Бактерии находятся в цитоплазме клеток в бактероидной ткани. Снаружи клубенек покрыт покровной тканью, между ней и бактероидной тканью находятся проводящие ручки, связанные с проводящей системой материнского корня. На кончике клубенька сохраняется образовательная ткань, благодаря которой он способен нарастать в длину. Между клетками корня и бактериями существует тесное биохимическое взаимодействие. Благодаря этому происходит синтез органических веществ с использованием молекулярного азота, недоступного в такой форме для высших зеленых растений. Часть веществ, синтезированных в клубеньках, усваивают бобовые растения, бактерии же используют различные вещества, находящиеся в корнях. Таким образом, бобовые растения и клубеньковые бактерии находятся в состоянии симбиоза.

Пример пищевой цепи:

Вопрос 1. Разнообразие сортов растений и пород животных – результат селекционной работы ученых. Закон Н. И. Вавилова о гомологических радах в наследственной изменчивости

Одна из главных проблем человечества – обеспечение пищей и сельскохозяйственным сырьем жителей Земли. Успехи современной генетики позволяют увеличивать урожайность сельскохозяйственных растений и повышать продуктивность животноводства. Соединив воедино генетику и селекцию, использовав удобрения, защитив растения от болезней и вредителей, можно обеспечить нужный для человечества рост пищевых и технических ресурсов.

Одним из первых ученых, отчетливо осознавших необходимость сбора и хранения генетического капитала, накопленного природой и тысячелетней практикой земледельцев и скотоводов, был Н. И. Вавилов. Одна из его главных заслуг – создание теоретической базы генетики и селекции – закона гомологических рядов.

Н. И. Вавилову удалось установить, что систематически близкие виды растений имеют сходные и параллельные ряды наследственных форм, и чем ближе друг к другу стоят виды по происхождению, тем резче проявляется сходство между рядами морфологических и физиологических признаков. Например у различных родов злаков (риса, пшеницы, ячменя и др.) были обнаружены сходные ряды наследственных изменений по остистости колоса, окраске, форме и консистенции зерна, скороспелости, холодостойкости, отзывчивости на удобрение и т. д.

На основе обобщения огромного количества наблюдений Н. И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости: виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов.

В основе гомологической изменчивости лежат две причины:

1) единство генетической структуры ближайших видов и родов, общность их происхождения;

2) определенное действие отбора в относительно сходных условиях внешней среды.

Использование закона гомологических рядов в селекции позволяет находить нужные, но отсутствующие в данное время у того или иного вида формы, если они имеются у родственного вида, или создавать их искусственно. У твердой пшеницы до 20-х гг. прошлого столетия были известны только остистые разновидности. Но наличие безостых разновидностей у мягкой пшеницы указывало на возможность нахождения или создания путем гибридизации безостых форм твердой пшеницы. Такие формы действительно были обнаружены Н. И. Вавиловым в Эфиопии, а А. П. Шехурдин вывел безостые сорта твердой яровой пшеницы.

На основании закона гомологических рядов были созданы безъязычковые формы ячменя, обнаружены и выведены формы и сорта чечевицы с зелеными семядолями, найдены формы сои с неопушенными бобами и т. д.

Гомологические ряды изменчивости имеются и у животных. Например, цветные расы (альбиносы, черные, голубые, горностаевые) известны у морских свинок, кроликов и некоторых других грызунов. У различных видов микроорганизмов обнаружены сходные биохимические наследственные изменения.

В настоящее время выращивается около 3000 полевых культур хорошо приспособленных к местным почвенно-климатическим условиям различных зон, высокоурожайных и ценных по качеству продукции. Большинство из них – результат работы генетиков. Причем можно смело сказать, что в будущем ожидаются еще большие достижения.

Вопрос 2. Агроценоз (агроэкосистема), его отличие от биогеоценоза. Пути повышения продуктивности агроценоза

Под влиянием сельскохозяйственного производства возникают искусственные экологические системы – агроценозы (поля, сенокосы, пастбища, сады, парки, лесные посадки). В промышленности также создаются искусственные экосистемы, например, для биологической очистки сточных вод, биотехнологического получения некоторых веществ, поддержания жизнедеятельности человека в космосе и др. В отличие от природных биогеоценозов, характеризующихся саморегуляцией, искусственные экологические системы для нормального функционирования нуждаются в том, чтобы человек сам поддерживал их гомеостаз, т. е. управлял ими.

В земледелии и лесном хозяйстве используют высокую продуктивность ранней фазы в сукцессиях естественных экосистем. Человек путем корчевания, выжигания, мелиорации, орошения свел многообразие продуцентов естественных биоценозов к начальным фазам развития экосистем с немногими (предпочтительно одним) продуцентами (монокультурой). По мере развития сельского хозяйства он сделал эти фазы постоянными, поддерживая монокультуры и снимая почти весь урожай. Это привело к неустойчивости искусственных сообществ по отношению к внешним факторам и к конкурирующим продуцентам (сорнякам) и консументам (вредителям).