Вавилов и закон гомологических рядов

Биология и медицина

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости

Одни и те же мутации в популяциях данного вида появляются с определенной частотой. Это свидетельствует о том, что всякий генотип имеет хотя и большие, но вполне конкретные возможности мутационных изменений — спектр изменчивости , т.е. изменчивость не безгранична. Эта идея лежит в основе закона гомологических рядов в наследственной изменчивости, сформулированного Н.И.Вавиловым (1887-1943) в 1920 г.

Согласно этому закону, генетически близкие виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд мутаций в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных мутаций у других близкородственных видов ( табл. 5 ). Так, например, пшеницы распадаются на несколько групп видов (твердая, мягкая, однозернянка и др.). В каждой из этих групп встречаются озимые и яровые формы; красноколосные и белоколосные; остистые, полуостистые и безостые; краснозерные и белозерные ( рис. 22 ). Сходные формы наблюдаются и среди других родов злаковых — у овсов, ячменей, ржи.

Гомологичные мутации могут закрепиться у разных видов. Обнаружив у одного вида серию форм А, В, С, D, а у близкого вида формы A1, B1, F1, W1, мы вправе предположить существование еще не открытых форм С1, D1.

Закон гомологических рядов Н.И. Вавилова можно сравнить с периодическим законом Менделеева. Как периодический закон Менделеева позволил открыть и предсказать свойства еще не известных элементов, так и закон гомологических рядов дал возможность предвидеть мутационные изменения, т.е. в какой-то степени предсказывать эволюцию.

Причина гомологических мутаций — общность происхождения генотипов, наличие сходных генов у родственных организмов.

Закон гомологических рядов Вавилова

Важным теоретическим обобщением исследований Н. И. Вавилова является разработанное им учение о гомологических рядах. Согласно сформулированному им закону гомологических рядов наследственной изменчивости, не только близкие в генетическом отношении виды, но и роды растений образуют гомологические ряды форм, т. е. в генетической изменчивости видов и родов существует определенный параллелизм. Близкие виды благодаря большому сходству их генотипов (почти одинаковому набору генов) обладают сходной наследственной изменчивостью. Если все известные вариации признаков у хорошо изученного вида расположить в определенном порядке, то и у других родственных видов можно обнаружить почти все те же вариации изменчивости признаков. Например, приблизительно одинакова изменчивость остистости колоса у мягкой, твердой пшеницы и ячменя.

Трактовка Н.И.Вавилова. Виды и роды генетически близкие характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости, с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе родство, тем полнее сходство в рядах изменчивости.


Фото: Leo Viëtor

Современная трактовка закона

Родственные виды, роды, семейства обладают гомологичными генами и порядками генов в хромосомах, сходство которых тем полнее, чем эволюционно ближе сравниваемые таксоны. Гомология генов у родственных видов проявляется в сходстве рядов их наследственной изменчивости (1987 г.).

1. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости позволяет находить нужные признаки и варианты в почти бесконечном многообразии форм различных видов как культурных растений и домашних животных, так и их диких родичей.

2. Он дает возможность успешно осуществлять поиск новых сортов культурных растений и пород домашних животных с теми или иными требуемыми признаками. В этом заключается огромное практическое значение закона для растениеводства, животноводства и селекции.

3. Его роль в географии культурных растений сопоставима с ролью Периодической системы элементов Д. И. Менделеева в химии. Применяя закон гомологических рядов, можно установить центр происхождения растений по родственным видам со сходными признаками и формами, которые развиваются, вероятно, в одной и той же географической и экологической обстановке.

Закон рядов Вавилова

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова. Первым наиболее серьезным исследованием мутаций была работа Н.И.Вавилова по установлению параллелизма в наследственной изменчивости у видов растений, принадлежащих близким таксонам.

На базе обширных исследований морфологии различных рас растительного мира Вавилов в 1920 г. пришел к выводу, что, несмотря на резко выраженное разнообразие (полимофизм) многих видов, можно заметить ряд закономерностей в их изменчивости. Если взять для примера семейство злаков и рассмотреть варьирование некоторых признаков, то окажется, что одинаковые отклонения присущи всем видам.

Закон Вавилова гласит: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и линнеоны, т. е. виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости». Свой закон Н.И.Вавилов выразил формулой:

где G1, G2, G3 – виды, а а, b, с —различные варьирующие признаки.

Такой вид изменчивости описал Чарльз Дарвин, отмечая, что одинаковые признаки периодически обнаруживаются в разных систематических категориях, например в разных видах.

Закон был сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920 году. Изучая изменчивость признаков у видов и родов злаков и других семейств, Н. И. Вавилов обнаружил, что все виды и роды генетически близкие между собой характеризуются тождественными рядами наследственной изменчивости, но при этом он допускал, что при внешнем сходстве признаки могут иметь разную генетическую природу. Однако для определения являются ли фенотипически одинаковые мутации в разных видах мутациями одинаковых (гомологичных) локусов, необходимы специальные исследования.

Согласно закону гомологических рядов, зная ряд форм для одного вида, можно предвидеть нахождение форм у других видов и родов. Вавилов пришел к выводу, что целые семейства растений характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей черед все роды, составляющие семейства.

Хотя закон касался изменчивости у растений, Н. И. Вавилов указывал на его применимость и к животным. Теоретической основой гомологии рядов фенотипической изменчивости у близких таксономических групп является представление о единстве их происхождения путем дивергенции под действием естественного отбора. Поскольку общие предки имели определенный специфический набор генов, то и их потомки должны обладать в основном таким же набором за небольшим исключением.

Учитывая, что каждый ген может мутировать в разных направлениях (множественный аллелизм) и что мутационный процесс носит ненаправленный характер, можно предположить, что спектр изменений одинаковых генов у особей близких видов будет сходным. Следовательно, в основе закона гомологических рядов лежит параллелизм генотипическои изменчивости у особей со сходным набором генов.

Являясь теоретической основой сравнительной генетики, закон объясняет полиморфность видов. Закон гомологических рядов, отражая общую закономерность мутационного процесса и формообразования организмов, является биологической основой методов целенаправленного получения нужных наследственных изменений.

В настоящее время выделяют три типа гомологии. Это полная гомология, возникающая в результате возникновения одинаковых мутаций в одинаковых генах родственных видов. Вероятность такого совпадения очень низка, поэтому принято считать наиболее вероятным наследование измененного гена от вида родоначальника, от которого произошли изучаемые виды.

Для селекционной практики этот закон важен потому, что прогнозирует возможность найти неизвестные формы растений у данного вида, если они уже известны у других видов Н.И.Вавилов положил закон гомологических рядов в наследственной изменчивости в основу поиска новых форм растений. Под его руководством были организованы многочисленные экспедиции по всему миру. Из разных стран были привезены сотни тысяч образцов семян культурных растений, составивших основу коллекций Всесоюзного института растениеводства (ВИР). Мутантные линии являются важнейшим исходным материалом при создании сортов культурных растений.

Вавилов и закон гомологических рядов

В 1920 году Н.И. Вавилов излагает основные идеи Закона гомологических рядов в докладе на III-м Всероссийском селекционном съезде в Саратове. Главная идея: родственные виды растений имеют схожие спектры изменчивости (часто это фиксированное число строго определённых вариаций).

«И Вавилов проделал такую штуку. Он у наилучше изученных, как я уже сказал, растений из числа культурных злаков собрал все известные наследственные признаки, расположил их в определённом порядке в таблицах и сравнил все известные в то время ему подвиды, формы и сорта. Таблиц было составлено много, конечно, материал огромный был. Он тогда же, ещё в Саратове, пристегнул к злакам и бобовые — различные горохи, вики, бобы, фасоли и т.д. — и ещё какие-то культурные растения. И оказалась в очень многих случаях параллельность у очень многих видов. Конечно, у каждого семейства, рода, вида растений все признаки имели свои особенности, свою форму, свой способ выражения. Например, цвет семян от почти белого до почти чёрного варьировал почти у всех культурных растений. Значит, ежели у лучше изученных злаков с огромным количеством уже известных, изученных сортов и форм описано несколько сот различных признаков, а у других, менее изученных или диких родственников культурных видов многих признаков нет, то их можно, так сказать, предсказать. Они будут-таки найдены на соответствующем большом материале.

Вавилов показал, что в общем и целом наследственная изменчивость всех растений в очень сильной степени варьирует параллельно. Он назвал это гомологическими рядами изменчивости растений. И указал, что чем ближе виды друг к другу, тем больше эта гомология рядов изменчивости признаков. Целый ряд разных общих закономерностей был выявлен на этих гомологических рядах наследственной изменчивости растений. И это обстоятельство было взято Вавиловым в качестве одной из важнейших основ дальнейшей селекции и поисков хозяйственно полезных признаков у вводимых в культуру растений. Изучение гомологических рядов наследственной изменчивости прежде всего у культурных растений, затем у домашних животных является теперь уже само собой разумеющимся, одной из основ дальнейшей селекции нужных человеку сортов тех или иных видов изучаемых растений. Это было, может быть, одно из первых крупных достижений Вавилова мирового масштаба, которое очень быстро и создало ему мировое имя. Имя ежели не первого и лучшего, то одного из первых и лучших прикладных ботаников в мире.

Параллельно с этим Вавилов совершил по всему миру — по всей Европе, большей части Азии, по значительной части Африки, по Северной, Центральной и Южной Америке — большое количество экспедиций со сбором огромного материала, в основном по культурным растениям. В 20-м году, по-моему, Вавилов был сделан директором Бюро по прикладной ботанике и новым культурам. Это Бюро было несколько изменено и превращено в Институт по прикладной ботанике и новым культурам, потом в Институт прикладной ботаники, генетики и селекции растений. А к концу 30-х годов он стал уже Всесоюзным институтом растениеводства. Это название и до сих пор сохранилось, хотя мировой удельный вес его после гибели Вавилова, конечно, сильно упал. Но всё-таки многие вавиловские традиции и до сих пор поддерживаются, и часть огромной мировой живой коллекции сортов, подвидов и форм культурных растений буквально из всех групп культивируемых на земном шаре растений сохраняется в Пушкине, бывшем Детском Селе, бывшем Царском Селе. Это живой музей, каждый год пересевающийся заново, созданный Вавиловым. То же и на бесчисленных опытных станциях, разбросанных по всему Советскому Союзу.

Во время своих многочисленных поездок Вавилов опять-таки умудрился не потонуть в огромном материале, в данном случае уже географическом многообразии форм различных видов культурных растений. Он наносил всё на карты большого масштаба разноцветными карандашами, сперва играя, как малые дети, в географические карты, а потом все это переводя в сравнительно простые небольшие карты с чёрными значками различного типа для разных форм культурных растений. Так он обнаружил в мире, на земном шаре, в биосфере нашей планеты, несколько центров многообразия культурных растений. И показал, просто на картах, расползание, распространение на Земле не только отдельных видов, но определённых групп видов, окультуренных, по-видимому, впервые в определенном месте, ну, скажем, в Северном или Среднем Китае или в горной части Северной Африки, или, скажем, в районе Перу, в Южной Америке, в горах, в Андах. Оттуда обыкновенно не один вид каких-нибудь культурных растений, а группа хозяйственно друг с другом связанных видов, возникших как культурные растения и прижившихся как культурные растения в определённом месте, расползались по Земле. Некоторые недалеко, на небольшое расстояние, а другие завоевали полмира, как говорится, вроде той же пшеницы или гороха.

Вавилов, таким образом, установил центры многообразия и происхождения различных форм культурных растений в разных местах земного шара. И создал целую теорию происхождения культурных растений в различные эпохи древнейшего и древнего мира. Это было вторым большим достижением Вавилова, опять-таки мировым. Сейчас невозможно дальнейшее развитие истории мирового земледелия и истории очагов происхождения культурных растений без созданного Вавиловым фундамента. Существуют попытки, так сказать, некоторой реформы и видоизменения вавиловских воззрений, но можно сказать, что это частности по сравнению с общей мировой картиной, созданной Вавиловым.

Значит, я перечислил уже три огромных достижения: иммунитет растений, закон гомологических рядов и теория центров земледелия и возникновения различных форм культурных растений. Пожалуй, последнее, что хочется назвать из общих достижений Вавилова, это большое количество его работ и усилий, главным образом усилий, уже в смысле пропаганды на различных конгрессах, международных и всесоюзных, написание статей научно-популярных по проблеме продвижения земледелия на север в первую очередь и в области, занятые пустынями и пустошами, соединенное с охраной природы в совершенно современном и даже предназначенном для ближайшего будущего смысле: продвижение культуры вместе с разумным отношением к сообществам живых организмов биосферы. Вот в этих направлениях Вавилов является совершенно исключительным, я бы сказал, исключительно крупным ученым в мировом масштабе».

Эта работа Н.И. Вавилова была посвящена Альфонсу Декандолю.

ЗАКОН ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ

Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .

Смотреть что такое «ЗАКОН ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ» в других словарях:

Закон гомологических рядов — Гомологические ряды в наследственной изменчивости понятие, введенное Н. И. Вавиловым[1] при исследовании параллелизмов в явлениях наследственной изменчивости по аналогии с гомологическими рядами органических соединений. Закономерности в… … Википедия

закон гомологических рядов — homologinių eilių dėsnis statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Lygiagretaus organizmų kitimo dėsnis, pagal kurį genetiškai artimoms augalų rūšims, gentims ir šeimoms yra būdingos lygiagretės (homologinės) paveldimųjų požymių ir savybių… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

закон гомологических рядов — биол. Закономерность, устанавливающая параллелизм в изменчивости родственных групп растений (открыт академиком Н. И.Вавиловым) … Словарь многих выражений

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости — Гомологические ряды в наследственной изменчивости понятие, введенное Н. И. Вавиловым[1] при исследовании параллелизмов в явлениях наследственной изменчивости по аналогии с гомологическими рядами органических соединений. Закономерности в… … Википедия

закон гомологических рядов в наследственной изменчивости — см. Гомологических рядов в наследственной изменчивости закон. .(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.) … Биологический энциклопедический словарь

Гомологических рядов закон — изменчивости, разработанный советским учёным Н. И. Вавиловым закон, устанавливающий параллелизм в изменчивости организмов. Ещё Ч. Дарвин (1859 68) обратил внимание на далеко идущий параллелизм в изменчивости (См. Изменчивость) близких… … Большая советская энциклопедия

ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЗАКОН — устанавливает параллелизм в наследств, изменчивости организмов. Сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920. Изучая изменчивость признаков у видов и родов злаков и др. семейств, Н. И. Вавилов обнаружил, что: 1. Виды и роды, генетически близкие между… … Биологический энциклопедический словарь

ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ ЗАКОН — в наследственной изменчивости сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920, устанавливает параллелизм в изменчивости родственных групп растений. Как было показано позже, в основе этого явления лежит гомология генов (их одинаковое молекулярное строение) и … Большой Энциклопедический словарь

гомологических рядов закон — в наследственной изменчивости, сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920, устанавливает параллелизм в изменчивости родственных групп растений. Как было показано позже, в основе этого явления лежит гомология генов (их одинаковое молекулярное строение)… … Энциклопедический словарь

гомологических рядов в наследственной изменчивости закон — открытая рус. генетиком Н.И. Вавиловым в 1920 г. закономерность, устанавливающая параллелизм (сходство) в наследственной (генотипической) изменчивости у родственных организмов. В формулировке Вавилова закон гласит: «Виды и роды, генетически… … Биологический энциклопедический словарь

Еще по теме:

  • Что такое промежуточное наследование Неполное доминирование. Промежуточное наследование Материал из Vladimir У некоторых организмов при скрещивании не выполняются закономерности, установленные Г. Менделем. Известно, что в гетерозиготном организме доминантный ген не всегда подавляет проявление рецессивного гена. В некоторых […]
  • Virtualbox oracle разрешение Complike.ru — Новости IT, практические советы админам и пользователям А так же, обзоры новинок программного обеспечения, сетевого оборудования, комплектующих Установка Ubuntu 14.10 в Virtualbox VM Oracle (решение проблем) В большинстве случаев операционная система без проблем […]
  • Иск по защите прав потребителей подается по месту В какой суд и в какой срок обращаться за защитой прав потребителей? За защитой своих прав потребители вправе обратиться в суд (п. 1 ст. 17 Закона от 07.02.1992 N 2300-1). Дела о защите прав потребителей рассматриваются судом общей юрисдикции в порядке искового судопроизводства. В суд […]
  • Пособие родителям на ребенка инвалида Какие пособия полагаются родителям детей-инвалидов? Для родителей детей-инвалидов государством предусмотрен ряд социальных гарантий — денежных выплат и льгот, в частности на федеральном уровне установлена ежемесячная компенсационная выплата неработающему трудоспособному родителю […]
  • Законы рф для опекунства Федеральный закон от 24 апреля 2008 г. N 48-ФЗ "Об опеке и попечительстве" (с изменениями и дополнениями) Федеральный закон от 24 апреля 2008 г. N 48-ФЗ"Об опеке и попечительстве" С изменениями и дополнениями от: 18 июля 2009 г., 1 июля 2011 г., 2 июля 2013 г., 5 мая, 4 ноября, 22 […]
  • Грузопассажирский транспортный налог Расчет транспортного налога в 2016 году Обновление: 22 декабря 2016 г. Для расчета транспортного налога необходимо вначале определиться с видом транспортного средства. В соответствии с Налоговым кодексом транспортный налог рассчитывается только для транспортных средств, относящихся к […]
  • Статьи прокурора Статья 22. Полномочия прокурора Статья 22. Полномочия прокурора См. комментарии к статье 22 настоящего Федерального закона О конституционно-правовом смысле положений статьи 22 настоящего Федерального закона см. постановление Конституционного Суда РФ от 18 июля 2003 г. N 13-П Информация […]
  • Законы об основах туристской деятельности в рф Федеральный закон от 24 ноября 1996 г. N 132-ФЗ "Об основах туристской деятельности в Российской Федерации" (с изменениями и дополнениями) Федеральный закон от 24 ноября 1996 г. N 132-ФЗ"Об основах туристской деятельности в Российской Федерации" С изменениями и дополнениями от: 10 января […]