Гибриды. история и современность

Предыстория экспериментальной эмбриологии растений начинается с того времени, когда в практике селекционной работы начали применять гибридизацию - скрещивание неродственных растений с целью получения потомства, обладающего ценными свойствами и признаками обоих родителей. Первый искусственный гибрид от скрещивания двух сортов гвоздик был получен английским садоводом Ферчайлдом еще в начале XVIII в. Гибрид этот назвали "растительным мулом", ибо наибольшей известностью в те времена пользовалась гибридная помесь лошади и осла - неприхотливый и выносливый мул.

Однако известие об удаче Ферчайлда было скептически встречено ботаниками. Как мы уже знаем, в те времена отрицалось само разделение растений на два пола. Тем более сомнительной казалась возможность гибридизации. К тому же этот скромный опыт садовода не обещал как будто бы каких-либо важных хозяйственных перспектив и потому не был подхвачен. Первые доказательства большого практического значения гибридизации растений были представлены русским ботаником академиком И. Кельрейтером уже во второй половине XVIII в. Получив потомство от скрещивания виргинского и перуанского Табаков, он отметил его более быстрое по сравнению с родительскими формами развитие и большую мощность. Впоследствии эта "вспышка" жизненных сил у гибридов первого поколения получила название гетерозиса. Кстати, природа этого явления остается неясной до сих пор и над выяснением ее трудятся многие ученые.

Но в практике получение гибридных - гетерозисных - семян применяется сегодня очень широко, особенно при возделывании кукурузы. Сейчас во многих странах, в том числе и у нас в Советском Союзе, кукуруза, идущая на товарное зерно, выращивается почти исключительно из гибридных семян. И это несмотря на то, что производство таких семян - длительный и трудоемкий процесс. Для получения наибольшего эффекта выводят угнетенные самоопылением родительские линии. Семь поколений подряд растения отцовского и материнского сортов в отдельности тщательно оберегают от "чужой" пыльцы. Из года в год потомки самоопыляющихся линий становятся все более и более чахлыми. Лишь на восьмой год линии отцовского и материнского сортов скрещивают между собой, а на девятый из гибридных уже семян получают могучие растения, которые дают обильный урожай, с лихвой возмещающий затраты на кропотливую и долгую предварительную селекционную работу.

Но значение гибридизации состоит не только в получении потомства первого поколения, обладающего повышенной жизнеспособностью.

Когда-то человек обратил внимание на пищевую ценность злаков и бобовых, овощных и плодовых растений и ввел их в культуру. Несколько позже его заинтересовали волокна хлопка, льна, конопли. И эти растения тоже были "приручены" им, стали возделываться на полях. Непрерывное стремление улучшать используемые растения привело к тому, что человек стал оставлять для размножения только семена от лучших экземпляров: их ценные хозяйственные качества передавались потомству. Такую работу по улучшению возделываемых культур Чарлз Дарвин назвал искусственным отбором.

Часто, однако, случается так, что качества, которые человек хотел бы найти в одном растении, обнаруживаются у растений, принадлежащим к разным, хотя и родственным, видам или разным сортам культурных растений. Тогда-то, чтобы сочетать эти качества, приходится прибегать к скрещиванию, к гибридизации.

Но живая природа "устроена" так, что растения, принадлежащие к разным видам, не могут свободно скрещиваться.

Для получения нового растения - межвидового гибрида - нужно, во-первых, чтобы пыльцевое зерно, перенесенное из тычинки одного растения на рыльце другого, могло прорасти на этом рыльце; во-вторых, чтобы образованная этим зерном пыльцевая трубка нормально росла в тканях столбика и завязи материнского растения и длины ее хватило для проникновения спермиев в зародышевый мешок; в-третьих, чтобы ядра спермиев смогли соединиться с ядрами яйцеклетки и центральной клетки и дать начало зародышу нового живого организма. Но и это еще не все. Нужно, чтобы зародыш нового растения имел, особенно на первых порах своей жизни, все необходимые для его развития условия.

Часто при гибридизации случается так, что обеспечение этих условий - нормального опыления, оплодотворения и развития зародыша - становится очень трудоемким делом, задачей, которая требует больших и долгих усилий многих исследователей.