Landwirtschaftliche Vielfalt und Verbesserung: Ein Überblick

• Landwirtschaft und Verbesserung

Wir leben von einer großen Vielfalt an landwirtschaftlichen Erzeugnissen. Umgeben von diesen, die wir oft ohne sie zu kennen, bevorzugen wir einige und lehnen andere aus einer Laune heraus ab.

Das Konzept der Vielfalt in der Pflanzenzüchtung ist definiert als die Menge der Individuen, die nicht einheitlich für die verschiedenen Charaktere sind.

In früheren Zeiten wählten die Bauern und Bäuerinnen ihre eigenen Sorten aus, wobei sie die Maserung und den Hengst ihrer Wahl beibehielten. Der Betriebsinhaber oder Rancher ist nun der Züchter, der den Einsatz begrenzt, was er anbietet.

Der Mensch hat die Auswahl weiter verfeinert, um einen Gewinn zu erzielen, wobei die Sorten, die aufgrund von Mutationen in der Wildnis überdauern oder nicht erscheinen, in der Landwirtschaft als ein System verstanden werden müssen.

Die Funktionen der Züchter und Bauern haben sich in separaten Bereichen verzögert, aber sie mussten sich erneut an eine veränderte Situation anpassen. Die Gründe für die Entstehung einer neuen Landwirtschaft im achtzehnten Jahrhundert (Technologie, Umweltverschmutzung usw.) stehen im Gegensatz zu den Aufenthaltskosten.

Der Züchter muss daran arbeiten, die Arbeit der Bauern zu erleichtern, da kein Bauer allein werden kann.

Die Entkoppelung ermöglicht mehr Spezialisierung. Der moderne Landwirt kann seine volle Aufmerksamkeit auf seine Funktionsweise richten und schafft damit für die Züchter mehr Sorten zur Auswahl.

• Die Verbesserung als Aktivität

Die Verbesserung wurde auf eine größere Zahl von Arten angewendet, und Ingenieurwissenschaften können durch das Ignorieren von Barrieren zwischen den Arten ungeahnte Möglichkeiten eröffnen.

Das Pflanzenmaterial, das für die Verbesserung verwendet wird, umfasst sowohl kultivierte als auch wilde Formen:

• Die Produkte der Arbeit der Bauern und Züchter: Landsorten, moderne Sorten, Hybriden ...
• Formen, von denen sie stammen: gefährdete Arten oder wildlebende Pflanzen.
• Materialien aller Art, um nützliche Merkmale zu extrahieren und damit jedes biologische Material zu entwickeln.

Bewirtschaftete Wildpflanzen: Der Domestikationsprozess

Der Übergang vom Jäger-Sammler-Leben zur Landwirtschaft konnte durch verschiedene Umstände motiviert sein. Trotz der Notwendigkeit konnte dies nur geschehen, weil einige Pflanzen (wild) und Tiere (wild) in ständigem Kontakt mit Menschen standen.

Landwirtschaft bestand, weil diese Änderungen von Generation zu Generation weitergegeben wurden, aber der Mensch kannte nicht den Grund.

Einfach nur Samen einer wilden Pflanze zu sammeln, stellt sie in eine lächerliche Situation, die sich von der natürlichen unterscheidet (mehr Wasser, weicher Boden, Schutz vor Schädlingen, mehr Partner = Arten ...).

Die Pflanzen werden anders reagieren, als es ihre Schwestern in der Natur tun.

Die Kulturpflanze ist daher gleichbedeutend mit einer veränderten Pflanze, die den Bedürfnissen der Menschen entspricht.

• Angenommen, wir sammeln eine Vielzahl von Wildpflanzen und Körnern, die bei der Entstehung der Landwirtschaft angebaut werden. Die Samen sind irgendwo in der Nähe des Dorfes verstreut und Bodendecker. Es dauert eine bestimmte Zeit, bis nur diejenigen ausgewählt werden, die gekeimt, geblüht haben und etwa zur gleichen Zeit gereift sind.

Wenn dies für eine Partei gilt, die im nächsten Jahr pflanzen wird, wird der Erzeuger ein primitiver Teil der Bevölkerung sein, der durch eine spezifische genetische Konstitution in Bezug auf den Zyklus reifender Pflanzen gekennzeichnet ist.

In bestimmten Zyklen der Pflanzung und Ernte wird eine bestimmte Laufzeit erreicht haben: Es schafft ein starkes Potenzial für die Auswahl einer kultivierten wilden Art.

Die Auswahl, die auftritt, und niemand wird sich dessen bewusst sein, bedeutet automatische Auswahl.

Dieser Vorgang wird als Domestikation bezeichnet, und die Pflanze ergibt sich aus dem Wilden, das domestiziert wird. (Siehe Abbildung)

Änderung der Pflanzenarchitektur

Die Domestikation bewirkt eine drastische Veränderung in der Architektur der Pflanzen. Die Organellen oder Teile der Pflanze, die die automatische Auswahl betreffen, können unterschiedliche Ergebnisse haben:

• Verlust der Vegetationsruhe im Samen.
• Früchte oder Fruchtstände, die nicht abfallen.
• Bestimmtes Wachstum.
• Aufrechter Wuchs.
• Synchrone Reifung.
• Sterile Übertragung der fruchtbaren Blüten.
• Erhöhung der Größe der Blütenstände.
• Abnahme der Anzahl der Blütenstände.
• Größere Samen.

Pflanzen und Tiere

Pflanzen wurden leichter als Tiere domestiziert. Es kann davon ausgegangen werden, dass durch den Stoff eine gewisse Fähigkeit zur Zähmung besteht.

Bei Pflanzen gibt es ein Spektrum von verschiedenen Graden der Domestikation. Ein Mensch sollte versuchen, viele Arten beider Reiche zu zähmen und sollte die beste Antwort darauf finden. Materialien von Interesse für die absehbare Zukunft sind Zierpflanzen, Heil- und Industriepflanzen sowie Algen und Mikroorganismen aller Arten.

Evolution der Domestikation

Die Molekularbiologie hat die enge genetische Basis der Kulturpflanzen in selbstbefruchtenden Arten enthüllt, die nicht so viel von der Fremdbefruchtung profitieren, die fast unbegrenzten Genfluss innerhalb der Arten ermöglichen. Es scheint, dass die Domestikation in einer wilden Bevölkerung oder höchstens in wenigen Populationen stattfand.

Allerdings ist die Realität, dass eine Sammlung von Zuchtformen einer Art eine unglaubliche Vielfalt aufweist. Die Hauptquelle ist Mutation, Rekombination und Segregation, gefolgt von genetischer Drift und Selektion.

In Gebieten, wo eine Art keine andere Quelle von Genen domestiziert wurde, sind die wilden Populationen, die angebaut wurden. Selbst in Inzuchtkreuzen werden Hybriden gebildet.

Die Samen der Hybriden mit Wild- und Kulturpflanzen, die Einkreuzung von Genen, erzeugen einen "domestizierten" Genpool in der natürlichen Welt und "wilde" Gene (Reichtum an Genen), die in späteren Generationen getrennt und durch Drift und Auswahl fixiert werden.

Darüber hinaus gibt es eine weitere Möglichkeit, durch Anpassung an die Landwirtschaft, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie den Kulturpflanzen ähnelt, aber in der Regel wilde Merkmale (Dehiszenz, kleine Samen, Latenz ...) beibehält. Diese Pflanzen verhalten sich wie wilde Pflanzen, bieten jedoch keinen Nutzen für den Landwirt und stellen einen Nachteil dar, da sie die Ressourcen des Ernteguts nutzen.

Es entsteht ein Begleitunkraut. Es ist ein guter Motor für die Evolution, aber auch ein schwieriger Gegner im Kampf, z.B. Wildreis.

Ein Begleitunkraut kann nur durch sorgfältige Auswahl und Pflanzung in einem Gebiet entstehen, in dem die betreffende Art noch nie zuvor angebaut wurde.

Primäre Kulturen, Sekundär- und Transdomestikation

Die ersten Bauern waren besonders auf die Reinheit ihrer Kulturen bedacht. Ein Beispiel ist Weizen, der mit Gerste und anderen Gräsern vermischt wurde. Die Arten, die verwendet wurden, führten zur Trennung der verschiedenen Arten.

Einer der Verunreinigungen war ein Weizenkorn, das heute als Roggen bekannt ist. Es koexistiert im Nahen Osten und wanderte in andere Gebiete. Als sie an Standorten wie den asiatischen Steppen oder den Bergen in Mitteleuropa ankamen, änderten sich die Kulturbedingungen (niedrige Kalkböden und kaltes Klima), und die Anteile des Roggens wuchsen, bis eine neue Art durch automatische Auswahl domestiziert wurde, jedoch durch domestiziertes Material.

Hier ist eine Ernte von Weizen und Roggen, wobei Weizen die primäre und Roggen die sekundäre Ernte darstellt. Weitere Beispiele sind: Melone (sekundär) und Gurken (IM), Süßorange (sekundär) und Bitterorange (IM).

Von Transdomestikation spricht man, wenn neu domestizierte Pflanzen an einem anderen Ort als dem Ursprungsort der Art erscheinen. Besonders wenn es sich um einen anderen Kontinent handelt, wird dies erwähnt.

Ein Beispiel sind Tomaten, die südamerikanischer Herkunft sind: Sie wurden dort kultiviert und nie wirklich in Europa domestiziert, bis zum 17. Jahrhundert.

(Zeichnung).

All dies verdeutlicht die Tatsache, dass Menschen domestizierten, wo sie nur konnten.

Domestizierte Arten und Schutz

Es gibt keine scharfe Trennung zwischen Kultur- und Wildpflanzen (verschiedene Grade der Domestikation, Unkrautpartner ...). Geschützte Arten sind diejenigen, die den Menschen begleiten, ohne dass Anstrengungen unternommen werden müssen, sie zu zähmen.

Beispiel: Rosa gallica ist wild und wächst ungehindert. (Spielplan).

Vorstufen: Darwin und Decandolle

Darwin entwickelte den Begriff der natürlichen Selektion, parallel zur künstlichen Selektion der Landwirte. Die Entstehung der Arten durch natürliche Selektion zeigt eine bemerkenswerte Ausstellung über künstliche Selektion bei Tieren und Pflanzen. In der Vielfalt von Tieren und Pflanzen unter Domestikation untersucht er die Vielfalt der heimischen und kultivierten Pflanzen und in einigen Fällen die mögliche Herkunft aus Wildarten.

• Als Ursachen der Evolution der Domestikation wurden vorgeschlagen:
• Segregation neuer Anlagen bildet das Aussehen, Einstellung von Zeichen durch künstliche Selektion.
• Temperatur der natürlichen Selektion: Wenn es einen Überschuss an Individuen gibt, überleben nur die Stärksten.
• Heute wissen wir, dass die Unterschiede zwischen den Individuen auf Mutationen zurückzuführen sind, aber es war die Akkumulation und reproduktive sowie geographische Isolation.
• Ein Teil der Temperatur von Gebrauch und Nichtgebrauch (Lamarckismus), wobei Gene durch Strömungen beeinflusst werden, die sexuelle Gameten bilden.

Decandolle schrieb über die Herkunft der Kulturpflanzen und integrierte Daten aus Botanik, Archäologie, Geschichte, Linguistik und Ethnologie.

Er war der erste, der darauf hinwies, dass der Prozess der Domestikation von Pflanzen nicht einheitlich war, weder zeitlich noch räumlich (Australien, Patagonien vs. Naher Osten, China ...), und erwartete die Idee der Vavilov-Zentren.

Die Kriterien, die er für die Herkunft einer Kulturpflanze aufstellte, waren:

• Es handelt sich um eine wilde Pflanze im hypothetischen Bereich der Herkunft.
• Es gibt archäologische oder paläontologische Reste der Arten.
• Die Geschichte, Sprache und Bestätigung der Folgen, die damit einhergehen (1-y 2 -). Er erläuterte die Ursprünge von 244 Arten.

Vavilov

Er stellte große Sammlungen von Sorten zusammen und stellte fest, dass es eine hohe Variabilität für eine bestimmte Art in einem oder mehreren wenigen Regionen der Welt gab. Er schlug vor, dass diese Punkte als kulturspezifisch entstanden sein könnten. Die genannten Zentren des Ursprungs beziehen sich auf die betreffenden Tierarten. Vavilov verstand eine Sorte als die Differenz in endemischen Formen, d.h. solchen, die nicht mehr in dieser Region vorhanden sind (z.B. Weizen, P. Iberische Halbinsel und dem Osten).

Eine Region, die reich an endemischen Formen ist, nannte er den Ursprungsort, und eine Region, die reich an nicht-endemischen Formen ist, nannte er sekundäre Zentren.

Die Kriterien von Vavilov waren:

• Vorkenntnisse in der botanischen Systematik.
• Lage der räumlichen Flächen der Arten, die in der Vergangenheit existierten, und der Regionen mit der höchsten Anzahl endemischer Formen.
• Die Prüfung der Charaktere aus genetischer Sicht. In den Grundschulen wurden Arten domestiziert, und die sekundären haben sich diversifiziert.

Aus diesen Überlegungen lassen sich zwei Schlussfolgerungen ableiten:

• Das Gesetz der homologen Stämme (ein Charakter in einer Art, der in einer verwandten Art gefunden wird) deutet auf einen gemeinsamen Vorfahren hin.
• Emanzipation der Rezession. Im Zentrum des Ursprungs dominieren die Allele, während sie in der Peripherie oder in abgelegenen Gebieten rezessiv sind.
• Durch die Darstellung der Zentren des Ursprungs vieler Kulturen gab es privilegierte Bereiche. Es wurden primäre Zentren des Ursprungs gegründet (mit seinen Kriterien wurden Arten domestiziert) und sekundäre (die sich jedoch diversifiziert haben).

Es gab einige Fehler bei der Zuordnung einer Reihe von Zentren der Herkunft für die gleiche Art (z.B. Weizen). Heute sprechen wir über die Vielfalt der Zentren in den Gebieten der Erde ohne Schnörkel.

Modern

Harlan betrachtete ein Zentrum der Herkunft von P. und beobachtete eine hohe Heterogenität in reichen Bereichen, die er als Mikrozentren bezeichnete.

Die detaillierte Studie über die Muster bestimmter Kulturpflanzen (Sorghum in Afrika) schlug vor, dass die Domestikation nicht zentralisiert, sondern diffus und azentrisch war.

Die Vavilov-Zentren wurden auf drei Zentren und drei große Bereiche vereinfacht, in denen die Domestikation der gesamten Region aufgetreten ist.

• Ost- und Zentralafrika
• Nord-Zentral-China, Südostasien und nicht südlich-zentraler Pazifik
• Mesoamerikanisches Zentrum und nicht südamerikanisches Zentrum

Harlan stellte im System fest, dass die Zentren mit Orten übereinstimmen, an denen der Mensch Einfluss nehmen wollte.

Landwirtschaftliche Reiche im Nahen Osten, im Tal von Mexiko und an den Anden-Hängen von Peru.

In Teilen der Welt, wo dichte Bestände nicht beobachtet werden, findet eine diffuse Domestikation zwischen Zeit und Art statt (Savannen Afrikas, Polynesien).

Fazit

Die Anzahl und Dichte der domestizierten Arten ist eine Funktion der menschlichen Tätigkeit und nicht eine Prädisposition des Landes und des Klimas. Um reicher an landwirtschaftlichen Arten zu sein:

• Domestizierte Pflanzen und Tiere entstanden auf der Grundlage menschlicher Bedürfnisse.
• Es konnte domestiziert werden, was und wo wir konnten.

• Orte der Entstehung:
• Chinas Soja, Aprikose.
• Nahost-Weizen, Gerste, Oliven.
• Mittelmeer-Salat, Karotten, Knoblauch.

• Interesse:

Neben der Suche nach Möglichkeiten und interessanten Charakteren ist der erste Reichtum an wilden Arten in erster Linie in den Zentren der Vielfalt zu finden.

Zu Beginn waren die Dinge (Krankheitsresistenz, Vitamine, einfache Sammlung) zu verbessern.

Brücher

Die Ursprünge der Kultur sind diffus in Raum und Zeit. Eine Kultur, die in einem begrenzten Gebiet stammt, kann drastisch ändern, da die Pflanzen verteilt werden, aufgrund der Einführung von Keimplasma von wild lebenden Verwandten und dem Selektionsdruck, der von verschiedenen Personen ausgeübt wird.

Ein Beispiel ist Mais, dessen Ort der Domestikation im Süden Mexikos liegt und eine große Vielfalt von Arten zu seinem Ursprung in Guatemala, Kolumbien und Peru hat.

Es ist zu dem Schluss gekommen, dass die Domestikation nicht so leicht vonstattengeht.

Klassifikation der Kulturpflanzen und Evolution

• Endemisch: Ursprung in einem begrenzten Gebiet und haben sich vor kurzem ausgebreitet.
• Semiendämisch: Ursprung in einem definierbaren Zentrum mit beschränkter Verbreitung.
• Monozentrisch: definierbares Zentrum von Herkunft und breite Streuung.
• Oligozentrisch: Zentrum anders als die Identität, die eine breite Streuung und ein oder mehrere sekundäre Zentren der Vielfalt hat.
• Nocentrisch: Das Muster der Varietäten-Domestikation in einem weiten Bereich.

Perioden der Verbesserung

• Automatische Auswahl.

Die ersten Sorten unterscheiden sich nahezu identisch von ihren wilden Eltern, jedoch in wichtigen Charakteren, deren Reproduktion von Menschen gesteuert wird.

Es gibt eine riesige Anzahl von Individuen unter den vielen Unterschieden, die durch natürliche Mutation und Kreuzung mit wilden Verwandten entstanden sind.

Es wurden Pflanzen ausgewählt, die bestimmte Vorteile hatten, wie stärkere Stängel, größere Samen, starke Dornen ... oder einfach nur schön waren.

Es ist intuitiv, dass verbesserte Sorten in verschiedenen Bereichen, mit unterschiedlichen Ausgangsmaterialien und den verschiedenen Geschmäckern der menschlichen Bevölkerung produziert werden.

Es gab lokale Rassen oder Sorten, die vom Landwirt erhalten, beibehalten und verbessert wurden.

Diese weisen eine hohe genetische Variabilität auf (gemischte Pflanzen), was eine Genbank für die Zukunft darstellt, und das Interesse an ihrer Erhaltung ist während dieser Zeit gestiegen.

• Wissenschaftliche Verbesserung.

Diese basiert auf der Entdeckung der sexuellen Fortpflanzung von Pflanzen, wobei Kreuzungen zwischen Sorten hergestellt werden.

Bereits im späten achtzehnten Jahrhundert gab es Hinweise darauf, dass Weizen hybridisiert wurde.

Wir untersuchen neue Methoden der Auswahl und beginnen, die biologischen Grundlagen der Vererbung (Mendel) zu studieren.

Von großer Bedeutung war die Gründung der Handelshäuser für die Produktion von Saat- und Pflanzgut.

Kommerzielle Häuser beseitigen die Notwendigkeit für die Landwirte, ihre eigenen Samen für das folgende Jahr zu erhalten, und dienen nach der Anzahl der vorhandenen lokalen Sorten, da sie nur für eine bessere Leistung verkaufen.

Die Gründung des Berufs des Züchters hat den Landwirt entlastet.

• Züchtung.

Die Wiederentdeckung der Mendelschen Gesetze ermöglicht die Entwicklung der genetischen Verbesserung.

Dies eröffnet die Möglichkeit, neue Sorten profitabel und wettbewerbsfähig zu schaffen, mit Techniken wie Chromosomenmanipulation oder Mutagenese.

Es führt zur Bezeichnung für verschiedene Sorten, die sehr gleichmäßig wachsen.

Der Züchter wählt ein Merkmal aus und gibt es durch Kreuzung seiner Sorte oder Linie weiter, gefolgt von der Auswahl, wie er es hat.

Im Jahr 1970 wurde das rDNA-Gen des Organismus isoliert und in die Art des Interesses eingeführt (Grüne Revolution).