В биологии растений мимикрия Вавилова (также мимикрия сельскохозяйственных культур или мимикрия сорняков [1] ) — это форма мимикрии у растений , при которой сорняк эволюционирует, приобретая общие характеристики с сельскохозяйственным растением в результате поколений непроизвольного искусственного отбора . Она названа в честь русского генетика растений Николая Вавилова .
Отбор против сорняка может происходить путем уничтожения молодого или взрослого сорняка, путем отделения его семян от семян урожая путем провеивания или обоими способами. Этот процесс действовал со времен неолита , создавая вторичные культуры, такие как рожь и овес, путем имитации злаков, таких как пшеница .
Вавиловская мимикрия — это форма мимикрии у растений , при которой сорняк или культура эволюционируют , чтобы разделять характеристики с культурой через поколения искусственного отбора . [2] Иногда ее называют мимикрией культур или мимикрией сорняков. [3] Она названа в честь Николая Вавилова , выдающегося русского генетика растений . [2]
Эволюционные биологи описывают мимикрию с точки зрения трех ролей для участвующих видов: имитатор, модель и обманщик. Имитатор — это вид, который в некотором роде напоминает модель, создавая обман; обманщик — это вид, который обманывают. [2]
Вавиловская мимикрия является дизъюнктной, что означает, что вовлеченные имитатор, модель и обманщик принадлежат к разным видам. В терминах Жоржа Пастера, модель «приятна для обманщика», тогда как в бейтсовской мимикрии модель «запрещает обманщику». [2] Вавиловскую мимикрию можно классифицировать как репродуктивную, поскольку она предоставляет имитатору возможность воспроизводиться — например, когда фермер непреднамеренно высевает семена ржи как пшеницу, или когда проростки ржи или старые растения непреднамеренно позволяют расти на пшеничном поле, потому что они выглядят как пшеница. Ее можно далее считать агрессивной (как паразитической), поскольку ее распространение происходит за счет предполагаемого урожая: если на поле больше ржи, то меньше пшеницы. Наконец, в случае вторичных культур ее можно считать мутуалистической, поскольку и рожь, и фермер, который выращивает и ест рожь, получают выгоду от этого процесса. [2]
Делберт Винс утверждал, что вторичные культуры нельзя классифицировать как имитаторы, потому что они являются результатом искусственного, а не естественного отбора , и потому что селективным агентом является машина . [4] Пастер указывает, что «косвенный искусственный отбор» является непроизвольным и, таким образом, ничем не отличается от естественного отбора. Фермеры не хотят, чтобы сорняки становились все более трудноотделимыми от их культур, удаляя сорняки, которые не похожи на культуры, но у них нет выбора, потому что альтернатива — позволить сорнякам процветать. [2] Пастер добавляет, что ручной отбор происходит со времен неолитической революции , когда никакая техника не использовалась. [2]
Среди злаков рожь ( Secale cereale ) произошла от дикой ржи ( Secale montanum ), широко распространенного средиземноморского вида. Изначально рожь была просто сорняком, растущим вместе с пшеницей и ячменем , но попала под такое же селективное давление , как и сельскохозяйственные культуры. Как и пшеница, она приобрела более крупные семена и более жесткие веретена, к которым прикреплены семена, поскольку фермеры (намеренно или нет) отбирали зерна, оставшиеся на растении. Сорняки, такие как рожь, отбирались путем уничтожения молодых или взрослых растений, отделения ее семян от семян урожая (веяние) или и того, и другого. Кроме того, пшеница является однолетним растением , тогда как дикая рожь является многолетним . В конце каждого вегетационного периода пшеница дает семена, тогда как дикая рожь — нет, и поэтому уничтожается при обработке почвы после сбора урожая . Однако случайные мутанты дают семена; они были защищены от уничтожения, и рожь, таким образом, также эволюционировала, чтобы стать однолетним растением. [1]
Рожь — более выносливое растение, чем пшеница, выживающее в более суровых условиях. Будучи предварительно адаптированной как культура посредством мимикрии пшеницы, рожь затем была позиционирована как культурное растение в областях, где почвенные и климатические условия благоприятствовали ее производству, например, в горной местности. [5]
Эту судьбу разделяют и овсы ( Avena sativa и Avena byzantina ), которые также переносят более плохие условия и, как рожь, растут как сорняк рядом с пшеницей и ячменем. Происходя от дикого вида ( Avena sterilis ), он, таким образом, стал самостоятельной культурой. И снова, как пшеница, рожь и другие злаки, овес развил жесткие веретена, которые не дают семенам легко падать, в то время как другие характеристики, которые помогают в естественном распространении, стали рудиментарными , включая ости , которые позволяют им самостоятельно закапываться. [5]
Рыжик посевной или рыжик посевной ( Camelina sativa linicola ) очень похож на лен Linum usitatissimum и встречается вместе с ним в поле. Рыжик посевной является потомком Camelina gabrata , дикого вида; его подвидовое название linicola означает «тот, что живет со льном». Прополка взрослого растения нецелесообразна; вместо этого их разделяют на основе свойств семян . Это делается с помощью веялки , которая в этом случае действует как неодушевленный приемник сигнала или обманщик. Таким образом, были отобраны семена, которые бросаются на то же расстояние, что и семена льна, что делает практически невозможным разделение семян этих двух видов. [5] [6]
Повилика льняная ( Cuscuta epilinum ) — это лиана, которая растет вокруг льна и льняных растений. Как и в других случаях, ее семена стали крупнее. Распространенным стал мутантный сорт с двойными семенами, поскольку размер семян снова стал признаком, на который действовал отбор. [5]
Отбор может также происходить на вегетативной стадии, путем ручной прополки. Прополка часто происходит, когда культурное растение очень молодое и наиболее уязвимое. Echinochloa oryzoides , вид травы, который встречается как сорняк на рисовых полях ( Oryza sativa ), выглядит как рис, и его семена часто смешиваются с рисом и их трудно разделить. Это близкое сходство было усилено процессом прополки, который является непреднамеренной селективной силой, которая увеличивает сходство сорняка в каждом последующем поколении. [6]
