Полиплоиды среди растений

Сейчас стало известно, что полиплоидия в той или иной степени присуща всем классам растений. Среди водорослей, грибов и голосеменных она встречается сравнительно редко, а вот у мхов и покрытосеменных растений доля полиплоидных видов превышает треть. У животных полиплоидия обнаружена только у небольшого количества гермафродитных видов, утративших способность к половому размножению.

Полиплоидия определяет один из путей эволюции растений. Изменение нормы реакции при удвоении хромосом способствует распространению их в новых условиях местообитания. Возникновение полиплоидных видов происходит и к северу, и к югу от исходного центра видообразования. Полиплоидные растения встречаются во всех зонах, но количество их в разных местах неодинаково. Наибольший процент полиплоидов наблюдается в районах с неблагоприятными климатическими условиями. При исследовании флоры Шпицбергена оказалось, что 80 % проанализированных видов - полиплоиды, а среди злаковых трав - даже 22 из 23. Довольно много полиплоидных видов выявлено в горных районах Памира с их резкими температурными контрастами, малым вегетационным периодом развития растений, чрезвычайной сухостью воздуха и почвы. Из 150 изученных видов Памира полиплоиды составляли 86%. В более мягких климатических условиях естественных полиплоидов гораздо меньше.

Самый высокий процент полиплоидов встречается у многолетних трав, у однолетников и древесных растений их гораздо меньше. Установлено, что из многолетников чаще полиплоидны виды с эффективными способами вегетативного размножения корневищами, клубнями, столонами. Логично считать, что возникновение многолетнего образа жизни, так же как и дополнительных способов вегетативного размножения, - прямое следствие полиплоидии. Это связано с прохождением большинством возникших, полиплоидов периода частичной стерильности, которая сохраняется на протяжении нескольких поколений до полной стабилизации. Многолетники, обладающие возможностью вегетативного размножения, лучше приспособлены к преодолению этих отрицательных сторон.

Появившиеся в природе полиплоиды были отобраны и использованы человеком, так как они обладали ценными практическими качествами. По образному выражению советского ботаника П. М. Жуковского, человек питается преимущественно продуктами полиплоидии. Многие из полиплоидов - важнейший источник сырья для промышленности. Главная из зерновых культур - пшеница - представлена тетраплоидиыми (твердая) и гексаплоидными (мягкая) формами. Луч­шие и широко распространенные сорта картофеля принадлежат к тетраплоидному виду. Полиплоидные формы характерны для культурных видов овса.

Широко культивируемые сорта хлопчатника с длинным волокном относятся к иовосветским тетраплоидным видам с 52 хромосомами. У диплоидных видов более короткие волокна. Сахарный тростник, люцерна, земляной орех, батат, земляника, бананы, ананас, табак, яблоня, груша, слива, цитрусовые- естественные по­липлоиды. Вытеснение многих диплоидных видов полиплоидами в условиях культуры особенно наглядно видно у цветочных декоративных растений. Наряду с высокой продуктивностью полиплоиды характеризуются повышенной концентрацией белка, витаминов, углеводов, имеют более мощное строение и оказываются гораздо устойчивее к неблагоприятным условиям.

Преимущества полиплоидов по сравнению с обычными формами способствовали превращению полиплоидии из объекта познания при биологических исследованиях в практический прием селекции сельскохозяйственных культур. Использование полиплоидов у новых культур оказалось возможным только после того, как были разработаны эффективные методы экспериментального получения форм с увеличенным числом хромосом.