Vavilovian mimicry
В биологии растений вавиловская мимикрия (также мимикрия сельскохозяйственных культур или мимикрия сорняков — это форма мимикрии у растений , при которой сорняк развивается, чтобы разделять характеристики с сельскохозяйственным растением через поколения принудительного искусственного отбора . Она названа в честь российского генетика растений Николая Вавилова ).
Селекция против сорняков может происходить путем уничтожения молодых или взрослых сорняков, отделения их семян от семян урожая путем веяния или того и другого. Этот процесс действовал со времен неолита , создавая вторичные культуры, такие как рожь и овес, путем имитации зерновых культур, таких как пшеница .
Определение
[ редактировать ]Вавиловская мимикрия — это форма мимикрии у растений , при которой сорняк сельскохозяйственной развивается , чтобы иметь общие характеристики с культурой в результате поколений искусственного отбора . [ 1 ] Иногда это называют имитацией сельскохозяйственных культур или имитацией сорняков. [ 2 ] Он назван в честь Николая Вавилова , выдающегося российского растений генетика . [ 1 ]
Классификация
[ редактировать ]Эволюционные биологи описывают мимикрию с точки зрения трех ролей рассматриваемого вида: подражания, модели и обмана. Мимик – это вид, который в чем-то напоминает модель, создавая обман; обманщик – это вид, которого обманывают. [ 1 ]
Вавиловская мимикрия дизъюнктивна, а это означает, что имитатор, модель и обманщик принадлежат к разным видам. С точки зрения Жоржа Пастера, модель «приятна для обманутого», тогда как в бейтсовской мимикрии модель «недопустима для обманутого». [ 1 ] Вавиловскую мимикрию можно классифицировать как репродуктивную, поскольку она предоставляет мимику средства для размножения – например, когда семена ржи непреднамеренно сеются фермером как пшеница, или когда сеянцам ржи или старым растениям непреднамеренно позволяют расти на пшеничном поле, потому что они похожи на пшеницу. Его далее можно считать агрессивным (как бы паразитическим), поскольку его размножение происходит за счет предполагаемого урожая: чем больше ржи на поле, тем меньше пшеницы. Наконец, в случае вторичных культур его можно считать мутуалистическим, поскольку от этого процесса выигрывают и рожь, и фермер, который выращивает и ест рожь. [ 1 ]
Дельберт Винс утверждал, что вторичные культуры не могут быть классифицированы как имитации, потому что они являются результатом искусственного, а не естественного отбора , и потому что селективным агентом является машина . [ 3 ] Пастер указывает, что «косвенный искусственный отбор» является непроизвольным и, следовательно, ничем не отличается от естественного отбора. Фермеры не хотят, чтобы сорняки все труднее отделялись от их посевов путем удаления сорняков, которые не похожи на посевы, но у них нет другого выбора, потому что альтернатива состоит в том, чтобы позволить сорнякам процветать. [ 1 ] Пастер добавляет, что ручной отбор происходит со времен неолитической революции , когда не использовалось никакого оборудования. [ 1 ]
Вторичные культуры
[ редактировать ]Среди злаков ) , рожь ( Secale Cereale ) происходит от дикой ржи ( Secale montanum широко распространенного средиземноморского вида. Первоначально рожь была просто сорняком, растущим вместе с пшеницей и ячменем , но подвергалась такому же селективному давлению, что и сельскохозяйственные культуры. Как и у пшеницы, у нее появились более крупные семена и более жесткие веретена, к которым семена прикреплены, поскольку фермеры (намеренно или нет) отбирали зерна, которые оставались на растении. От сорняков, таких как рожь, отбирали путем уничтожения молодых или взрослых растений, отделения ее семян от семян сельскохозяйственных культур (веяние) или того и другого. Далее, пшеница — однолетнее растение , а дикая рожь — многолетнее . послеуборочной почвы В конце каждого вегетационного периода пшеница дает семена, а дикая рожь - нет и поэтому уничтожается при обработке . Однако случайные мутанты все же закладывают семена; они были защищены от разрушения, и таким образом рожь также превратилась в однолетнее растение. [ 4 ]
Рожь — более выносливое растение, чем пшеница, и выживает в более суровых условиях. Будучи предварительно адаптированной в качестве сельскохозяйственной культуры благодаря имитации пшеницы, рожь затем стала культурным растением в районах, где почвенные и климатические условия благоприятствовали ее производству, например, в гористой местности. [ 5 ]
Эту судьбу разделяет овес ( Avena sativa и Avena byzantina ), который также переносит более плохие условия и, как и рожь, растет как сорняк рядом с пшеницей и ячменем. Выведенный из дикого вида ( Avena sterilis ), он, таким образом, стал самостоятельной культурой. Как и в случае с пшеницей, рожью и другими злаками, овес развил жесткие веретена, которые не позволяют семенам легко опадать, в то время как другие характеристики, способствующие естественному распространению, стали рудиментарными , включая ости , которые позволяют им закапывать себя самостоятельно. [ 5 ]
-
-
Хотя сейчас овес является важной культурой, когда-то он был просто еще одним сорняком.
Сорняки
[ редактировать ]Золото удовольствия или рыжик ( camelina sativa linicola ) внешне очень похож на льна растение Linum usitatissimum и встречается вместе с ним в поле. Золото удовольствия — потомок Camelina gabrata , дикого вида; его подвидовое название linicola означает «тот, кто живет со льном». Прополка взрослого растения нецелесообразна; вместо этого они разделяются на основе свойств семени . Делается это с помощью веяльной машины , которая в данном случае действует как неодушевленный приемник сигнала или обманщик. Таким образом, были выбраны семена, которые разбрасываются на то же расстояние, что и семена льна, что делает практически невозможным разделение семян этих двух видов. [ 5 ] [ 6 ]
Повилика льняная ( Cuscuta epilinum ) — лиана, произрастающая вокруг растений льна и льна. Как и в других случаях, его семена стали крупнее. Мутантный двусемянный сорт стал преобладающим, поскольку размер семян снова стал определяющим фактором отбора. [ 5 ]
Отбор также может происходить на вегетативной стадии путем ручной прополки. Прополку часто проводят, когда культурное растение очень молодо и наиболее уязвимо. Echinochloa oryzoides , вид травы, который встречается как сорняк на рисовых полях ( Oryza sativa ), внешне похож на рис, его семена часто смешиваются с рисом и их трудно отделить. Это близкое сходство было усилено процессом прополки, который является непреднамеренно селективной силой, увеличивающей сходство сорняков в каждом последующем поколении. [ 6 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Пастер, Жорж (1982). «Классификационный обзор систем мимикрии». Ежегодный обзор экологии и систематики . 13 : 169–199. doi : 10.1146/annurev.es.13.110182.001125 . JSTOR 2097066 .
- ^ Маран, Тимо. «Мимикрия» . В Буиссаке, Поль; Льюис, Энн; Линч, Алехандро (ред.). Интернет-энциклопедия семиотики . Библиотека Э. Дж. Пратта, Колледж Виктории, Университет Торонто . Проверено 19 октября 2007 г.
- ^ Винс, Делберт (1978). «Мимикрия у растений». Эволюционная биология . 11 : 365–403.
- ^ МакЭлрой, Дж. Скотт (2014). «Вавиловская мимикрия: Николай Вавилов и его малоизвестное влияние на науку о сорняках» . Наука о сорняках . 62 (2). Издательство Кембриджского университета : 207–216. дои : 10.1614/ws-d-13-00122.1 . S2CID 86549764 .
- ^ Jump up to: а б с д Виклер, Вольфганг (1968). «Глава 4». Мимикрия у растений и животных . Перевод Мартина, доктора медицинских наук, Нью-Йорк: McGraw-Hill. ISBN 0-07-070100-8 .
- ^ Jump up to: а б Барретт, С. (1983). «Мимикрия у растений» (PDF) . Научный американец . № 257. С. 76–83. Архивировано из оригинала (PDF) 6 июля 2024 года.
Источники
[ редактировать ]- Барретт, Спенсер Х. (1983). «Мимикрия сельскохозяйственных культур в сорняках». Экономическая ботаника . 37 (3): 255–282. дои : 10.1007/BF02858881 . S2CID 33048581 . Одна из самых обширных статей по теме.
- Винс, Делберт (1978). «Мимикрия у растений». Эволюционная биология . 11 : 365–403. Обсуждение мимикрии сельскохозяйственных культур среди многих других случаев с растениями.
- Радосевич, Стивен Р.; Холт, Джоди С.; Герса, Клаудио (1997). Экология сорняков: последствия для управления (2-е изд.). Уайли. ISBN 0-471-11606-8 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Вавилов, Николай Иванович (1951). «Происхождение, изменчивость, иммунитет и селекция культурных растений». Хроника Ботаника . 13 (6). Перевод К.С. Честера: 1–366. Бибкод : 1951ПочваС..72..482В . дои : 10.1097/00010694-195112000-00018 .
- Вавилов, Николай Иванович (1992). Происхождение и география культурных растений . Перевод Лёве, Дорис . Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета .
