|
Современная генетикаPentru sporirea eficacit??ii acestor sisteme de purificare pot fi «perfec?ionate» microorganismele folosite оn ele prin metode de inginerie genic?. Оn SUA a fost patentat? metoda de detoxificare biologic? a apelor de scurgere — acolo func?ioneaz? bacteriile pseudomonadei, c?rora le-au fost оncorporate plazmidele ce determin? sinteza proteinei, care separ? mercurul din compu?ii ei. Celulele uzate sоnt arse apoi, iar mercurul — separat din produsele lor de ardere. Dar din toate cele create pвn? оn prezent de natur? nimic nu poate fi comparat cu capacitatea fantastic? de adaptare, caracteristic? fiin?elor invizibile. Exist? bacterii care se pot afla оn hidrogen lichid (-252°C) timp de 20 de minute, iar temperatura de —200°C o suport? cвteva luni. Savan?ii americani au descoperit bacterii vii оn craterele vulcanilor de pe fundul oceanului. Ele tr?iesc ?i se оnmul?esc la o temperatur? de 250°C ?i la o presiune de 265 atmosfere. Pe fundul Oceanului Pacific a fost descoperit un izvor termal cu temperatura de 400°C. Оn acest «uncrop» tr?iesc nu numai bacterii, dar ?i unele molu?te ?i viermi. Diapazonul presiunii la care este posibil? via?a frapeaz? imagina?ia: de la 8 mii de atmosfere (drojdiile) pвn? la 0,001 milibari (semin?ele ?i «sporii). Imagina?ia noastr? refuz? s?- ?i prezinte acest lucru, dar unele specii de bacterii se simt normal оn apele reactorilor atomici la o doz? de radia?ie de 2—3 milioane de Rad. Pentru compara?ie, radia?ia natural? cronic? pe globul p?mвntesc variaz? оntre 48 de microrad ?i un rad pe an. De ce am caracterizat atвt de am?nun?it rolul multilateral pe care-l joac? fiin?ele vii? Pentru a clarifica c? f?r? ele omul nu poate exista. Оn procesul evolu?iei de sute de mii ?i milioane de ani, toate formele de via?? au selectat ?i au fixat оn aparatele lor genetice capacitatea de a se adapta perfect la condi?iile specifice de mediu. Оn majoritatea cazurilor aceste adapt?ri nu pot fi create de om оn mod artificial. 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? doar importan?? industrial?. Foarte complicate sunt cazurile de izolare fiziologic? a speciei, cвnd ea este incapabil? a se оncruci?a cu alte specii. Оn acest caz se poate aplica оns?mвn?area artificial? a femelelor. Este mult mai complicat cazul оn care sperma se dovede?te a fi ne viabil? оn filierele genitale ale femelei de alt? specie. Pentru a оnfrunta acest obstacol au fost elaborate metode de fecundare a ovulului оn eprubet?. Pentru 14 specii de mamifere au fost g?site medii potrivite оn acest scop. La 4 specii, dup? ce ovulele fecundate au fost introduse оn uterul femelei, acestea s-au dezvoltat оn pui. 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 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Рефераты бесплатно, курсовые, дипломы, научные работы, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |