|
 Poboljšanje kvalitete biljaka koje se uzgajaju za naše potrebe od velike je važnosti. Započevši, možda, s polu slučajnim sjetvom prvih sjemenki koje su joj došle u ruke u blizini njegove lovačke kolibe, osoba koja je već u osvit svoje kulturne povijesti traži nove biljke; Postupno se pojavljuju kultivirane biljke koje se po ničemu ili gotovo ničemu ne razlikuju od svojih divljih predaka, a zatim dobivaju sve više i više obilježja.
S vremenom je čovjek stvorio oko sebe sasvim posebnu "vegetaciju" - čitav umjetni svijet takvih biljaka, koje nisu u divljini i nikada nisu postojale.
Jedno od najvažnijih obilježja uzgajanih biljaka je da većinom ne mogu postojati bez ljudske brige za svoje sjeme. S druge strane, osoba za svoje potrebe može koristiti samo one biljke, čije se sjeme može sačuvati najmanje nekoliko mjeseci, prije početka povoljnog trenutka za sjetvu.
Čovjek je stvarao i nastavlja stvarati takve biljke koje su posebno prikladne za njegove ekonomske svrhe. On traži sorte koje ne tuširaju sjeme kad sazriju kako bi izbjegli velike gubitke žetve. Na primjer, u kukuruz zrna toliko čvrsto sjede na klipu da se odatle mogu osloboditi samo silom. Za divlju biljku, uglavnom je korisno upravo suprotno - što lakše sijanje njezinog sjemena. Lako je shvatiti da kukuruz uopće ne bi mogao postojati u divljini: zrna koja ostanu čvrsto smještena na klipu niknula bi zajedno kad bi klip pao na vlažno tlo, a klice bi se zaglavile. Ali to nije dovoljno, u ogromnoj većini slučajeva sjeme kultiviranih biljaka može klijati na kraju ljeta, ubrzo nakon sazrijevanja. A to za njih znači potpunu smrt u uvjetima naše klime: nježni izdanci većine biljnih vrsta, naravno, nisu mogli podnijeti zimsku hladnoću. Pod zaštitom čovjeka, sjeme prezimljuje u njegovim stajama i sije se samo iduće proljeće. Postoje, istina, zimske biljke, ali one su manjina i ne podnose zimu u svim klimatskim uvjetima; na krajnjem sjeveru mogu preživjeti samo rano sazrijevajuće proljetne biljke. Zato kultura ječma, rano sazrijevajuće proljetne biljke, ide najdalje na sjever.
No, da bi biljka bila prikladna za kulturu, mora imati sjeme koje se može dugo čuvati bez gubitka klijavosti. Stoga, bez obzira koliko je biljka vrijedna po svojim kvalitetama, ona je u našim uvjetima potpuno neprikladna za kulturu ako njezino sjeme ne može biti održivo od berbe do sjetve. Napokon, postoje slučajevi kada sjeme ostaje održivo, samo u uvjetima koje je umjetno teško stvoriti, na primjer, čuvajući velike mase žita u vodi (riža divlje vode).
 Koja je važnost trajanja i načina čuvanja sjemena biljaka dobivenih od njih?
Sjetimo se prvo što je sjeme. Sjeme svake biljke sadrži zametak koji ima sićušan korijen i stabljiku; lišće se počinje razvijati s vrha potonjeg nakon klijanja. Klijanje sjemena sastoji se u činjenici da ova mala embrionalna biljka počinje rasti, postupno se razvijajući u veliku odraslu biljku. Razvoj embrija, kao i bilo kojeg drugog organizma, temelji se na činjenici da se njegove sastavne stanice množe. Te stanice koje dijele čine vrh korijena i vrh stabljike u embriju; svi korijeni buduće biljke potječu iz nekoliko stanica vrška korijena embrija, svi nadzemni dijelovi biljke (čak i u gorostasnim stablima) potječu iz nekoliko primarnih stanica vrha embrionalne stabljike.
Kvaliteta biljaka koje rastu iz njih ovisi o kvaliteti sjemena - ne samo da će raž zasigurno rasti iz sjemenki raži, a ne i pšenica, već će dobra raž izrasti iz sjemena dobre sorte raži, a loša raž će rasti od sjemena lošeg.
Kao što smo upravo vidjeli, biljka koja se razvija iz sjemena dolazi iz nekoliko stanica embrija. Stoga, očito, u tim stanicama moraju biti sadržane njegove osobine. Te su sklonosti - geni - sadržane u jezgri stanice, točnije u kromosomima - malim, veličine nekoliko tisućinki milimetra, tijelima koja se u jezgri pojavljuju svaki put kad dođe do diobe, odnosno množenja stanica. Skup kromosoma čini aparat pomoću kojeg se svojstva prenose tijekom razvoja organizma s jedne stanične generacije na drugu. Ovo je aparat nasljedstva. Sve razlike između biljaka koje se prenose sjemenkama, bilo da je riječ o boji cvjetova, okusu ploda ili veličini uroda, ovise o sklonostima sadržanim u kromosomima - genima koji se s nepromjenjivom ispravnošću prenose tijekom svake diobe stanica u rezultirajuće Stanice. Stoga sve stanice koje čine organizam sadrže iste gene. Pojedini dijelovi organizma, na primjer, list, stabljika, korijen, cvijet, međusobno se razlikuju u biljci jer se njihov razvoj događa u različitim uvjetima. Svaka stanica koja se može razmnožavati - vrh stabljike ili vrh korijena embrija - sadrži u svojoj jezgri isti skup gena, čija svojstva utječu na karakter i kvalitetu biljke u razvoju.
Stalnost ovih svojstava - "nasljednost" - ovisi o činjenici da se tijekom svake diobe stanice ne samo da se stanica dijeli na pola, već se svaka sitna čestica kromosoma, svaki gen dijeli i na dva dijela, tvoreći dva potpuno identična kromosoma, dva potpuno identični geni. Svojstva gena ostaju nepromijenjena tisućama i milijunima godina; znamo mnoge biljke koje ne samo
nisu se mijenjale u povijesnom razdoblju od nekoliko tisuća godina, na primjer, od vremena egipatskih faraona, već su ostale iste kao i njihovi preci koji su živjeli prije milijune godina i nalazili se u drevnim naslagama zemljine kore.
Sjemeni zametak je mala zaliha gena naslijeđenih iz biljke na kojoj je sjeme sazrelo. Život se sa svim svojim osobinama krije u sjemenskoj ovojnici i • čeka nepovoljne uvjete; čim dođe povoljno vrijeme, započinje razvoj, raste biljka, čije će osobine ovisiti o kvaliteti gena sadržanih u stanicama embrija. Te se osobine čuvaju ne samo tijekom klijanja sjemena, već i u mirovanju, kada sjeme leži suho.
Ali što se događa s nasljednim tendencijama embrija sadržanih u sjemenu kako vrijeme prolazi? Trajanje ovog razdoblja biljnog života obično je strogo određeno: hrast raste tisućama godina, a žir leži, bez klijanja, samo jednu zimu; Vrba također raste dugi niz godina, ali njezino sjeme klija odmah nakon pada na mokro tlo. Vrlo rijetko sjeme ostaje u prirodi bez klijanja dulje od 6-7 mjeseci. Što se radi s njima ako moraju dulje ležati bez klijanja? Ostaju li nasljedna svojstva embrija nepromijenjena ili se, naprotiv, mijenjaju kako vrijeme prolazi?
Svi, naravno, znaju da ne postoje takva sjemena koja bi zauvijek zadržala sposobnost klijanja - prije ili kasnije izgube klijavost. Razdoblje tijekom kojeg sjeme ostaje održivo vrlo se razlikuje za različite biljke, primjerice u raži je puno manje nego u pšenici, u sjemenkama vrbe gubi klijavost nakon nekoliko dana nakon sazrijevanja, sjeme indijskog lotosa ostaje održivo stoljeće ili čak i više ... Ovako duge rokove treba smatrati, međutim, iznimnima.
Klijavost sjemena određuje se na posebnim stanicama za kontrolu sjemena i izračunava se kao postotak.Pri procjeni kakvoće sjemena prije svega se vodi računa o postotku klijavosti; što je niža, više sjemena mora biti posijano na istom području kako bi se dobila potrebna gustoća biljaka.
 Uzrok gubitka klijavosti još uvijek nije bio poznat. Poznati su nam samo uvjeti koji utječu na očuvanje klijavosti sjemena. Tako je utvrđeno da jak sadržaj vlage u sjemenkama dovodi do brzog gubitka klijavosti, dok na suhoći klijanje traje dulje. Sjeme raži u moskovskoj regiji, gdje je prilično vlažno, često potpuno izgubi klijavost do treće godine, a u američkoj državi Arizoni, koja ima suhu klimu, ista raž pokazuje dobru klijavost desetu godinu. Sjeme naročito brzo gubi klijavost u Japanu zbog vrlo vlažne tamošnje klime. Ali čak i u vrlo suhim klimatskim uvjetima, sjeme može brzo izgubiti klijavost zbog vlastite vlage, na primjer, ako nije dovoljno osušeno nakon berbe, složeno u vlažnoj sobi itd.
Do nedavno se vjerovalo da se nisu dogodile nikakve promjene na sjemenu, osim postupnog gubitka klijavosti. Sve sortne kvalitete - rast, brzina razvoja, prinos, kvaliteta ploda ili žitarica, zahtjevi za tlom, klimom itd. - smatrane su stabilnima, neuništivima, trajnijima od samog života; činilo se da embrij umire prije nego što se promijene njegove nasljedne osobine.
Ova nevjerojatna stabilnost nasljednih sklonosti, međutim, nije apsolutna. Više od trideset godina poznato je da se osobine biljaka mogu mijenjati: siju, na primjer, pšenicu bez prostirke - i odjednom na polju izraste jedna ili više spinoznih biljaka; ili se žute sadnice, lišene klorofila, iznenada pojave među sjetvom ili se bijelocvjetne pojave među biljkama s crvenim cvjetovima itd. Takve promjene često su nasljedne, prenose se kroz sjeme na daljnje generacije; tako iz sjemena jedne spinozne biljke u nastajanju rastu isključivo spinozne biljke. Takve rijetke promjene - a one se stvarno događaju rijetko, jednom u stotinama tisuća i milijunima biljaka - koje se prenose na potomstvo nazivaju se mutacijama. Kao što je sada dokazano, oni su uzrok svih razlika između postojećih vrsta živih bića: da nije bilo mutacija, ne bismo bili ni vi ni ja. Život na zemlji vjerojatno bi postojao u nekom najjednostavnijem obliku.
Većina mutacija štetna je za tijelo: u biljci mutacija vrlo često dovodi do neplodnosti, do raznih nepravilnosti i deformacija u razvoju. Ali neke su mutacije korisne za biljku ili korisne za ljude; pokupivši takve mutacije, čovjek je stvorio mnoge vrste biljaka koje su mu potrebne. Jasno je koliko bi nam bilo važno naučiti upravljati mutacijama. Također je potrebno njima upravljati kako bismo zaštitili naše vrijedne "sorte od pojave nepotrebnih i štetnih svojstava u njima.
Međutim, uzroci mutacija još uvijek nisu bili poznati; tek u posljednjih 6-7 godina dokazano je da se njihov broj može uvelike povećati vanjskim utjecajima na tijelo, na stanice koje rađaju tijelo. Najjači učinak u tom pogledu imaju rendgenske zrake, ozračivanje cvijeća ili zrelih sjemenki pomoću kojih se broj mutacija može povećati stotinama puta, pa stoga vrlo brzo stvaraju mnoge nove kvalitete biljaka.
Koji je uzrok mutacija? Pisac ovih redaka to je dugo tražio. Prije nekoliko godina postalo mi je jasno da bi uzrok mutacija trebao biti usko povezan sa životnim procesima koji se odvijaju u stanici, a ne da dolaze izvana, u obliku, na primjer, X-zraka. Mutacije su sveprisutne i stoga razlog za njih mora biti sveprisutan. Sve u svemu, bilo je lakše pretpostaviti da se uvjeti koji uzrokuju mutacije stvaraju, kao što je upravo rečeno, unutar stanice uslijed životnih procesa koji se tamo odvijaju.
Koji se procesi događaju u sjemenu kada leži, polako gubeći klijavost? Postoji li doista samo gubitak klijavosti ili postoje neke druge promjene u svojstvima embrija? Ne događaju li se, dok sjeme leži, promjene nasljednih svojstava embrija koji se u njemu nalaze? Je li istina da sortne kvalitete ostaju potpuno nepromijenjene dok je embrij živ?
Praktičari već odavno znaju da staro sjeme ne raste iz svježeg sjemena. Dugogodišnja promatranja pokazala su nam isto. Štoviše, radeći nekoliko godina na umjetnoj proizvodnji mutacija zračenjem sjemena X-zrakama, primijetili smo da su sadnice dobivene iz takvih sjemenki po svojim karakteristikama vrlo slične onima koje se uzgajaju iz starih sjemenki.
 Detaljne studije provedene u laboratoriju za citogenetiku Biološkog instituta CIK-a imena V.I. K.A.Timiryazev u Moskvi otkrio je izvanredan fenomen: što su sjemenke starije, to se više mutacija postiže među biljkama uzgojenim iz njih. Pojavljuju se mnoge ružne biljke, mnoge od njih su gotovo ili potpuno sterilne, pojavljuju se potpuno nove sorte itd. Ti su podaci već ispitani na mnogim vrstama biljaka, uključujući raž, kukuruz, ječam, testirani su ne samo ovdje, već i za granica. Još jedno važno otkriće, gotovo istodobno napravljeno u našoj zemlji, a na temelju našeg prvog rada u Kanadi, bilo je otkriće da broj mutacija ovisi o toplini i vlažnosti: što je toplije u sobi u kojoj je sjeme uskladišteno, ili što je vlažnije, to je više u biljkama se javljaju mutacije.
Te se mutacije izražavaju na najrazličitije načine; većina njih je, kao i uvijek, štetna. Ako su sjemenke vrlo stare ili leže u uvjetima previsoke vlage i topline, tada mutacije potpuno poremete tijek razvoja i sjeme gubi klijavost.
Nevjerojatna, ali potpuno razumljiva značajka ovih biljaka mutanata jest da su one gotovo uvijek himere (ovo je naziv za biljke koje se sastoje od tkiva različitih nasljednih kvaliteta; zapravo je svako cijepljeno drvo, na primjer voćka, himera, jer se sastoji od nasljednih različitih dijelovi - od divljeg fonda i kulturnih potomaka). Zašto je to tako, lako je shvatiti ako se sjetimo da se biljka razvija iz nekoliko stanica embrija: korijeni nastaju iz vršnih stanica korijena, a svi zračni dijelovi proizlaze iz nekoliko stanica vrha stabljike. Mutacije se uvijek javljaju neovisno u različitim stanicama; stoga među početnim stanicama embrija, zajedno s mutiranim stanicama, gotovo uvijek ostaju normalne stanice, a kasnije se jedan dio biljke razvija iz mutiranih stanica, drugi iz normalnih stanica. U rijetkim slučajevima ispada da je biljka sastavljena od dijelova nekoliko sorti.
Sada možemo izvući nekoliko zaključaka od vrlo važnog praktičnog značaja. Prvo, čuvanje sjemena znači promjenu. Staro sjeme staro je samo u starosti - po svojim kvalitetama je "novo", jer možda neće uzgajati iste biljke s kojih je sakupljeno. Stoga je, kako bi se što prije pronašle nove osobine biljaka, potrebno posijati staro sjeme. Zalihe sjemena koje se godinama i desecima čuvaju na pokusnim stanicama mogu poslužiti kao najcjenjeniji izvor za razvoj novih sorti biljaka. S druge strane, umnožavanjem starih sjemenki za poljoprivredne usjeve riskiramo pokvariti sortu, jer je većina mutacija štetna. Drugo, toplina i vlaga, koje ubrzavaju pojavu mutacija, mogu se koristiti za umjetno stvaranje mutacija. Ova metoda nije samo jeftina, jednostavna i općenito dostupna, već je i bolja od ostalih jer ne zahtijeva umjetne uvjete, poput X-zraka. Uz to, bit će manje štetnih nuspojava na biljku. No čuvanje sjemena u prevrućoj sobi ili previše vlage može ih učiniti neprikladnima za poljoprivredne usjeve, čak i ako se klijavost ne značajno smanji.Posebno se treba bojati samozagrijavanja zrna, u kojem istodobno djeluju i toplina i vlaga.
M. S. Navašin
Zanimljivo: najmanja biljka
Najmanja cvjetnica - vučica bez korijena - pripada obitelji duckweed, živi na površini stajaćih vodnih tijela, prekrivajući ih smeđim filmom nalik talogu kave. Promjer pojedine biljke rijetko je veći od milimetra. Za razliku od većih vrsta duckweeda, vučica nema korijen, apsorbira potrebne tvari cijelom površinom uronjenom u vodu. Biljka nema ni lišće, sve se sastoji od kratkog "stabljikastog lista", u posebnoj depresiji od koje nova biljka pupa otprilike jednom dnevno. Ukupan broj biljaka udvostručuje se dnevno. Cvjetajuća vučica izuzetno je rijetka. Cvijet se nalazi u gornjem dijelu koji viri iz vode i predstavlja udubljenje u koje se stavlja jedan tučak i jedna prašnica.
Wolffia može biti opasan korov na poljima riže, ali zbog svoje brze reprodukcije ponekad se posebno uzgaja za dobivanje zelene mase bogate proteinima i ugljikohidratima za stočnu hranu.
|
