前苏联数学家与苏联的科技发展(前苏联科学家瓦维洛夫和他的作物起源中心学说)

我们知道,现在的农作物,都是人类为了稳定获取食物,从野生植物中驯化出来的用于栽培的特殊植物。很显然,在人类祖先最初从采集游牧生活过度到定居农牧生活,与作物起源中心有必然的作物起源中心一定是早期人类的文明中心,而人类文明中心一定有丰富的可供驯化的植物资源。

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前苏联科学家Н.И.瓦维洛夫

关于作物起源的研究,前苏联科学家Н.И.瓦维洛夫做出了巨大的贡献。被人们公认为人类开展种质溯源,进行大规模农业育种的鼻祖。

瓦维洛夫是“世界最伟大的植物探险家”。从1920年起,他组织一支规模庞大的植物远征采集队,先后到过60多个国家,在生态环境各不相同的地区进行了近200次考察,采集到30余万份作物及其近缘亲属的标本和种子。创建了当时人类历史上最大的“种子库”。

在随后进行的系统整理和分析研究中,他除了应用林奈命名法进行分类外,还选择一些重要作物,通过形态学、细胞学、遗传学、免疫学的研究和对环境适应能力的测定,鉴别一些作物的新亚种和新变种。在此基础上他又应用地理区分法从地图上观察这些种类和变种的分布情况,从而发现物种变异多样性分布的不平衡性,形成了作物起源中心概念。

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瓦维洛夫采集到的植物标本

瓦维洛夫把最初始的作物起源地称为原生起源中心或原生基因中心。作物起源中心最主要的特征就是基因的多样性且性状多为显性基因所控制。当作物由原生中心扩散到一定范围时,在边缘地点又会因作物本身的自交和自然隔离而形成由新的隐性基因控制的多样化地区,即次生起源中心或次生基因中心。

此外,他还发现一种有趣的现象:在一定的生态环境中,一年生草本作物间在性状的遗传变异上存在一种相似的平行现象,如地中海地区的禾本科及豆科作物均无例外地表现为植株茂盛、穗大粒大、子色淡、高产抗病;而中国的作物则发育期短、株矮、穗粒小、后期灌浆快、多为无芒或勾芒。他将这种现象称为“遗传变异性的同源系列规律”。根据这一规律,甚至在同一生态环境中找到某种作物具有某种特征的变种,就像根据“化学元素周期表”找到某种新元素。

瓦维洛夫根据驯化的来源,将作物分为两类,一类是人类有目的驯化的植物,如小麦、大麦、玉米、棉花等,称为原生作物;另一类是与原生作物伴生的杂草,当其被传播到不适宜于原生作物而适宜于自身生长的环境且具有一定的利用价值时,就被人类分离而成为栽培的主体,这类作物称为次生作物。如燕麦和黑麦在中亚和西亚本是混生在小麦、大麦田内的杂草,到更北的地方种植时由于耐寒性强于小麦和大麦,就被分离出来成为次生作物。

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瓦维洛夫提出的世界8大作物起源中心

瓦维洛夫最大的贡献还在于提出了世界8大作物起源中心。①中国-东部亚洲;②印度-热带亚洲,包括马来亚补充区;③中亚细亚;④西部亚洲;⑤地中海沿岸及邻近区域;⑥埃塞俄比亚;⑦墨西哥南部和中美洲;⑧南美洲。他认为这 8个中心在古代由于山岳、沙漠或海洋的阻隔,其农业都是独立发展的,所用农具、耕畜、栽培方法各不相同,每个中心都有相当多的有价值作物和多样性的变异,是作物育种家探寻新基因的宝库。

下面我们来看看,瓦维洛夫提出的8大起源中心到底分布了哪些作物资源?

先从最古老的中东地区说起,从安纳托利亚到伊朗,是小麦和其他83种作物包括大麦、黑麦、燕麦、鹰嘴豆和小扁豆的起源中心。

在中东地区的西部,是地中海地区东部周围的区域。在这里,他发现了品种异常多样的莴苣、豌豆、小萝卜、卷心菜、蚕豆等蔬菜,还有小扁豆、橄榄和藤本植物。鉴于中东的中心已经给了农民,那么地中海的中心就是园丁集聚的宝地。

向东更远的地方是在塔吉克斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯山中的中亚中心,那里有种类繁多的小麦、黑麦、小扁豆、鹰嘴豆及其他豆类,杏、苹果、甜瓜和其他水果还有胡萝卜以及其他几种蔬菜。

埃塞俄比亚被认定是各种小麦、大 麦、鹰嘴豆、大豆和扁豆的中心。然而,因为在这个地区没有已知的这些植物的野生近缘种,瓦维洛夫总结出它们的多样性是古时候移民或者商人带来的。

在中国的考察途中,他发现了一个单独的、非常明显的作物区系,包括稻、小米、荞麦、大豆等其他豆类,这里还有很多和欧洲植物非常不同的植物。这为中国在古代作为世界最重要的种植中心之一提供了的有力证据。

在印度及东南亚,主要包括稻、小扁豆,还有黄瓜、茄子、芒果和其他热带水果、甘蔗,以及各种香料作物的起源中心。

在这个世界上最多产的地区之一是中美洲的多山地区,尤其是墨西哥,在这里,每一个定居点和山谷中的居民都种植着不同种类的玉米、番茄、马铃薯、陆地棉、豆类、南瓜、辣椒和甜椒等庄稼和蔬菜。

最后,他认定巴西南部和巴拉圭是木薯、花生、尖头辣椒和菠萝的起源中心。

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瓦维洛夫活在人们心中

尽管现今距离瓦维洛夫的提出的8大作物起源中心学说过去了将近一个世纪,但他的观点经受了时间的考验,至今仍然是人们研究作物起源、进行种源收集的重要依据。

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