Культурные растения

Культурные растения (plantae cultae) — растения, специально выращиваемые человеком для удовлетворения своих потребностей. Их используют в качестве пищи, источника волокна, лекарств, красителей, эфирных масел, корма для животных, а также в декоративных целях и так далее.

Общее число видов культурных растений превышает 25 тысяч, что составляет около 10% от всех известных видов высших растений. Они относятся почти к 50 семействам. При этом основную массу растительных продуктов питания для человечества обеспечивает всего около 20 видов. Например, рис является основным продуктом питания для примерно двух третей населения Земли.

История окультуривания растений началась в каменном веке и поначалу представляла собой бессознательный искусственный отбор. Позже полезные виды стали целенаправленно разводить около жилищ, преимущественно в центрах их происхождения. Миграции народов, развитие мореплавания и торговли способствовали распространению растений по разным регионам планеты. В новых условиях эти растения изменялись, давая начало новым формам. К бронзовому веку сформировалось примитивное земледелие, а позднее для создания разнообразия форм стала применяться искусственная гибридизация.

Почти все современные культурные растения были одомашнены за несколько тысячелетий до нашей эры (свыше 6 тысяч лет). К наиболее древним из них относятся:

Лишь немногие виды были окультурены уже в нашей эре, например, сахарная свёкла, каучуконосная гевея и хинное дерево. Обычно в пределах родов, состоящих из множества видов, окультурены лишь единицы. Так, из 200 видов льна окультурен только один, а из 70 видов подсолнечника — подсолнечник масличный и топинамбур.

Происхождение и разнообразие

Происхождение современных культурных растений разнообразно:

  1. Одни происходят от ныне живущих дикорастущих видов, но сами в дикой природе не встречаются.
  2. Другие (например, многие кормовые травы) до сих пор произрастают в диком состоянии.
  3. Третьи были созданы человеком путём гибридизации. К ним относятся:

Культурные растения — это результат длительного искусственного отбора. Процесс введения в культуру новых видов продолжается, особенно интенсивно — среди кормовых, лекарственных и технических растений. Современная селекция основывается на фундаментальных открытиях биологии, в первую очередь — генетики.

Особенности культурных растений

Культурные растения обладают рядом отличительных черт, не свойственных их диким предкам:

  • Отсутствие естественного ареала: Они широко распространены по разным странам и континентам независимо от места своего происхождения. Например, родина кукурузы, подсолнечника и картофеля — Центральная и Южная Америка, а первичный очаг хлебных злаков — Передняя Азия.
  • Замена естественной эволюции селекцией: Эволюционный процесс направляется человеком в сторону улучшения полезных свойств: урожайности, содержания белка, крахмала и других ценных веществ.
  • Ключевая роль мутаций и гибридизации: Основными инструментами селекции являются спонтанные и искусственные мутации, гибридизация между разными видами, а также полиплоидия (увеличение числа наборов хромосом). Большинство культурных растений — полиплоиды, что часто обеспечивает повышение количества и качества продукции.
  • Утрата естественных средств распространения: Существование этих видов целиком зависит от их возделывания человеком.
  • Изменчивость полезных органов: Для культурных растений характерно увеличение размеров и высокая изменчивость (полиморфизм) именно тех частей, которые имеют хозяйственную ценность (плоды, семена, клубни).
  • Сложность систематики: Постоянный обмен генетическим материалом между разными формами приводит к выраженному смешению признаков, что затрудняет их чёткую ботаническую классификацию.

Ассортимент культурных растений продолжает расширяться по мере углублённого изучения их физиологии, биохимического состава и экологических особенностей.

Современный контекст и вызовы

Для удовлетворения потребностей быстро растущего населения Земли (только зерновых культур ежегодно требуется около 1,2 миллиарда тонн) необходимы:

  1. Расширение посевных площадей за счёт освоения пустынных, полупустынных регионов, горных склонов и земель в арктических широтах.
  2. Создание новых форм растений, устойчивых к экстремальным условиям: засухе, засолению почв, холоду, болезням и вредителям.

Современная селекция активно использует методы генной инженерии и молекулярной маркерной селекции, что позволяет целенаправленно и значительно быстрее создавать сорта с заданными свойствами. Важным направлением стало также возвращение к изучению и использованию генетического разнообразия диких предков и местных (аборигенных) сортов культурных растений для повышения их устойчивости и адаптивности.