Вавиловская мимика - Vavilovian mimicry
В биологии растений вавиловская мимикрия (также мимикрия растений или мимикрия сорняков ) является формой мимикрии у растений, где сорняк эволюционирует, чтобы поделиться одной или несколькими характеристиками с одомашненным растением в результате поколений искусственного отбора . Она названа в честь Николая Вавилова , выдающегося российского завода генетик . Селекция против сорняка может происходить путем уничтожения молодого или взрослого сорняка, отделения его семян от семян урожая ( веяние ) или и того, и другого. Со времен неолита это делалось вручную , а в последние годы - с помощью сельскохозяйственной техники .
Вавиловская мимикрия - хорошая иллюстрация непреднамеренного отбора людьми. Хотя селективные агенты человека могут осознавать свое влияние на местный генофонд сорняков , такие эффекты идут вразрез с целями выращивания этих культур. Сорняки не хотят отбирать сорняки, которые становятся все более похожими на культивируемые, но единственный другой вариант - позволить сорнякам расти и конкурировать с культурами за солнечный свет и питательные вещества . Подобные ситуации включают устойчивость к антибиотикам, а также устойчивость к гербицидам сельскохозяйственных культур . Обретя множество желаемых качеств, подвергаясь подобному избирательному давлению, вавиловские мимики могут в конечном итоге сами приручиться. Вавилов называл эти сорняки второстепенными культурами .
Классификация и сравнения
Вавиловскую мимику можно разделить на репродуктивную, агрессивную ( паразитарную ) и, в случае вторичных культур, мутуалистическую. Это форма дизъюнктивной мимикрии с моделью, приемлемой для обманщика. В дизъюнктивных мимикрических комплексах задействованы три разных вида в качестве модели, имитации и тупика - сорняк, имитирующий модель защищенной культуры, с людьми в качестве приемников сигналов. Вавиловская мимикрия имеет большое сходство с мимикрией Бейтса (где безвредный организм имитирует вредоносный вид) в том, что сорняк не обладает свойствами, которые обеспечивают защиту модели, и как модель, так и обманщик (в данном случае люди) подвергаются отрицательному воздействию. этим. Однако есть некоторые ключевые отличия; в бейтсовской мимикрии модель и приемник сигнала являются врагами ( хищник съел бы охраняемые виды, если бы мог), тогда как здесь растение и его 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 важная «защита» урожая - это его полезность для человека. Во-вторых, сорняк не едят, а просто убивают (прямо или не сажая семена). Единственная мотивация для уничтожения сорняков - это их влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. Фермеры предпочли бы вообще не иметь сорняков, но хищник умер бы, если бы у него не было добычи, даже если бы его было трудно идентифицировать. Наконец, не существует известного эквивалента вавиловской мимикрии в экосистемах, не измененных человеком.
Делберт Винс утверждал, что вторичные культуры нельзя классифицировать как имитаторы, потому что они являются результатом искусственного, а не естественного отбора , и потому что селективный агент - это машина . По этому первому пункту Жорж Пастер указывает, что «косвенный искусственный отбор» является непроизвольным и, таким образом, ничем не отличается от естественного отбора. То, что приемник сигнала является неодушевленным объектом, безусловно, отличается от обычного случая, когда сигнал воспринимается обманщиком , но результат не отличается от результата ручного выбора, который происходил со времен неолитической революции .
Примеры
Один случай Мимикрия Вавилова является золотым из-удовольствия или ложного льна ( рыжик посевной linicola ), который выглядит так же, как льняного растения Linum Usitatissimum , и происходит с ним в поле. Золото удовольствия - потомок Camelina gabrata , дикого вида; его подвидовое название linicola означает «тот, который живет с льном». Прополка взрослого растения нецелесообразна; вместо этого они разделяются на основе свойств семени . Это делается с помощью веялки , которая в данном случае действует как неодушевленный приемник сигнала. Таким образом, были выбраны семена, которые бросают на такое же расстояние, что и семена льна, что делает практически невозможным разделение семян этих двух видов.
Другой пример - рожь ( Secale cereale ), трава, полученная из дикой ржи ( Secale montanum ), широко распространенного средиземноморского вида. Изначально рожь была просто сорняком, выращиваемым вместе с пшеницей и ячменем , но подвергалась селективному давлению, аналогичному воздействию сельскохозяйственных культур. Как и у пшеницы, у него появились более крупные семена и более жесткие стержни, к которым они прикреплены. Однако пшеница - однолетнее растение , а дикая рожь - многолетнее . В конце каждого вегетационного периода пшеницы производит семена, в то время как волоснец не делает и, таким образом , уничтожена почва после урожая пропашных . Однако есть случайные мутанты, которые дают 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. Став преадаптирована как урожай пшеницы через мимикрию, рожь затем позиционируется , чтобы стать культивируемыми растениями в тех районах , где почва и климатические условия благоприятствования его производства, например, горная местности.
Такую участь разделяют овес ( Avena sativa и Avena byzantina ), который также переносит более плохие условия и, как рожь, растет как сорняк вместе с пшеницей и ячменем. Полученный от дикого вида ( Avena sterilis ), он стал самостоятельной культурой. И снова, параллельно с пшеницей, рожью и другими злаками, овес развил жесткие веретена, которые предотвращают легкое опадание семян, а другие характеристики, которые также помогают в естественном расселении , стали рудиментарными , в том числе ости, которые позволяют им самозакапываться.
Повилика льняная ( Cuscuta epilinum ) - это лиана, которая растет вокруг льна и семян льна. Как и в других случаях, его семена стали крупнее. Мутантный двусемянный сорт стал преобладающим, поскольку размер семян снова стал признаком, на который повлиял отбор.
Селекция также может происходить на вегетативной стадии путем ручной прополки. Прополка часто проводится, когда культурное растение очень молодое и наиболее уязвимое. Echinochloa oryzoides , вид травы, которая встречается как сорняк на рисовых полях ( Oryza sativa ), похож на рис, и его семена часто смешиваются с рисом, и их трудно отделить. Это близкое сходство было усилено процессом прополки, который представляет собой селективную силу, которая увеличивает сходство сорняков в каждом последующем поколении.
Смотрите также
Заметки
Рекомендации
Источники
- Барретт, С. (1983). «Мимикрия посевов в сорняках». Экономическая ботаника . 37 (3): 255–282. DOI : 10.1007 / BF02858881 . Одна из самых обширных статей по теме.
- Винс, Д. (1978). «Мимикрия в растениях». Эволюционная биология . 11 : 365–403. Обсуждение мимикрии культур среди многих других случаев растений.
- Барретт, С. (1983). «Мимикрия в растениях». Scientific American . № 257. С. 76–83. Значительная часть посвящена сорнякам.
- Радосевич, С.Р .; Holt, JS; Герса, К. (1997). Экология сорняков: последствия для управления (2-е изд.). Вайли. ISBN 0-471-11606-8.
дальнейшее чтение
- Вавилов, Н.И. (1951). Перевод К.С. Честера. «Происхождение, изменчивость, иммунитет и селекция культурных растений». Chronica Botanica . 13 (6): 1–366. Bibcode : 1951SoilS..72..482V . DOI : 10.1097 / 00010694-195112000-00018 .
- Вавилов Николай Иванович; Лёв, Дорис, пер. (1992). Происхождение и география культурных растений . Кембридж, Англия, Великобритания: Издательство Кембриджского университета.