Vavilovian mimicry

Золото наслаждения или рыжик слева (обозначено цифрой 1) напоминает лен и его семена практически неотделимы от семени льна.

В биологии растений вавиловская мимикрия (также мимикрия сельскохозяйственных культур или мимикрия сорняков). ) — это форма мимикрии растений , при которой сорняк эволюционирует и приобретает одну или несколько характеристик с одомашненным растением в результате поколений искусственного отбора . Он назван в честь Николая Вавилова , выдающегося российского растений генетика . Отбор против сорняков может происходить путем уничтожения молодого или взрослого сорняка, отделения его семян от семян урожая ( веяние ) или того и другого. это делалось вручную Со времен неолита , а в последние годы — с помощью сельскохозяйственной техники .

Вавиловская мимикрия — хорошая иллюстрация непреднамеренного отбора человека. Хотя человеческие селективные агенты могут осознавать свое влияние на местный генофонд сорняков , такое воздействие противоречит целям выращивания сельскохозяйственных культур. Прополщики не хотят выбирать сорняки, которые все больше похожи на культивируемые растения, однако единственный другой вариант — позволить сорнякам расти и конкурировать с сельскохозяйственными культурами за солнечный свет и питательные вещества . Подобные ситуации включают устойчивость к антибиотикам сельскохозяйственных культур , а также устойчивость к гербицидам . Приобретя множество желательных качеств, подвергаясь аналогичному избирательному давлению, вавиловские имитаторы могут в конечном итоге сами быть одомашнены. Эти сорняки-посевы Вавилов назвал второстепенными культурами .

Классификация и сравнения

Вавиловскую мимикрию можно классифицировать как репродуктивную, агрессивную ( паразитическую ) и, в случае вторичных культур, мутуалистическую. Это форма дизъюнктивной мимикрии с моделью, приемлемой для обманутого. В разрозненных комплексах мимикрии в качестве модели, имитатора и обманщика участвуют три разных вида: сорняк, имитирующий модель защищенной культуры, а люди - в качестве приемников сигналов (обман). Вавиловская мимикрия имеет значительное сходство с бейтсовской мимикрией (когда безобидный организм имитирует вредный вид) в том, что сорняк не обладает свойствами, которые обеспечивают защиту модели, и негативное воздействие оказывается как на модель, так и на обманутого человека (в данном случае на людей). этим. Однако есть некоторые ключевые различия; в мимикрии Бейтса модель и приемник сигнала являются врагами ( хищник съел бы охраняемые виды, если бы мог), тогда как здесь урожай и люди, выращивающие его, находятся в мутуалистических отношениях: урожай получает выгоду от того, что его рассредоточивают и защищают люди, несмотря на то, что он съедены ими. Фактически, единственная «защита» урожая — это его полезность для человека. Во-вторых, сорняк не едят, а просто убивают (либо напрямую, либо не сажая семя). Единственной мотивацией уничтожения сорняков является их влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. Фермеры предпочли бы вообще не иметь сорняков, но хищник погибнет, если бы у него не было добычи, даже если бы ее было трудно идентифицировать. Наконец, не существует известного эквивалента вавиловской мимикрии в экосистемах, не измененных человеком.

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 . По этому первому пункту Жорж Пастер указывает, что «косвенный искусственный отбор» является непроизвольным и, следовательно, ничем не отличается от естественного отбора. Тот факт, что получателем сигнала является неодушевленный объект, конечно, отличается от обычного случая, когда обманщик воспринимает сигнал, но результат ничем не отличается от результата ручного выбора, который имел место со времен неолитической революции .

Примеры

Рожь — второстепенная культура, первоначально являвшаяся сорняком, имитирующим пшеницу .

Одним из случаев вавиловской мимикрии является золото удовольствия или рыжик ( camelina sativa linicola ), который 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 выступает в роли приемника неодушевленного сигнала. Таким образом, были выбраны семена, которые разбрасываются на то же расстояние, что и семена льна, что делает практически невозможным разделение семян этих двух видов.

Хотя сейчас овес является важной культурой, когда-то он был просто еще одним сорняком.

Другим примером является рожь ( Secale Cereale ), трава , полученная из 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. Однако 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 встречаются случайные мутанты , которые закладывают семена. Они были защищены от разрушения, и таким образом рожь превратилась в однолетнее растение.

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.

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 зерновыми, овес развил жесткие веретена, которые не позволяют семенам легко опадать, а другие характеристики, которые также способствуют естественному распространению, стали рудиментарными , включая ости , которые позволяют им самозакапываться.

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.

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 представляет собой силу отбора, увеличивающую сходство сорняков в каждом последующем поколении.

См. также

• Молотить

Источники

• Барретт, С. (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, Д. (1978). «Мимикрия у растений». Эволюционная биология . 11 : 365–403. Обсуждение мимикрии сельскохозяйственных культур среди многих других случаев с растениями.
• Барретт, С. (1983). «Мимикрия у растений». Научный американец . № 257. С. 76–83. Значительная часть посвящена сорнякам.
• Радосевич, С.Р.; Холт, Дж. С.; Герса, К. (1997). Экология сорняков: последствия для управления (2-е изд.). Уайли. ISBN  0-471-11606-8 .

Дальнейшее чтение

• Вавилов, Н. И. (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; Лёве, Дорис, пер. (1992). Происхождение и география культурных растений . Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета. {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )