Современная генетика
De aceea fiecare specie, chiar dac? se pare c? n-are оn prezent nici o
оnsemn?tate practica, poate deveni de mare valoare. Dispari?ia oric?rei
specii оnseamn? o renun?are con?tient? la un conservator al fondului
genetic poten?ial ?i o ?tirbire nu numai a intereselor ?tiin?ei, dar ?i a
posibilit??ilor practicii viitoare. E de mare importan?? men?inerea
fondului genetic mondial, оn special a acelor plante ?i animale, care au
devenit de acum rare ?i al c?ror mediu de trai este amenin?at de o brusc?
оnr?ut??ire.
14.2 Banca de gene a plantelor
Problema p?str?rii fondului genetic al speciilor existente de plante este
una din problemele generale ale protec?iei naturii vii.
Pentru p?strarea variet??ii vegetale оn оntreaga lume a fost creat? o
re?ea larg? de rezerva?ii ?i de gr?dini botanice. Dar rezerva?iile оn care
se p?streaz? biocenozele tipice nu pot garanta pe deplin p?strarea tuturor
speciilor de plante, care vie?uiesc pe teritoriul lor. Оn gr?dinile
botanice, la rвndul lor, se p?streaz? de obicei numai ni?te grupe mici de
plante. De aceea savan?ii о?i leag? toate speran?ele pe viitor de crearea
b?ncilor de semin?e, sau, cum mai sоnt ele numite, b?ncile plasmei
embrionare (germinale).
Оn leg?tur? cu aceasta Organiza?ia alimentar? ?i agricol? a ONU (FAO) a
propus un program interna?ional de protec?ie ?i p?strare a formelor
s?lbatice ale plantelor cultivate. Aceste forme au servit pe vremuri drept
material pentru cre?terea tuturor culturilor agricole contemporane.
?i dac? оn prezent multe dintre ele sоnt pe cale de dispari?ie complect?,
aceasta оnseamn? c? pot dispare pentru totdeauna genele care determin?
diferitele оnsu?iri ale plantelor.
FAO recomand? s? se ?in? la eviden?? materialul genetic existent ?i s? se
organizeze un sistem interna?ional de «b?nci» pentru p?strarea permanent? a
fondului genetic mondial al plantelor. Aici rolul principal apar?ine
Institutului unional de fitotehnie (IUF), unde este concentrat? cea mai
mare colec?ie de gene din lume. Fondatorul ei a fost academicianul N. I.
Vavilov.
Tвn?rul Vavilov a fost unul dintre primii care a оn?eles ce оnseamn?
genetica pentru agricultur?. Odat? ce genele r?spund de calitatea soiului
?i din ele pot fi ob?inute orice fel de combina?ii dorite, Vavilov, primul
оn lume, a hot?rвt s? organizeze o colec?ie gigantic? de gene, s?
alc?tuiasc? o genotec? unic?. Conform planurilor sale, aceast? genotec? va
fi de folos selec?ionatorilor abona?i, care vor construi soiuri noi de
plante.
De aceea a ap?rut ideea de a trimite оn toate ??rile lumii expedi?ii
speciale din Rusia pentru colectarea genelor.
Оntrebarea era: unde trebuie s? fie c?utate ele ca s? nu se piard? timpul
оn zadar?
Dup? ce a studiat mii de c?r?i, Vavilov, care avea o capacitate de munc?
fenomenal?, a descoperit c? soiurile plantelor cultivate s-au r?spвndit
prin оntreaga lume doar din cвteva centre geografice, punвnd baza teoriei
cu privire la centrele de origine a plantelor cultivate. Vavilov considera
c? aceste centre au fost locurile de concentrare ale , bog??iilor genice.
N. I. Vavilov, colaboratorii ?i discipolii s?i au organizat circa 150 de
expedi?ii оn cele mai оndep?rtate col?uri ale CSI ?i 50 — оn diferite ??ri
str?ine. Оn urma acestor expedi?ii, precum ?i a schimbului multianual de
probe de semin?e ?i de material s?ditor, оntre institu?iile ?tiin?ifice ale
tuturor ??rilor din lume la institut a fost creat? o colec?ie unic? de
semin?e. Numai оntre anii 1930 ?i 1940 IUF a expediat la cererea
selec?ionatorilor de la centrele de selec?ie din Uniunea RSS 1,5 milioane
de pachete cu probe. Оn anul 1940 colec?ia IUF num?ra de acum aproape 200
mii de probe. A fost cea mai mare din lume atвt dup? cantitatea
materialului colectat, cоt ?i dup? componen?a lui calitativ?.
IUF оntre?ine contacte de afaceri pentru schimbul de resurse genetice cu
754 de institu?ii ?tiin?ifice din 98 ??ri ale lumii. Numai оn anii
1965—1975 au fost introduse peste 110 000 de probe ale diferitelor plante
?i оn prezent оntreaga colec?ie a IUF num?r? aproape 300 mii de probe de
plante cultivate ?i de rubedenii s?lbatice ale acestora. Dintre ele
gramineele formeaz? peste 75 de mii, porumbul ?i plantele boboase — aproape
40 de mii, p?st?ioasele — aproape 25 de mii, leguminoasele ?i bost?noasele
— aproape 20 de mii ?. a. m. d.
Colec?ia de la institutul care poart? numele organizatorului ?i primului
s?u director, a academicianului N. I. Vavilov, reune?te speciile s?lbatice,
rubedeniile culturilor cultivate, soiurile locale veci ?i popula?iile din
diferite raioane ale CSI ?i ale diferitelor ??ri ale globului p?mвntesc,
soiurile veci ?i soiurile de selec?ie cele mai noi, hibrizii, mutan?ii,
haploizii, poliploizii ?. a. Ea serve?te drept baz? principal? pentru
crearea soiurilor ?i hibrizilor tuturor culturilor agricole.
Colec?ia surselor de gene (a donatorilor de gene) prezint? a?a-zisul
material de construc?ie, pe baza c?ruia selec?ionatorul creeaz? noi soiuri
?i hibrizi, rezisten?i la boli, la condi?ii nefavorabile, cu o perioad? de
vegeta?ie de durat? necesar?, potrivite pentru cultivarea ?i recoltarea
mecanizat?, cu un randament ?i o calitate a produc?iei sporite.
Miile de probe de semin?e ob?inute de la fiecare cultur? оi permit
selec?ionatorului s? le aleag? pe cele de care are nevoie, care au
caracterele necesare pentru cre?terea unui soi nou, mai potrivit. Pe baza
colec?iilor IUF au fost crescute aproape 1000 dintre cele mai bune soiuri
de culturi agricole.
Un exemplu minunat de utilizare a fondului mondial genetic de selec?ie
este crearea soiului de grвu «Bezostaea-1», cunoscut оn lumea оntreag?.
Plantele de acest soi au o tulpin? mic?, sоnt rezistente la rugin?, la
frig, sоnt foarte roditoare, reac?ioneaz? la оngr??are, se macin? bine ?i
au bune calit??i gustative. Acesta este un soi cu adev?rat «genial»! La
cre?terea lui academicianul P. P. Luchieanenco a utilizat soiurile de grвu
din diferite ??ri ?i continente, aflate оn colec?ia IUF. De exemplu, forma
patern? a soiului «Bezostaea-1» a fost de origine argentinian: «Clein 33».
Acesta din urm? a fost crescut cu participarea soiului italian «Ardito»,
ob?inut prin оncruci?area grвului moale european cu forma japonez?
«Acagomuchi», ce are tulpin? joas? ?i care a transmis acest caracter
soiului «Clein 33». Ultima calitate a fost mo?tenit? de «Bezostaia 1».
P. P. Lucieanenco, lucrвnd la crearea soiurilor noi de grвu mult mai
roditoare, a оncruci?at «Bezostaea 1» cu soiurile rezistente la p?tulire
din RDJ ?i a ob?inut soiurile de grвu de toamn? cu un оnalt randament,
numite «Avrora» ?i «Cavcaz». Acestea au tulpin? mic?, sоnt rezistente la
p?tulire ?i la boli criptogamice, recolta e de 70—80 centale la hectar.
Оn prezent depozitul na?ional de semin?e a fost mutat din Leningrad оn
or??elul Botanica de lоng? Crasnodar. Fondurile lui se complecteaz? mereu,
оn noua c?mar? de gene se vor p?stra оn containere, ce au capacitatea de
0,5 kg, peste 400 de mii de probe de diferite semin?e. A fost adoptat? o
nou? tehnologie de p?strare a fondului de colec?ie. Semin?ele uscate оn
prealabil se p?streaz? normal la +4°C f?r? a fi reвns?mвn?ate 25—30 de ani,
men?inвndu-?i norma fiziologic?.
Conservarea genomilor sub form? de semin?e urm?re?te un scop dublu. Оn
primul rвnd, s? p?streaz? fondul genetic al plantelor rare pe cale de
dispari?ie, оn rвndul al doilea, pot fi studiate posibilele modific?ri
genetice оn cazurile de p?strare оndelungat? a semin?elor, fapt de mare
importan?? pentru ?tiin??.
Banca de probe nu solu?ioneaz?, de bun? sam?, problema p?str?rii fondului
genetic al plantelor, deoarece la оnmul?irea prin semin?e nu se reproduc
оntotdeauna toate caracterele, pe care dorim s? le p?str?m. Afar? de
aceasta, multe plante se оnmul?esc numai pe cale vegetativ?. Оn astfel de
cazuri fondul genelor poate fi p?strat numai prin conservarea la mare frig
a ?esuturilor din zona de cre?tere (meristem) ?i a embrionilor cultiva?i оn
afara organismului (structurile embrionare), precum ?i a celulelor sexuale
?i somatice.
Cea mai bun? metod?, оns?, va fi nu p?strarea celulelor, chiar dac?
оntotdeauna vom putea ob?ine din ele o plant? оntreag?, ci p?strarea
meristemelor care ofer? posibilitatea de a restabili complect ?i de a
оnmul?i genotipul dat. Оn cazul utiliz?rii meristemelor, metodele de
regenerare a plantelor au fost elaborate deja pentru 60 de specii ?i ele se
aplic? larg оn practic?.
O alt? metod? special?, care face posibil? p?strarea genotipului ini?ial
este cultivarea embrioizilor ob?inu?i din celulele somatice sau din polen,
cвnd anterele sоnt cultivate in vitro.
Pвn? оn prezent s-a reu?it a se restabili cultura de celule, dup? ce ele
s-au aflat оn azot lichid, ale plopului, paltinului, m?tr?gunei, morcovului
?. a. Celulele morcovului au p?strat capacitatea de a regenera plante
оntregi. La tutun s-a reu?it a se «оnvia» embrioizii dezghe?a?i, crescu?i
оntr-o cultur? de antere. Dup? aceea din ei s-au ob?inut plante.
A?a dar, pentru crearea unei b?nci de gene ale plantelor, e nevoie de
colec?ii mari de semin?e, de congelarea polenului, a celulelor,
embrioizilor ?i ?esuturilor meristemice cultivate, din care este mai u?or a
regenera planta.
Оntreaga opera?ie de p?strare a celulelor const? din urm?toarele etape
principale: preg?tirea culturii de celule, ad?ugarea la ea a
crioprotectorului, congelarea programat?, p?strarea оn azot lichid,
dezghe?area, оndep?rtarea (sp?larea) crioprotectorului, determinarea
viabilit??ii celulelor, recultivarea (adic? restabilirea culturii) ?i, dac?
este posibil ?i necesar, regenerarea plantelor.
14.3 Fondul genetic al plantelor
Activitatea economic? ?i de produc?ie a omului a devenit un factor ce
amenin?? existen?a multor specii de animale. Numai de la оnceputul
secolului al XVII au disp?rut de pe planet? 150 specii de animale s?lbatice
?i p?s?ri, dintre care 75 au disp?rut оn ultimii 50 de ani. Оn Cartea Ro?ie
a Asocia?iei interna?ionale de protec?ie a naturii au fost оnscrise 768
specii ?i 371 subspecii de animale vertebrate, iar оn Cartea Ro?ie a fostei
Uniunii RSS — 92 specii ?i subspecii de mamifere, 80 specii de p?s?ri, 35
specii de reptile, 209 (!) specii de insecte ?. a. m. d.
Reducerea num?rului de specii amenin?? existen?a lor, iar reducerea
num?rului de indivizi ai fiec?rei specii duce la reducerea variet??ii
genetice.
Unul dintre factorii de accelerare a ritmului de reducere ?i de
dispari?ie a multor specii este stresul, cauzat de civiliza?ie. Оntr-o
situa?ie deosebit de periculoas? se afl? aborigenii, adic? rasele locale de
animale. Dintre cele 145 de rase, crescute оn Europa, 115 sоnt оn
dispari?ie.
Uneori savan?ii reu?esc s? salveze unele specii amenin?ate de nimicire
complet? prin оnmul?ire оn condi?ii artificiale. Astfel a fost salvat?
antilopa, orixul alb, renul-lui-David. La оnceputul acestui secol оn
parcurile zoologice ale Europei r?m?sese doar 16 reni din aceast? specie.
Оn prezent num?rul lor e le 400. Dup? cel le-al doilea r?zboi mondial pe
teritoriul brani?tei Belovejscaia a r?mas un singur zimbru. Datorit?
eforturilor comune ale speciali?tilor sovietici ?i polonezi num?rul lor s-a
m?rit treptat pвn? la 1000.
Оnmul?irea оn captivitate a speciilor rare de animale s?lbatice pвn? la
num?rul cвnd nu mai exist? pericolul de dispari?ie este o metod? ce s-a
оndrept??it. De acest lucru se ocup? оn prezent savan?ii de la 800 de
parcuri zoologice ale lumii, оn care se оntre?in 161 specii de mamifere ?i
72 specii de p?s?ri. Оn fosta URSS se оntre?ineau оn parcuri 127 specii ?i
subspecii de animale. Оn parcurile zoologice din lume se nasc. bun?oar?, оn
fiecare an 200 de pui de tigru-de-Amur, care a devenit o raritate оn locul
s?u de ba?tin?.
Оn procesul de cre?tere a animalelor оn parcurile zoologice se isc? de
bun? sam?, o serie de probleme. Una dintre acestea este оnmul?irea
animalelor s?lbatice оn captivitate, C?ci la multe dintre ele dispar
deprinderile comportamentului sexual ?i matern. Pe de alt? parte, din cauza
оnmul?irii prin оncruci?area rudelor apropiate se reduce varietatea
genetic?. Popula?ia din 50–100 de indivizi poate asigura p?strarea doar a
unei jum?t??i din fondul genetic al speciei. Dar оn parcurile zoologice
este imposibil a оntre?ine asemenea grupuri numeroase de animale, mai ales
ale mamiferelor mari. ?i, оn sfвr?it, apare problema dezvolt?rii la pui a
deprinderilor necesare pentru via?? оn libertate.
Nu оncape оndoial? c? formele cele mai fire?ti ?i de aceea ?i cele mai
eficace de protec?ie a fondului genetic al speciilor rare de plante, precum
?i de animale sunt rezerva?iile ?i parcurile na?ionale. Оn prezent оn lume
exist? peste 40 mii de astfel de institu?ii. Оn fosta URSS existau141
rezerva?ii, 12 parcuri na?ionale ?i 2700 teritorii, rezerva?ii cu o
suprafa?? total? de aproape 57 milioane de hectare. Оn RM exist? 2
rezerva?ii – «Codru», pe teritoriul raioanelor Nisporeni ?i Str??eni, ?i
«P?durea R?denilor» оn raionul Ungheni. Suprafa?a lor total? este de
aproape 11 mii hectare. Curвnd vor fi organizate оnc? dou? rezerva?ii:
«Beleu» оn raionul Vulc?ne?ti ?i «Golful de la Goean» оn raionul Dub?sari.
Se prevede ?i crearea unui parc na?ional pe teritoriul gospod?riei Orhei, o
rezerva?ie de faun? «Lвng? Prut» оn raionul Glodeni ?i «?oimul» оn raionul
Camenca.
Ce se poate, оns?, face cu speciile al c?ror num?r de indivizi s-a redus
la limit? ?i care sunt amenin?ate s? dispar? complect, dac? au r?mas оn
via?? numai femele sau numai masculi? Cum trebuie s? proced?m, ca s?
оnapoiem specia naturii?
Оn februarie 1976 la Centrul ?tiin?ific de cercet?ri biologice din
Pu?cino al A? a fostei URSS s-a ?inut o consf?tuire neobi?nuit?. Ea a fost
consacrat? problemei p?str?rii speciilor de animale pe cale de dispari?ie
prin conservarea genelor lor. Ini?iativa acestei consf?tuiri оi apar?ine
profesorului B. N. Veprin?ev, care a emis ideea cu privire la colectarea ?i
conservarea genomilor (garnitura de gene) animalelor, pentru ca оn viitor,
dac? va fi necesar ?i vor apare posibilit??i tehnice, s? fie regenerate din
ele speciile disp?rute.
Tocmai aceast? idee a fost pus? оn discu?ie la Pu?cino. Consf?tuirea a
aprobat propunerea de a se conserva genomii sub form? de celule sexuale ?i
celule somatice, precum ?i embrionii, cu toate c? multora ideea li s-a
p?rut utopic?.
Dar numai peste doi ani participan?ilor la Asambleia general? a
Asocia?iei interna?ionale de procreare a naturii, ce a avut loc la A?habad,
propunerile lui Vepreian?ev nu le-au mai p?rut chiar atвt de ireale. Ideea
salv?rii faunei pe cale de dispari?ie prin crearea unor depozite de gene
conservate sau a unor b?nci genetice s-a r?spвndit larg ?i a atras nu numai
aten?ia biologilor, ci ?i a savan?ilor de cele mai diverse specialit??i.
A?a dar, este vorba de conservarea genomilor din care оn viitor se vor
ob?ine animale. Acest lucru a devenit posibil dup? ce au fost stabilite
primele succese оn conservarea spermei ?i a celulelor somatice, iar оn
ultimii ani ?i a unor embrioni оntregi, fapt despre care am relatat destul
de am?nun?it оn capitolul precedent.
Оnc? la sfвr?itul deceniului al patrulea – оnceputul deceniului al
cincilea a fost elaborat? tehnica conserv?rii prin congelare la temperaturi
joase a spermei vitelor cornute mari. Dac? p?str?m sperma taurului оn azot
lichid cв?iva ani, ea nu-?i pierde capacitatea de fecundare, cu toate c?
50% din spermatozoizi per оn timpul congel?rii.
Tehnica aceasta a fost perfec?ionat?, conservвndu-se sperma a 100 de
specii, inclusiv a mamiferelor: a iepurelui de cas?, arm?sarului, taurului,
?apului, cвinelui, cerbului, elanului, lamei, bizonului, maimu?ei ?. a.
Sunt create b?nci de sperm? congelat? a speciilor s?lbatice, оn special a
celor rare ?i pe cale de dispari?ie. La centrul de medicin? din Tehas este
conservat? sperma a 98 specii de mamifere.
Mai exist? o metod? de p?strare a celulelor sexuale masculine a speciilor
de animale pe cale de dispari?ie: congelarea testiculelor masculilor
pieri?i оn scopul implant?rii lor viitoare animalelor castrate.
La temperatura de – 196°CE (temperatura azotului lichid) celulele о?i
p?streaz? viabilitatea zeci ?i sute de ani. S-a dovedit c? descenden?a
taurilor, sperma c?rora a fost p?strat? 25 de ani, este absolut normal?. Оn
celule, la aceast? temperatur? de p?strare, nu se produc nici un fel de
reac?ii biochimice. Calculele experimentale ?i teoretice arat? c? timpul
optim de p?strare a celulelor sexuale оn stare congelat? este de cel pu?in
200 de ani. Prin urmare, memoria genetic? despre aceste animale nu va
dispare f?r? urm?, ea se va p?stra timp оndelungat, ?i urma?ii, primind-o
drept mo?tenire, vor putea reвnvia ?i admira speciile disp?rute demult.
Exist? dou? c?i de regenerare a speciilor de la care s-a p?strat numai
sperma congelat?. Prima – fecundarea ovulului femelei de alt? specie. Este,
de fapt, o hibridizare interspecific?. Deocamdat? exist? numai hibrizi
naturali оn urma оncruci??rii dintre lup ?i cвine. Iar hibridul creat pe
cale artificial? prin оncruci?area morunului cu cega – besterul – prezint?
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38
|