В 1924 году советский учёный Георгий Дмитриевич Карпеченко решил создать гибрид капусты и редьки. Зачем? А вот такие у него были планы:
Хотел Георгий Дмитриевич, чтобы и вершки, и корешки этого гибрида оказались на столе у советских граждан. Хорошая задумка? А то! И как, получилось? Ну не сказать, чтобы совсем не получилось. Получилось. Вот это:
И за это вот недоразумение, которое только скоту в корм и годится, Карпеченко вошёл в историю советской и даже мировой науки? Не спешите с выводами.
Дело в том, что задача обеспечения советских тружеников новой в два раза более продуктивной овощной культурой была вовсе не первой для Карпеченко, а второй. Первая и главная(!) задача, которую он перед собой поставил, - преодоление бесплодия межвидовых и межродовых гибридов.
О том, почему отдалённые гибриды как правило бесплодны, можно прочитать здесь:
Так вот, со своей главной задачей селекционер справился блестяще! Как он это сделал? Сейчас расскажу.
Вот таким был набор хромосом у капустно-редечного гибрида до вмешательства Карпеченко в его судьбу:
Видите, хромосомы гибрида не имеют пар, поэтому мейоз (деление клеток, необходимое для последующего размножения организма) у него не возможен. Напомню схему с этапами первого мейотического деления, на которой виден и попарный сбор хромосом на экваторе в метафазу, и их последующее расхождение в разные стороны в анафазу. Ничего подобного у отдалённых гибридов не случается, потому что их хромосомы одиноки.
Что делает Карпеченко, чтобы найти-таки каждой хромосоме пару? Он воздействует на клетки гибрида колхицином.
Колхицин - растительный яд, вырабатывающийся в тканях некоторых растений семейства Безвременниковые (Colchicaceae). Способен разрушать веретено деления клетки
Что ещё за веретено деления? А вот те самые ниточки, к которым прикрепляются хромосомы на схеме. Потом эти ниточки подобно пружинкам сокращаются в размерах, отчего растаскивают хромосомы в разные стороны. Если разрушить эти нити, то деление клетки не завершится, зато в ней хромосом окажется в два раза больше, чем положено. Колхицин разрушает веретено деления не только во время мейоза, необходимого для формирования пыльцы и семязачатков растений, но и во время митоза - деления клеток, обеспечивающего рост органов растения.
Г.Д. Карпеченко воздействовал колхицином на клетки точки роста бесплодного капустно-редечного гибрида, сделав его полиплоидом (организмом с кратно увеличенным числом хромосом), отчего все новые органы и ткани, сформировавшиеся из точки роста, имели двойной набор хромосом. А это значит, что каждая хромосома получила свою копию - необходимую пару, и никаких проблем во время образования пыльцы и семязачатков у данного растения не возникло:
Сегодня полиплоиды, созданные для бесплодия растительных гибридов называются аллополиплоидами. Ну а далее, после открытия возможности делать гибриды плодовитыми, для советских селекционеров стало уже делом техники получение огромного множества разнообразных качественных пригодных в пищу и при этом свободно размножающихся гибридов.
Кстати, экспериментальное получение плодовитого гибрида, проведённое Карпеченко, было первым в истории не только советской, но и мировой науки!
Должна заметить, что таким способом получают только растительные гибриды. Однако сегодня известны уже и искусственно полученные плодовитые гибриды животных. О них в другой раз.