Центры происхождения культурных растений

Центры происхождения культурных растений — это географические области (регионы) Земли, в которых исторически возникли, были введены в культуру и начали возделываться человеком основные виды сельскохозяйственных растений. Концепция центров происхождения была разработана советским учёным-генетиком и селекционером Николаем Ивановичем Вавиловым в первой половине XX века. Она лежит в основе современной теории селекции, генетических ресурсов растений и биоразнообразия.

История и развитие концепции

Предпосылки

До работ Вавилова учёные (в частности, Альфонс Декандоль и Чарльз Дарвин) высказывали идеи о географическом происхождении культурных растений, но не создали целостной системы. Вавилов, опираясь на данные ботаники, археологии, лингвистики и собственные экспедиции, в 1920–1930-х годах сформулировал учение о центрах происхождения.

Экспедиции Вавилова

В период с 1920 по 1940 год Вавилов и его сотрудники совершили около 180 экспедиций по всему миру, включая страны Средиземноморья, Эфиопию, Иран, Афганистан, Индию, Китай, Японию, Центральную и Южную Америку. Было собрано более 250 тысяч образцов семян и растений, что позволило создать крупнейшую в мире коллекцию генетических ресурсов (ныне — Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова, ВИР, Санкт-Петербург).

Эволюция теории

Первоначально Вавилов выделил 8 центров. Впоследствии, с уточнением данных, число центров менялось. В 1935 году он опубликовал работу «Ботанико-географические основы селекции», где описал 8 основных центров. Позднее, в 1940-х годах, он сократил их до 7, объединив некоторые области. Современные исследователи (например, П. М. Жуковский, А. И. Купцов) дополнили и уточнили классификацию, выделив до 12 центров.

Основные центры происхождения (по Н. И. Вавилову)

Вавилов выделил следующие первичные центры, где земледелие возникло независимо и где сосредоточено наибольшее генетическое разнообразие культур:

1. Южноазиатский тропический центр

• География: Индия (включая современные территории Бангладеш, Пакистан), Индокитай, острова Юго-Восточной Азии (Индонезия, Филиппины).
• Ключевые культуры: рис, сахарный тростник, цитрусовые (лимон, апельсин), манго, банан, кокосовая пальма, баклажан, огурец, чёрный перец, имбирь, чай (в горных районах).
• Значение: один из древнейших очагов земледелия, дал миру около 33% всех возделываемых растений.

2. Восточноазиатский центр

• География: Центральный и Восточный Китай, Корея, Япония, Тайвань.
• Ключевые культуры: соя, просо (чумиза, могар), гречиха, редька, капуста (пекинская, китайская), лук, чеснок, хурма, персик, абрикос, слива, тутовое дерево (шелковица), чай (вторично).
• Значение: родина многих зерновых и бобовых, а также плодовых культур умеренного пояса.

3. Юго-Западноазиатский центр (Переднеазиатский)

• География: Малая Азия (Турция), Иран, Афганистан, Закавказье (Армения, Грузия, Азербайджан), Средняя Азия (Узбекистан, Таджикистан, Туркменистан).
• Ключевые культуры: пшеница (все виды, включая мягкую и твёрдую), рожь, ячмень, овёс, горох, чечевица, нут, лён, конопля, виноград, яблоня, груша, айва, гранат, инжир, миндаль, грецкий орех, дыня, морковь, репа, шпинат.
• Значение: важнейший центр происхождения злаков и плодовых. Именно здесь, в регионе «Плодородного полумесяца», около 10–12 тысяч лет назад началась неолитическая революция — переход к земледелию.

4. Средиземноморский центр

• География: побережье Средиземного моря (Италия, Греция, Испания, Северная Африка, Ближний Восток).
• Ключевые культуры: маслина (олива), капуста (кочанная, цветная, брюссельская, кольраби), свёкла (сахарная, кормовая, столовая), клевер, люцерна, вика, лён (масличный), горчица, тмин, петрушка, сельдерей, укроп, лаванда, розмарин.
• Значение: центр кормовых трав, овощных и эфиромасличных культур. Многие виды были введены в культуру в Древней Греции и Риме.

5. Абиссинский центр (Эфиопский)

• География: Эфиопское нагорье (современная Эфиопия, Эритрея).
• Ключевые культуры: твёрдая пшеница (дурум), ячмень (голозёрный), сорго, кофе (арабика), теф (злак), нут (особый вид), кунжут, кастор, арбуз.
• Значение: уникальный центр, где земледелие возникло независимо от других регионов. Отличается высокой эндемичностью — многие виды встречаются только здесь.

6. Центральноамериканский центр

• География: Южная Мексика, Гватемала, Гондурас, Коста-Рика.
• Ключевые культуры: кукуруза (маис), фасоль (обыкновенная, лимская), тыква (мускатная, крупноплодная), перец стручковый (капсикум), агава (для пульке и сизаля), какао, авокадо, папайя, табак, хлопчатник (американский, длинноволокнистый).
• Значение: родина кукурузы — одной из трёх главных зерновых культур мира. Здесь были одомашнены многие важнейшие овощи и технические культуры.

7. Андийский центр (Южноамериканский)

• География: Перу, Боливия, Эквадор, Колумбия, Чили, Аргентина (горные районы Анд).
• Ключевые культуры: картофель, томат, батат, маниок (кассава), фасоль (вьющаяся), арахис, ананас, земляника (чилийская), хинное дерево, кока (кустарник), табак (вторично), хлопчатник (южноамериканский).
• Значение: важнейший центр клубнеплодов и паслёновых. Картофель, томат и арахис стали глобальными культурами после Колумбова обмена.

Дополнительные центры (вторичные и уточнённые)

Современные исследователи выделяют также вторичные центры, где происходила гибридизация и отбор уже введённых в культуру видов:

• Европейско-Сибирский центр: рожь, овёс, лён, конопля, многие кормовые травы (тимофеевка, овсяница), яблоня (вторично), вишня, слива.
• Среднеазиатский центр (как часть Юго-Западноазиатского): рожь (вторично), горох, чечевица, нут, дыня, морковь, абрикос, виноград (вторично).
• Австралийский центр: эвкалипт, акация, некоторые виды хлопчатника (введены в культуру поздно).

Значение и применение

Для селекции

Знание центров происхождения позволяет селекционерам целенаправленно искать исходный материал для выведения новых сортов. В этих регионах сохраняется наибольшее генетическое разнообразие, включая дикие сородичи и примитивные формы, устойчивые к болезням, вредителям и неблагоприятным условиям. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, который гласит, что генетически близкие виды имеют сходные ряды наследственной изменчивости, что облегчает поиск нужных признаков.

Для сохранения биоразнообразия

Центры происхождения являются зонами концентрации генетических ресурсов растений. Их сохранение — задача мирового значения, так как они служат источником генов для адаптации сельского хозяйства к изменению климата и новым болезням. Международные организации (ФАО, CGIAR) поддерживают банки семян и генные банки, в том числе в странах этих центров.

Для истории и археологии

Концепция Вавилова помогла реконструировать пути распространения земледелия и миграции древних народов. Например, обнаружение в Китае древних сортов пшеницы, близких к переднеазиатским, подтвердило гипотезу о распространении земледелия из Передней Азии на восток.

Критика и развитие

Некоторые современные генетики и археоботаники уточняют теорию Вавилова. Во-первых, земледелие могло возникать в более широких ареалах, а не в строго ограниченных центрах. Во-вторых, многие культуры были одомашнены в нескольких местах независимо (например, рис — в Китае и Индии, ячмень — в Передней Азии и Эфиопии). В-третьих, с развитием молекулярной генетики стало возможным точнее определять места одомашнивания, и некоторые из них сместились (например, родина подсолнечника — Северная Америка, а не Южная, как считалось ранее). Тем не менее, общая схема Вавилова остаётся основой для понимания происхождения культурных растений.

Интересные факты

• Коллекция ВИР имени Н. И. Вавилова в Санкт-Петербурге насчитывает около 400 тысяч образцов и является одной из крупнейших в мире.
• Во время блокады Ленинграда сотрудники ВИР сохранили коллекцию, несмотря на голод, не съев ни одного зерна.
• В центрах происхождения часто встречаются растения-эндемики, которые больше нигде не растут в диком виде (например, теф в Эфиопии).
• Картофель, привезённый из Андийского центра, первоначально в Европе считался декоративным и ядовитым растением, пока не был оценён как продовольственная культура.

Источники

1. Вавилов Н. И. «Центры происхождения культурных растений» (1926).
2. Вавилов Н. И. «Ботанико-географические основы селекции» (1935).
3. Жуковский П. М. «Культурные растения и их сородичи» (1964).
4. Купцов А. И. «Введение в географию культурных растений» (1975).
5. Diamond J. «Guns, Germs, and Steel: The Fates of Human Societies» (1997) — о роли центров происхождения в истории.
6. Материалы Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР).