составляя 1/100 США, по числу видов превышают число видов всей Северной Америки: США вместе с Канадой и Аляской».
В двух обширных американских экспедициях и —1933 годов Вавилов изучил земледелие США, почти всех стран Центральной и Южной Америки. Он почти исчерпывающе использовал известную тогда литературу по заселению Америки, по древнейшим центральноамериканским и южноамериканским цивилизациям. Выделив два самостоятельных центра возникновения культурных растений — центральноамериканский и андийский, он показал огромное значение географического фактора в развитии земледельческой культуры именно в этих районах.
При установлении центров возникновения и расселения отдельных видов культурных растений он широко использовал материалы археологических раскопок. Данные, которые собрал Вавилов в Америке позволили ему дополнительно аргументировать свою теорию о возникновении земледелия в горных районах из неполивной культуры, о вторичном характере орошаемого земледелия . В 1934 году выезд за границу Вавилову запретили.
Вавилов Николай Иванович
(1887—1943)
Всю
удивительную жизнь этого человека можно назвать подвигом. Подвигом ученого были
его выдающиеся научные исследования, подвигом путешественника — его научные
экспедиции. Биолог и растениевод, генетик и агроном, географ и государственный
деятель, неутомимый исследователь и академик АН СССР и ВАСХНИЛ Николай Иванович
Вавилов всю свою жизнь отдал беззаветному служению Родине, организации
сельскохозяйственной науки.
Уже в годы
учебы в Московском сельскохозяйственном институте (ныне известная
«Тимирязевка») Вавилов провел свои первые студенческие исследования, за которые
был удостоен премии Московского политехнического музея. В 1916 г. Николай
Иванович отправляется в Северный Иран, а затем в Фергану и на Памир. Здесь он
собирает семена хлебных растений. Ученый ищет формы и сорта с полезными для
человека свойствами — рожь с крупными колосьями и зерном, пшеницу, которую не
поражают болезни. Это было первое из его путешествий по земному шару. Вавилов
собирал растительные богатства нашей планеты всю жизнь. Он собрал почти все,
что было создано человечеством за многовековую историю земледелия, обнаружил
диких предков многих культурных растений.
Николай
Иванович объездил пять континентов. Побывал более чем в 50 странах. Иран,
Афганистан, Алжир, Египет, Сирия, Эфиопия, Греция, Италия, Испания, Китай,
Япония, Корея, Мексика, Перу, Боливия, Бразилия, Куба… И отовсюду на родину
шли посылки с семенами и растениями. Десятки тысяч образцов! На полях
Всесоюзного института растениеводства под Ленинградом, на многих опытных
станциях в разных областях нашей страны эти семена высевали на делянках.
Выросшие из них растения изучали, отбирали лучшие. На их основе создавались высокоурожайные
сорта, которые внедрялись на колхозные и совхозные поля.
Живая коллекция
Вавилова и его последователей существует и сейчас. Она все время пополняется.
Селекционеры используют ее как исходный материал при выведении новых сортов.
Ученый предположил, что в старых районах земледелия можно найти множество
разнообразных форм культурных растений. Причем обязательно обнаружатся растения
с ценными свойствами, например засухоустойчивая неполегающая пшеница, сладкие
крупные дыни, крахмалистый картофель, высокобелковая фасоль, хлопчатник с
длинным и тонким волокном. Такие районы с удивительным разнообразием
растительных форм Вавилов назвал центрами происхождения культурных растений.
Отсюда началось их распространение в другие места.
Центры
происхождения культурных растений не единственное открытие Н. И. Вавилова.
Ученый разработал основы селекции растений — науки о выведении новых сортов.
Вавилов опубликовал около 300 научных работ по селекции, земледелию, географии,
организации сельского хозяйства. Много внимания Николай Иванович уделял
организации сельскохозяйственной науки. Он был первым президентом Всесоюзной
академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина. Под его руководством в
нашей стране возникли институты зернового хозяйства, картофельного хозяйства,
овощеводства, кормов, хлопководства и др. Николай Иванович любил повторять, что
жизнь коротка, нужно спешить. Можно с уверенностью сказать, что ученый не
потерял напрасно ни одного дня. Сделанного им хватило бы на несколько жизней.
За свой научный подвиг Н. И. Вавилов в 1926 г. был в числе первых советских
ученых удостоен премии имени В. И. Ленина.
В 1930-е гг.
Вавилов все больше внимания уделял развитию генетики — науки о законах
наследственности и изменчивости организмов. Советские биологи занимали в те
годы ведущее место в мировой науке. Но в конце 30х гг. Н. И. Вавилов был
несправедливо обвинен во вредительской деятельности против Советской власти, а
генетика объявлена лженаукой. В 1940 г. ученого незаконно арестовали, и в
январе 1943 г. он умер от болезней в Саратовской тюрьме. В 1955 г. честное имя
Н. И. Вавилова было восстановлено.
Доктрина иммунитета растений
Вавилов является основоположником учения об иммунитете растений, положившего начало изучению его генетической природы. Он считал, что устойчивость к паразитам развивалась в процессе эволюции растений в очагах их происхождения на фоне длительного (более тысячелетия) естественного заражения патогенами. По мнению Вавилова, если в результате эволюции растения приобрели гены устойчивости к патогенам — патогенам, последние приобрели способность инфицировать устойчивые сорта за счет появления новых физиологических рас. Таким образом, каждый сорт пшеницы может быть восприимчив к одним расам и невосприимчив к другим. Новые расы фитопатогенных микроорганизмов возникают в результате гибридизации, мутаций или гетерокариоза (разнообразия ядер) и других процессов.
Вавилов разделил иммунитет растений на структурный (механический) и химический. Механический иммунитет растений обусловлен морфологическими особенностями растения-хозяина, в частности, наличием защитных устройств, препятствующих проникновению болезнетворных микроорганизмов в организм растения. Химический иммунитет зависит от химических характеристик растения.
Закон гомологического ряда
Обработка обширного материала наблюдений и экспериментов, детальное изучение изменчивости многочисленных линнеевских видов (Linneons), огромное количество новых фактов, полученных в основном при изучении культурных растений и их диких сородичей, позволили Н.И. Вавилову свести воедино все Известны примеры параллельной изменчивости и сформулирован общий закон, который он назвал Законом гомологических рядов в наследственной изменчивости (1920 г.), о котором он доложил на Третьем Всероссийском съезде селекционеров, проходившем в Саратове. В 1921 г. Н.И. Вавилов был отправлен в Америку на Международный сельскохозяйственный конгресс, где выступил с докладом о законе гомологических рядов. Закон параллельной изменчивости близкородственных родов и видов, установленный Н.И. Вавиловым и связанный с общим происхождением, развивая эволюционное учение Чарльза Дарвина, получил признание мировой науки. Он был воспринят публикой как крупнейшее событие в мире биологической науки, открывающее широчайшие горизонты для практики.
Закон гомологических рядов, прежде всего, устанавливает основы систематики огромного разнообразия форм растений, которыми так богат органический мир, что позволяет селекционеру получить четкое представление о месте каждой, даже наименьшая систематическая единица в мире растений и позволяет судить о возможном разнообразии исходного материала для селекции.
Основные положения закона гомологических рядов заключаются в следующем.
Виды и роды, которые связаны генетически, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой точностью, что, зная количество форм в пределах одного вида, можно предвидеть обнаружение параллельных форм в других видах и родах. Чем ближе роды и линнеоны генетически расположены в общей системе, тем более полное сходство в ряду их изменчивости.
Целые семейства растений в целом характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящим через все роды и виды, составляющие семейство.
Даже на III Всероссийском селекционном съезде (Саратов, июнь 1920 г.), где Н.И. Вавилов первым доложил о своем открытии, все участники съезда признали, что как периодическая таблица (периодическая система) закон гомологические ряды позволят предсказать существование, свойства и строение еще неизвестных форм и видов растений и животных, а также высоко оценит научную и практическую значимость этого закона… Современные достижения молекулярной биологии клетки позволяют понять механизм существование гомологичной изменчивости у близкородственных организмов — на чем именно основано сходство будущих форм и видов с существующими — и на осмысленном синтезе новых форм растений, которые не встречаются в природе. Теперь в закон Вавилова вносится новое содержание, точно так же, как появление квантовой теории дало новое, более глубокое содержание периодической таблице Менделеева.
Создание Н.И. Вавилова современного учения о селекции
Систематическое изучение мировых растительных ресурсов важнейших культурных растений коренным образом изменило представление о сортовом и видовом составе даже таких хорошо изученных сельскохозяйственных культур, как пшеница, рожь, кукуруза, хлопок, горох, лен и картофель. Среди видов и многих разновидностей этих культурных растений, привезенных из экспедиций, почти половина были новыми, еще не известными науке. Открытие новых видов и сортов картофеля полностью изменило прежние представления об исходном материале для его селекции. На материале, собранном Н.И. Вавиловым и его сотрудниками, была основана вся селекция хлопчатника и построено освоение влажных субтропиков в СССР.
По результатам детального и многолетнего изучения сортового богатства, собранного экспедициями, составлены дифференциальные карты географического расположения сортов пшеницы, овса, ячменя, ржи, кукурузы, проса, льна, гороха, чечевицы, фасоли, фасоли. составлены нут, чурки, картофель и другие растения…. На этих картах можно было увидеть, где сосредоточено основное сортовое разнообразие названных растений, т.е. где нужно черпать исходный материал для отбора данной культуры. Даже для таких древних растений, как пшеница, ячмень, кукуруза и хлопок, которые давно распространились по земному шару, можно было с большой точностью установить основные ареалы первичного видового потенциала. Кроме того, обнаружено совпадение ареалов первичного морфогенеза у многих видов и даже родов. Географические исследования привели к созданию целой культурно независимой флоры, характерной для отдельных регионов.
Изучение мировых растительных ресурсов позволило Н.И. Вавилову полностью освоить исходный материал для селекционной работы в нашей стране, по-новому поставить и решить проблему исходного материала для генетических и селекционных исследований. Он разработал научные основы селекции: учение об исходном материале, ботанико-географическую основу знаний о растениях, методы селекции, основанные на экономических характеристиках, включая гибридизацию, инзухту и т
д., Важность отдаленной межвидовой и межродовой гибридизации. Все эти работы не утратили своего научного и практического значения и в настоящее время. . Ботанико-географическое изучение большого количества культурных растений привело к внутривидовой систематике культурных растений, в результате чего появились работы Н.И. Вавилова Линнеевские виды как система и Учение о происхождении культурных растений по Дарвину
Ботанико-географическое изучение большого количества культурных растений привело к внутривидовой систематике культурных растений, в результате чего появились работы Н.И. Вавилова Линнеевские виды как система и Учение о происхождении культурных растений по Дарвину.
Биография
Николай Вавилов родился 13 (26) ноября 1887 года на Средней Пресне, в Москве, в интеллигентной и образованной семье. Отец Николая был купец и общественный деятель, а мать родом из семьи художника. Семья Вавиловых была многодетной: у Николая Вавилова был младший брат и две сестры. Воспитанием детей занималась мать.
Брат Николая Вавилова, Сергей, стал известным физиком, который заложил основу советской школы физической оптики. Старшая сестра Николая Александра стала врачом, и занималась развитием в Москве санитарии и гигиены. Младшая сестра Лидия получила профессию микробиолога, но умерла от черной оспы, заразившись от больных во время эпидемии.
С детского возраста интересовался всем, что связано с землей. Уделял много внимания изучению культурных растений и созданию научных основ для развития землепользования. Сельскохозяйственный институт имени К. Тимирязева стал местом, где Вавилов получил высшее образование. После того, как он закончил обучение в 1911 году, он остался в ВУЗе, чтобы получить профессорское звание. Через два года после окончания института поехал в Англию, в Мертон. Там, в генетической лаборатории Института садоводства, он изучал иммунитет хлебных злаков. Научным руководителем Николая Вавилова стал известный генетик, профессор Уильям Бейтсон.
Профессорское звание Николай Вавилов получил в 29 лет в Саратовском университете. Темой одного из первых выступлений ученого были селекция и генетика, которым Николай Вавилов предсказывал ведущую роль в развитии сельского хозяйства.
В 1921 году Вавилов переехал в Петроград, где издал книгу «Полевые культуры Юго-Востока». В этой книге содержалась информация о культурных растениях Поволжья и Заволжья. В Петрограде Николай Вавилов стал руководителем Института опытной агрономии, а чуть позже Института прикладной ботаники и селекции. С 1930 года Николай Иванович руководил генетической лабораторией, на базе которой появился известный Институт генетики АН СССР.
В конце тридцатых годов XX века в стране были страшные репрессии советской власти, которые сломали судьбы и унесли жизни многих людей. Не обошли репрессии и ведущих ученых «Тимирязевки». Среди них были величайшие деятели науки: Александр Васильевич Чаянов, Николай Дмитриевич Кондратьев и Николай Иванович Вавилов.
На Вавилова был написан ложный донос, который стал причиной его ареста. Среди основных обвинений против ученого — вредительство, поддержка буржуазных организаций и политических групп, занимающих оппозицию. В 1941 году академик был осужден и приговорен к расстрелу, который позже был заменен двадцатилетнее заключение в тюрьме. Во время отбытия срока в саратовской тюрьме № 1, ученый продолжал работать над новой книгой. Умер зимой 1943 года в тюрьме от истощения и болезней.