Научные исследования в области ботаники, как фундаментальные, так и прикладные, лежат в основе многих успехов, благодаря которым современное сельское хозяйство оказалось способным кормить все увеличивающееся население земного шара. Снабжение человечества продуктами питания в будущем зависит от продолжения исследований роста растений и создания таких способов ведения хозяйства, которые бы гарантировали оптимальный рост. Интенсивность таких исследований и их уровень зависят в свою очередь от того, какое значение придают люди (через свои правительства) сельскому хозяйству и научным работам в области растениеводства. В периоды изобилия пищевых продуктов или финансовых спадов таким исследованиям часто отводится относительно скромное место. Подобная политика близорука, ибо только непрерывные исследования в этой области могут обеспечить человечеству необходимую ему пищу и поддержание экологического равновесия на Земле.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВЫ

Разведение растений позволило человеку перейти от кочевого образа жизни к оседлому, сократить площадь, необходимую для того, чтобы прокормить одного человека, и увеличить свою численность. Последующее повышение продуктивности растений обеспечили селекция, гибридизация, применение удобрений, искусственное орошение, создание пестицидов и химических регуляторов роста. «Зеленая революция» не оправдала возлагавшихся на нее надежд вследствие непредвиденных затруднений, в особенности повышения цен на источники энергии и малой пригодности почв в тропических и засушливых областях.

Помимо привычных методов гибридизации современный селекционер может воспользоваться для улучшения растительных культур методами молекулярной генетики. К их числу относятся введение в растительную клетку новой генетической информации с помощью плазмид, отбор новых типов из изолированных протопластов и соматическая гибридизация протопластов. Человек выращивает для своих нужд лишь небольшое число растений, а между тем существует множество еще неизученных растений, которые можно было бы широко использовать. К числу наиболее многообещающих видов относятся гваюла, дающая каучук, хохоба, дающая воск и масло, Echinochloa, выращиваемая на зерно, и спаржевый горох, используемый для получения растительного белка. Новые методы разведения растений с применением тканевых культур и регулируемого воспроизведения могут быть полезны также и в лесоводстве.

Растениям наносят вред загрязнения атмосферы, почвы и воды, но сами они могут помочь удалению из среды некоторых вредных веществ. Человеческие нечистоты, которые в настоящее время в странах Запада просто выбрасывают, на Востоке подвергают брожению, а затем используют для удобрения почвы. Этот материал богат минеральными и органическими веществами, а поэтому следует ожидать, что он будет шире использоваться в сельском хозяйстве на Западе. Растения могут также служить пищей и применяться для очистки среды в закрытых системах, например на космических кораблях; кроме того, они представляют собой возможный источник возобновляемой непищевой энергии. Дальнейший прогресс в значительной степени зависит от продолжения научных исследований.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Ранние этапы земледелия

Carrier L. 1923. The Beginnings о! Agriculture In America, New York, McGraw- Hill.

Leonard I. N. 1973. The Emergence o! Man, The First Farmers, New York, Time- Life Books.

«Зеленая революция», селекция и всестороннее изучение растений

4 belson Р. Н„ ed. 1975. Food: Politics, Economics, Nutrition and Research, Washington, D. C., Amerioan Association for the Advancement of Science.

The Green Revolution. 1970. Symposium on Science and Foreign Polfcy. Pro» ceedings of the Subcommittee on National Security Policy and Scientific Developments of the Committee on Foreign Affairs, House of Representatives, Ninety-First Congress, First Session, Dec. 6, 1969. U. S. Gov't, Printing Office, Washington, D. C.

Wortman S. and others. 1976. Food and Agriculture, Scientific American, September.

Введение в культуру новых видов растений

Национальная академия наук США опубликовала следующие брошюры:

Underexploited Tropical Plants with Promising Economic Value, 1975.

Agricultural Production Efficiency, 1975.

The Winged bean; A high protein crop for the tropics, 1975.

Guayule: An alternative source of natural rubber, 1977.

Загрязнение окружающей среды

Ehrtch P. R., Ehrltch A. H„ Holdren J. P. 1977. Ecoscience: Population, Resources, Environment, San Francisco, W. H. Freeman and Co.

Mansfield T. A. 1976. Effects of Air Pollutants on Plants, Cambridge, Cambridge University Press.

Naegele I. A. 1973. Air Polluton Damage to Vegetation, Washington, D. C., American Chemical Society.

Ormrod D. P. 1978. Pollution in Horticulture, New York, Elsevier.

Леса будущего

Pharis R. D., Ross S. D. 1976. Gibberelins: Their Potential Uses in Forestry, Outlook on Agriculture, 9, 82—87.

Spurr S. H. February 1979. Silviculture, Scientific American.

ВОПРОСЫ

16.1.    Превращение дикорастущего растения в высокоурожайную культуру осуществляется путем ряда последовательных действий. Рассмотрите некоторые из этих действий, указав тот порядок, в котором нх следует применять, чтобы добиться максимальной урожайности.

16.2.    Опишите процесс создания современной гибридной кукурузы. Имеет ли этот процесс под собой теоретическую основу и в чем она состоит?

16.3.    Каким образом методы молекулярной генетики, созданные для микроорганизмов, могут быть использованы для генетической модификации высших растений?

16.4.    Из протопластов, выделенных из одного листа картофеля, регенерируются растеиня с сильно различающимися признаками, которые иногда не похожи ни друг на друга, ни на исходное растение. Поскольку считается, что все соматические клетки каждого многоклеточного организма содержат идентичную генетическую информацию, постарайтесь объяснить, в чем причина разного фенотипического проявления предположительно идентичных протопластов.

16.5.    Что означают слова, а) плазмида? б) эндонуклеаза? в) рак корневой шейки? г) Agrobacterium?

16.6.    Какие методы можно использовать для выделения желаемых вариантов из большой популяции клеток или протопластов?

16.7.    Как можно применять биохимические методы для гнбрнднзацнн in vitro культур протопластов?

16.8.    Многие из надежд, возлагавшихся на «зеленую революцию», не оправдались. Обсудите этот вопрос.

16.9.    Опишите несколько перспективных некультивируемых растений, которые можно начать выращивать в широких масштабах в ближайшем будущем. Почему их до сих пор не используют в полной мере?

16.10.  Растения реагируют на ряд основных классов загрязнителей и способны изменить их воздействие на среду. Обсудите этот вопрос.

16.11.  В чем заключается та большая роль, которую растения могли бы сыграть в экономии энергии в будущем и которую они не играют в настоящее время?

16.12.  Какие проблемы возникают в связи с ростом растений во время длительных космических полетов и какую пользу могут принести растения в этих полетах?