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 Melhorar a qualidade das plantas que são criadas para as nossas necessidades é de grande importância. Tendo começado, talvez, com a semeadura semi-aleatória perto de sua cabana de caça das primeiras sementes que surgiram, uma pessoa já no alvorecer de sua história cultural está em busca de novas plantas; Aos poucos, aparecem as plantas cultivadas, que não diferem em nada ou quase nada de seus ancestrais selvagens, e então adquirem cada vez mais características.
Com o tempo, o homem criou em torno de si uma "vegetação" muito especial - todo um mundo artificial de tais plantas, que não estão na natureza e nunca existiram.
Uma das características mais importantes das plantas cultivadas é que, na maioria das vezes, elas não podem existir sem o cuidado humano de suas sementes. Por outro lado, uma pessoa pode usar para suas necessidades apenas aquelas plantas, cujas sementes podem ser preservadas por pelo menos vários meses, antes do início de um momento favorável para a semeadura.
O homem criou e continua a criar plantas que são especialmente convenientes para seus objetivos econômicos. Ele busca variedades que não soltem as sementes na maturação, para evitar grandes perdas na colheita. Por exemplo, em milho os grãos assentam tão firmemente na espiga que só podem ser retirados à força. Para uma planta selvagem, na maior parte, o oposto é benéfico - semear suas sementes tão facilmente quanto possível. É fácil entender que o milho não poderia existir na natureza: os grãos que permaneceram firmemente presos na espiga brotariam todos juntos quando a espiga caísse no solo úmido, e os brotos se encravariam. Mas isso não é suficiente, na esmagadora maioria dos casos as sementes das plantas cultivadas conseguem germinar no final do verão, logo após a maturação. E isso significa para eles a morte total nas condições do nosso clima: os delicados brotos da maioria das espécies de plantas, é claro, não suportaram o frio do inverno. Sob a proteção do homem, as sementes hibernam em seus celeiros e são semeadas apenas para a próxima primavera. Existem, é verdade, plantas de inverno, mas são uma minoria e não resistem ao inverno em todos os climas; no extremo norte, apenas as plantas de primavera com amadurecimento precoce podem sobreviver. É por isso que a cultura da cevada, uma planta primaveril de amadurecimento precoce, vai mais longe ao norte.
Mas para que uma planta seja adequada para o cultivo, ela deve ter sementes que possam ser armazenadas por muito tempo sem perder a germinação. Portanto, não importa o quão valioso seja uma planta em suas qualidades, ela é completamente inadequada para o cultivo em nossas condições se suas sementes não puderem ser mantidas viáveis da colheita para a semeadura. Finalmente, há casos em que as sementes permanecem viáveis, apenas em condições que são artificialmente difíceis de criar, por exemplo, armazenar grandes massas de grãos na água (arroz de água selvagem).
 Qual é o significado da duração e método de armazenamento das sementes das plantas obtidas a partir delas?
Vamos primeiro lembrar o que é uma semente. A semente de cada planta contém em si um embrião, que tem uma pequena raiz e caule; do topo desta, após a germinação, as folhas começam a se desenvolver. A germinação de uma semente consiste no fato de essa pequena planta embrionária começar a crescer, evoluindo gradativamente para uma grande planta adulta. O desenvolvimento do embrião, como qualquer outro organismo, baseia-se no fato de que suas células constituintes se multiplicam. Essas células em divisão constituem a ponta da raiz e o ápice do caule no embrião; todas as raízes da futura planta se originam de várias células da ponta da raiz do embrião, todas as partes acima do solo da planta (mesmo em árvores gigantescas) se originam de várias células primárias do ápice do caule embrionário.
A qualidade das plantas que crescem a partir deles depende da qualidade das sementes - não apenas o centeio certamente crescerá das sementes de centeio, e não o trigo, mas o centeio bom crescerá das sementes de uma boa variedade de centeio, e o centeio ruim crescerá das sementes de um mau.
Como acabamos de ver, uma planta que se desenvolve a partir de sementes vem de algumas células do embrião. Portanto, obviamente, a constituição de suas qualidades deve estar contida nessas células. Essas inclinações - genes - estão contidas no núcleo da célula, mais precisamente nos cromossomos - pequenos, vários milésimos de milímetro de tamanho, corpos que aparecem no núcleo toda vez que há uma divisão, isto é, multiplicação de células. O conjunto de cromossomos constitui o aparato com o qual as constituições das propriedades são transmitidas durante o desenvolvimento do organismo de uma geração celular a outra. Este é o aparato da hereditariedade. Quaisquer diferenças entre as plantas transmitidas pelas sementes, seja a cor das flores, o sabor do fruto ou o tamanho da produção, dependem das inclinações contidas nos cromossomos - genes que são transmitidos com exatidão invariável durante cada divisão celular no resultante células. Portanto, todas as células que constituem um organismo contêm os mesmos genes. Partes individuais do organismo, por exemplo, uma folha, um caule, uma raiz, uma flor, diferem umas das outras em uma planta porque seu desenvolvimento ocorre em condições diferentes. Cada célula que pode se reproduzir - a ponta do caule ou a ponta da raiz do embrião - contém em seu núcleo o mesmo conjunto de genes, cujas propriedades afetam o caráter e a qualidade da planta em desenvolvimento.
A constância dessas propriedades - "hereditariedade" - depende do fato de que durante cada divisão celular, não só a célula se divide ao meio, mas cada minúscula partícula do cromossomo, cada gene também se divide em dois, formando dois cromossomos completamente idênticos, dois genes completamente idênticos. As propriedades dos genes permanecem inalteradas por milhares e milhões de anos; nós conhecemos muitas plantas que não só
não mudaram ao longo de um período histórico de vários milhares de anos, por exemplo, desde a época dos faraós egípcios, mas permaneceram iguais aos seus ancestrais que viveram há milhões de anos e foram encontrados em depósitos antigos da crosta terrestre.
Um embrião de semente é um pequeno estoque de genes herdados da planta em que a semente amadureceu. A vida com todas as suas peculiaridades se esconde no tegumento e • aguarda condições desfavoráveis; assim que chega um momento favorável, o desenvolvimento começa, uma planta cresce, cujas qualidades dependerão da qualidade dos genes contidos nas células do embrião. Essas qualidades são preservadas não apenas durante a germinação da semente, mas também no repouso, quando a semente seca.
Mas o que acontece com as tendências hereditárias do embrião contidas na semente com o passar do tempo? A duração desse período da vida da planta costuma ser estritamente definida: o carvalho cresce por milhares de anos e a bolota fica, sem germinar, apenas um inverno; O salgueiro também cresce por muitos anos, mas suas sementes germinam imediatamente após cair no solo úmido. Muito raramente, as sementes permanecem na natureza sem germinar por mais de 6-7 meses. O que é feito com eles se eles têm que ficar sem germinar por longos períodos? As propriedades hereditárias do embrião permanecem inalteradas ou, ao contrário, mudam com o passar do tempo?
Todos, é claro, sabem que não há sementes que sempre retenham a capacidade de germinar - mais cedo ou mais tarde elas perdem a germinação. O período em que as sementes permanecem viáveis é muito diferente para as diferentes plantas, no centeio, por exemplo, é muito menor do que no trigo, nas sementes de salgueiro perdem a germinação alguns dias após o amadurecimento, as sementes de lótus da Índia permanecem viáveis por um século ou ainda mais ... Esses longos prazos devem ser considerados, no entanto, excepcionais.
A germinação das sementes é determinada em estações especiais de controle de sementes e é calculada como uma porcentagem.Ao avaliar a qualidade das sementes, em primeiro lugar, a atenção é dada à porcentagem de germinação; quanto mais baixo, mais sementes devem ser semeadas na mesma área para se obter a densidade de plantio necessária.
 A causa da perda de germinação ainda era desconhecida. Conhecemos apenas as condições que afetam a preservação da germinação das sementes. Portanto, verificou-se que um forte teor de umidade das sementes leva a uma rápida perda de germinação, enquanto na secura, ao contrário, a germinação dura mais. As sementes de centeio na região de Moscou, onde é bastante úmido, muitas vezes perdem completamente a germinação no terceiro ano, e no estado americano do Arizona, que tem um clima seco, o mesmo centeio mostra boa germinação no décimo ano. Especialmente rapidamente as sementes perdem sua germinação no Japão devido ao clima muito úmido lá. Mas mesmo em climas muito secos, as sementes podem perder rapidamente sua germinação devido à própria umidade, por exemplo, se não forem suficientemente secas após a colheita, empilhadas em um quarto úmido, etc.
Até muito recentemente, acreditava-se que nenhuma mudança ocorria nas sementes, exceto por sua perda gradual de germinação. Todas as qualidades varietais - crescimento, taxa de desenvolvimento, rendimento, qualidade do fruto ou grão, requisitos de solo, clima, etc. - foram consideradas estáveis, indestrutíveis, mais duráveis do que a própria vida; parecia que o embrião morre antes que suas qualidades hereditárias mudem.
Essa surpreendente estabilidade das inclinações hereditárias, entretanto, não é absoluta. Há mais de trinta anos sabe-se que as qualidades das plantas podem mudar: elas semeiam, por exemplo, trigo sem casca - e de repente uma ou mais plantas espinhosas crescem no campo; ou mudas amarelas, desprovidas de clorofila, aparecem repentinamente entre a semeadura, ou as de flores brancas aparecem entre as plantas com flores vermelhas, etc. Tais mudanças são freqüentemente hereditárias, transmitidas por meio de sementes para gerações posteriores; assim, a partir das sementes de uma planta espinhosa emergente, plantas exclusivamente espinhosas crescem ainda mais. Essas mudanças raras - e realmente ocorrem raramente, uma vez em centenas de milhares e milhões de plantas - que são passadas para a prole são chamadas de mutações. Como já foi comprovado, eles são a causa de todas as diferenças entre as espécies existentes de seres vivos: se não houvesse mutações, não haveria você e eu. A vida na terra provavelmente existiria em alguma forma mais simples.
A maioria das mutações é prejudicial ao corpo: em uma planta, uma mutação muitas vezes leva à infertilidade, a várias irregularidades e deformidades de desenvolvimento. Mas algumas das mutações são benéficas para a planta ou benéficas para os humanos; pegando essas mutações, o homem criou muitas variedades de plantas de que precisava. É claro como seria importante para nós aprendermos como lidar com as mutações. Também é necessário controlá-los para proteger nossas variedades valiosas do aparecimento de qualidades desnecessárias e prejudiciais nelas.
No entanto, as causas das mutações ainda eram desconhecidas; só nos últimos 6-7 anos ficou provado que seu número pode ser bastante aumentado por influências externas no corpo, nas células que dão origem ao corpo. O efeito mais forte a esse respeito é exercido pelos raios X, a irradiação de flores ou sementes maduras com os quais pode aumentar o número de mutações em centenas de vezes e, portanto, criar rapidamente muitas novas qualidades de plantas.
Qual é a causa das mutações? O escritor dessas linhas está procurando por isso há muito tempo. Há vários anos, ficou claro para mim que a causa das mutações deve estar intimamente relacionada aos processos vitais que ocorrem na célula, e não vir de fora, na forma de, por exemplo, raios-X. As mutações são onipresentes e, portanto, a razão para elas deve ser onipresente. Em suma, era mais fácil supor que as condições que causam as mutações são criadas, como acabamos de dizer, dentro da célula devido aos processos de vida que aí ocorrem.
Que processos ocorrem na semente quando ela se deita, perdendo lentamente sua germinação? Existe realmente apenas uma perda de germinação ou há alguma outra mudança nas propriedades do embrião? Não ocorrem, enquanto a semente está deitada, alterações nas propriedades hereditárias do embrião nela contido? É verdade que as qualidades varietais permanecem completamente inalteradas enquanto o embrião está vivo?
Os praticantes sabem há muito tempo que as sementes velhas não crescem a partir de sementes frescas. Observações de longo prazo nos mostraram a mesma coisa. Além disso, após trabalhar por vários anos na produção artificial de mutações por irradiação de sementes com raios X, notamos que as mudas obtidas a partir dessas sementes são muito semelhantes em suas características às cultivadas a partir de sementes velhas.
 Estudos detalhados realizados no laboratório de citogenética do Instituto Biológico do CIK com o nome de V.I. KA Timiryazev, em Moscou, descobriu um fenômeno notável: quanto mais velhas as sementes, mais mutações são obtidas entre as plantas cultivadas a partir delas. Aparecem muitas plantas feias, muitas delas quase ou completamente estéreis, surgem variedades completamente novas, etc. Esses dados já foram testados em muitos tipos de plantas, incluindo centeio, milho, cevada, testados não só aqui, mas também para bordar. Outra descoberta importante, feita quase que simultaneamente em nosso país e, com base em nosso primeiro trabalho, no Canadá, foi a descoberta de que o número de mutações depende do calor e da umidade: quanto mais quente é na sala onde as sementes são armazenadas, ou quanto mais úmido, mais mutações ocorrem nas plantas.
Essas mutações são expressas das formas mais variadas; a maioria deles, como sempre, são prejudiciais. Se as sementes são muito velhas ou se encontram em condições de umidade e calor muito altos, então as mutações interrompem completamente o curso de desenvolvimento e a semente perde a germinação.
Uma característica surpreendente, mas completamente compreensível, dessas plantas mutantes é que quase sempre são quimeras (este é o nome de plantas que consistem em tecidos de várias qualidades hereditárias; na verdade, qualquer árvore enxertada, por exemplo uma árvore frutífera, é uma quimera, porque consiste em diferentes partes hereditárias - de estoque selvagem e descendente cultural). Por que isso acontece, é fácil entender se lembrarmos que uma planta se desenvolve a partir de várias células do embrião: as raízes são formadas a partir das células apicais da raiz, e todas as partes aéreas surgem de várias células do ápice do caule . As mutações sempre ocorrem independentemente em células diferentes; portanto, entre as células iniciais do embrião, junto com as células mutantes, quase sempre permanecem células normais, e mais tarde uma parte da planta se desenvolve a partir de células mutantes, a outra a partir de células normais. Em casos raros, a planta acaba sendo composta de partes de diversas variedades.
Agora podemos tirar várias conclusões de significado prático muito importante. Em primeiro lugar, armazenar sementes significa mudar. As sementes velhas são velhas apenas em termos de idade - em termos de suas qualidades são "novas", uma vez que não podem crescer as mesmas plantas de onde foram colhidas. Portanto, para encontrar o mais rápido possível novas qualidades de plantas, é necessário semear sementes velhas. Os estoques de sementes armazenadas em estações experimentais por anos e dezenas de anos podem servir como uma fonte valiosa para o desenvolvimento de novas variedades de plantas. Por outro lado, multiplicando sementes velhas por safras econômicas, corremos o risco de estragar a variedade, já que a maioria das mutações é prejudicial. Em segundo lugar, o calor e a umidade, que aceleram o aparecimento de mutações, podem ser usados para produzir mutações artificialmente. Este método não é apenas barato, simples e amplamente disponível, mas também melhor do que outros porque não requer condições artificiais, como raios-X. Além disso, haverá menos efeitos colaterais adversos na planta. Mas armazenar sementes em uma sala muito quente ou com muita umidade pode torná-las inadequadas para culturas agrícolas, mesmo se a taxa de germinação não diminuir significativamente.É especialmente necessário ter medo do autoaquecimento do grão, no qual tanto o calor quanto a umidade atuam simultaneamente.
M. S. Navashin
Interessante: a menor planta
A menor das plantas com flores - wolfia sem raízes - pertence à família da lentilha-d'água, vive na superfície de corpos d'água estagnados, cobrindo-os com uma película marrom que lembra borra de café. O diâmetro de uma planta individual raramente é superior a um milímetro. Ao contrário das espécies maiores de lentilha-d'água, a wolfia não tem raiz, ela absorve as substâncias necessárias com toda a superfície imersa em água. A planta também não tem folhas, tudo consiste numa pequena "folha-caule", numa depressão especial da qual brota uma nova planta cerca de uma vez por dia. O número total de plantas dobra por dia. A wolfia em flor é extremamente rara. A flor está localizada na parte superior projetando-se da água e é uma depressão na qual um pistilo e um estame são colocados.
Wolffia pode ser uma erva daninha perigosa nos campos de arroz, mas devido à sua rápida reprodução, às vezes é especialmente criada para obter uma massa verde rica em proteínas e carboidratos para a alimentação do gado.
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