В первой части мы довольно сжато прошлись по геологическим периодам нашей планеты, поговорили о том, в какие эпохи появился фотосинтез, первые наземные растения, основные эволюционные группы растений. В этом обзоре мы поговорим о том, какое влияние оказал человек на формирование растительного покрова на Земле. Ведь с появлением человека процессы довольно сильно изменились.
С тех пор, как появились первые люди (а произошло это примерно 300 000 лет назад), они оказали огромное влияние на эволюцию. Изначальная роль человека в природе весьма простая - он довольно примитивный кочевой охотник и не очень умелый собиратель. Но в последние 12 000 лет, когда человек стал вести оседлый образ жизни, он все больше и больше менял окружающий его ландшафт и влиял на развитие выращиваемых им растений и животных, которых он содержал, выбирая их по определенным характеристикам.
Неолитическая революция
Отсчет неолитической революции принято вести с конца ледникового периода.
Во время ледникового периода условия окружающей среды и дефицит пищи заставляли человека перемещаться в поисках хороших мест для охоты. По мере того, как климат становился теплее и влажнее, сезонные растения росли в изобилии, поэтому имело смысл выращивать растения и ухаживать за ними, чтобы всегда было достаточно еды. Это развитие, вероятно, началось в так называемом «Плодородном полумесяце» в Месопотамии (ныне Ирак).
Начало выращивания растений и, следовательно, селекции растений началось со "сладких трав", таких как ячмень (Hordeum vulgare), полбы или эммера (Triticum dicoccum), пшеницы однозернянки (Triticum monococcum), исходных формы пшеницы (Triticum aestivum ), а затем и ржи (Secale cereale ). Отсюда выращивание распространилось в Европу. Подсчитано, что Центральная Европа была «неолитизирована» около 5500 г. до н.э., когда фермеры, иммигрировавшие с юга, также привозили с собой своих животных и растения. Благодаря скрещиванию диких трав постепенно развились известные виды зерновых. Большинство генетических предков наших культур происходят из Средиземноморья и Ближнего Востока.
Охотники становятся селекционерами
В целях дальнейшего увеличения урожайности, поскольку сельское хозяйство сопровождалось увеличением населения, люди начали целенаправленно выращивать растения. Разведение означает сознательный отбор и скрещивание двух особей с желаемыми характеристиками. Свойства растения следует специально адаптировать к пожеланиям людей. Дочернее поколение, созданное скрещиванием и обладающее искомыми свойствами обоих родителей, затем размножается (положительный массовый отбор), все «плохие» растения удаляются. Выбранные растения, в свою очередь, выращивают вместе до тех пор, пока в растении не будет обнаружено как можно больше этих свойств. Этот сознательный искусственный отбор - самая старая форма селекции растений.
Начало эры генома
Спустя много веков, в ходе развития естествознания, из этого типа разведения возникли и другие формы размножения. Наследование признаков, которые определяются только геном, было впервые исследовано и сформулировано Грегором Менделем (1822–1884) на горохе садовом (Pisum sativum) и японской ночной красавице (Mirabilis jalapa). Цели стали более изощренными: разводить нужно было уже не только для того, чтобы пережить следующую зиму, но и для того, чтобы продать оставшийся урожай. Поэтому фокус изменился: теперь речь шла о поиске как можно большего количества особей вида с в значительной степени однородным геномом. который содержит нужные вам свойства. Этими характеристиками являются высокая урожайность, хорошее качество, хороший вкус, бережливость в отношении воды, питательных веществ и других требований к местности, устойчивость к болезням и вредителям.
Это исследование все чаще проводилось учреждениями, созданными для этой цели, так что фермеры все меньше и меньше участвовали в процессе селекции и вместо этого покупали и выращивали семена у селекционеров.
В пятидесятые годы 20 века развилась так называемая "зеленая революция". С помощью современных лабораторных методов селекции растений были получены первые высокоурожайные сорта, которые принесли хорошие урожаи при меньшем использовании удобрений. Следующей революцией в селекции растений стала «зеленая генная инженерия», когда происходит сознательное вмешательство в геном живого существа. Это означает, что определенные желаемые свойства могут быть встроены в геном напрямую, а не посредством селекционного отбора, который часто происходит через фенотип (внешние данные), или также могут быть добавлены новые свойства. Преимущество - значительно более короткое время для достижения цели разведения, недостатком - высокие технические усилия и, возможно, неконтролируемые последствия. Предыдущая расшифровка генотипа одинакова для всех методов. Их использование вызывает споры, особенно в Европе, потому что опасаются неконтролируемого воздействия на окружающую среду и людей. Всем известная проблема ГМО.
Способы разведения сегодня
Искусственный отбор, когда лучшее потомство смешанного разведения отбирается до тех пор, пока оно не станет чистопородным и не будет зарегистрировано как разновидность (линейное разведение) - самый древний способ селективного отбора. В гибридной селекции гибриды создаются путем скрещивания двух почти гомозиготных инбредных линий, у которых были отобраны определенные признаки. Их смешанные дочерние поколения обладают желаемыми свойствами родительского поколения, а также являются высокопродуктивными (знаменитый эффект гетерозиса). В селекции клонов подходящие растения дочернего поколения с желаемыми свойствами размножают вегетативно, например черенками. Создаются растения с одинаковым геномом (так называемые клоны). При мутационной селекции семена подвергаются специфическому воздействию мутагенного излучения или мутагенных химических веществ. Неконтролируемые мутации приводят к появлению новых вариантов генов с возможно новыми, положительными свойствами, которые можно использовать для селекции. При умном разведении расшифрованный геном используется для анализа того, какой партнер является правильным, чтобы добраться до растения с желаемыми свойствами в кратчайшие сроки.
Человек как эволюционный фактор
В дополнение к выведению новых разновидностей и внедрению новых методов, люди, естественно, также влияют на эволюцию посредством интенсивного использования («чрезмерного использования») всей природы. Мы называем это антропогенным давлением. Загрязнение и разрушение экосистем, реконструкция ландшафтов, например, за счет добычи полезных ископаемых и расчистки территории, целевой охоты и истребления животных и чрезмерного посадки растений привели к новому массовому вымиранию среди видов животных и растений.
Но влияние человека также оставляет следы в ДНК: возникновению мутаций может способствовать загрязнение окружающей среды, высвобождение радиоактивности и усиление ультрафиолетового излучения из-за разрушения озонового слоя.
Животные и растения путешествуют по миру на самолетах, кораблях и грузовиках, животные приспосабливаются к давлению охоты. В Африке, например, слонов без бивней больше, потому что их не преследуют и, следовательно, у них больше шансов выжить (давление отбора). Из-за всех этих влияний в будущем будет тенденция к экосистемам с низко специализированными нишами, которые в основном населены видами, которые хорошо ладят с людьми или даже получают от них пользу, например культурные растения, азотолюбивые растения (крапива, ежевика, бузина), или животные, которые получают пищу от людей (мыши, крысы, тараканы, еноты, лисы, кабаны).
Так что эволюция идет благополучно. Люди не могут ее остановить, но в конечном итоге влияют на ее ход. Мы поворачиваем реки вспять, а потом организуем сообщества по защите растений и животных. Так уж устроен человек. Кто его только назвал венцом природы?
