Ce este clonarea plantelor și de ce este nevoie?

Auzind cuvintele „clonă” și „clonare”, mulți își amintesc oile Dolly și experimente în intestinele laboratoarelor misterioase, de unde creaturi create ca și cum ar fi o copie de carbon. De fapt, clonele vegetale ne înconjoară pretutindeni și nu există niciun motiv să ne temem de ele!

Clonele sunt înspăimântătoare și nefirești pentru natură? Această întrebare este uneori pusă de clienții companiei noastre, care sunt obișnuiți deja să cumpere plante obținute „dintr-o eprubetă”, adică prin metoda micropropagării clonale. Să încercăm să înțelegem ce este clonarea, clonarea și ce au acești termeni cu grădinile noastre.

Clona: o poveste de concept

Pentru prima dată, termenul „clonă” a fost propus de celebrul biolog englez John Haldane (1963). O clonă (tradusă din greacă - „crenguță”, „împușcare” și „urmaș”) este unul sau mai multe organisme noi care au apărut dintr-o parte sau întregul organ al corpului mamei.

Cel mai adesea, o persoană se confruntă cu clonarea în lumea plantelor. Ramura de coacăz, care și-a dat rădăcinile într-un pahar de apă, este un exemplu: un tufiș de coacăz este corpul mamei, iar ramura separată de ea și rădăcini luate este un organism nou, tânăr sau o clonă. Adică, când înrădăcinați un tulpină de crizantemă sau o frunză de violet, sunteți angajați în clonare reală!

Mărimea părții plantei-mamă nu contează, poate fi o jumătate de tufiș de bujor sau doar o celulă din corp. Pentru a clona o plantă, principalul lucru este să plasați o parte din ea în condiții în care ar putea crește într-un întreg organism. În același timp, noua plantă va avea aceleași proprietăți și semne ca mama.

Plantele se clonează

Un exemplu de butași de coacăz poate duce la ideea că clonarea nu este un fenomen natural, deoarece este o persoană care separă o crenguță și o pune în apă, nu planta în sine. Dar să vedem cum clonarea este obișnuită în natură. Multe exemple te pot surprinde prin surprinderea lor..

Cel mai cunoscut „amator” al clonării - căpșuni de grădină (Fragaria ananassa). În fiecare an, formează mai multe lăstari lungi numiți stoloni (mustăți). La capetele mustaței, se dezvoltă tufe noi - rozete care prind rădăcini.

Atâta timp cât tânărul priză este conectat la mamă, este de fapt ramura sa, dar această afecțiune este temporară. Tânăra priză devine o plantă independentă anul următor, când mustața, conectând-o la priza mamă, moare. Deci, în mod natural, clonarea are loc în natură.

În stânga este o plantă de căpșuni de grădină, cu mustață și rozete tinere de clonă (un exemplu de clonare naturală). Drept - clonarea căpșunilor în condiții artificiale

S-ar putea părea că clonarea nu este prea comună în natură și este o excepție, nu o regulă. Cu toate acestea, aceasta este doar o aparență: printre vegetația din jurul nostru, puteți găsi multe exemple de clonare naturală.

Un mod similar de a crea propriile copii pe care le folosesc căpșunile este gâscă cinquefoil (Potentilla anserina) și înăbușitor înfiorător (floarea-broaștei repens). Aceste plante formează și o mustață cu rozete de frunze la capete. Așezându-se pe site-uri, buruienile pot deranja grav proprietarii grădinii din cauza acestei metode de reproducere.

Potentila de înflorire - o buruiană cu un potențial uimitor de clonare, binecunoscută tuturor grădinarilor

Plante care se clonează de bună voie. În stânga este tiarella cu o lovitură lungă cu mustață, care a dat deja naștere. În dreapta este binecunoscutul clorofit interior, cu o plantă tânără nouă, pe un peduncul lung

Multe plante recurg la o tactică diferită, deși similară, de clonare.. Afine de pădure (Vaccinium myrtillus) Este, de asemenea, un excelent specialist în propria clonare. Totul începe cu un tufiș care crește dintr-o sămânță. Formează două tipuri de lăstari: vertical, cu frunze portante și orizontal, subteran. Lăstarii orizontali, târâți în grosimea așternutului forestier, se diverge radial în direcții diferite, se ramifică și se formează lăstari laterali. Așa se formează afine, ca dimensiuni destul de impresionante.

Timp de câțiva ani, toate tufișurile de afine rămân conectate între ele prin încolțirea lăstarilor orizontali. De-a lungul timpului, în centrul „bucșei orizontale” în expansiune, cele mai vechi tufe dispar. Un astfel de afine începe să semene cu așa-numitele „inele vrăjitoare” - cercuri formate din diverse tipuri de ciuperci atunci când miceliul crește..

Din acest moment, legătura dintre tufișurile de afine este întreruptă, acestea devenind plante independente. Așadar, afinele își creează imediat o mulțime de copii, adică se clonează.

Arbust tânăr de afine

Plante acvatice - înregistrări de clonare

Reprezentanții uneia dintre familiile plantelor acvatice - roșu de apă (Hidrohariacee) - considerate adevărați maeștri ai clonării. Această familie este bine cunoscută acvariștilor și meditatorilor din grădină. Experții în apă și apă au stăpânit perfect aceeași metodă de propagare-clonare pe care o practică căpșunile..

Cel mai cunoscut reprezentant al apei și al curselor este cap comun de săgeată (Sagittaria sagittifolia), rezident al râurilor și lacurilor temperate. Formând lăstari orizontali (biciuri), se răspândește rapid de-a lungul fundului rezervorului. Împușcătorul formează nu numai o mustață, ci și tuberculii care transportă o sursă de nutrienți pentru descendenții clonelor.

În stânga este o plantă cu flori de săgeată. În dreapta este mustața capului de săgeată cu o plantă tânără cu clonă (în cerc)

Un reprezentant tipic al acestei familii este strat de apă (Hydroharis) - formează și o mustață. El este cel care acoperă sălcii de coastă cu frunze mici, asemănătoare cu frunzele de nuferi minusculi. Această firimitură este capabilă să strângă suprafața unui mic iaz peste vară, răspândindu-se cu ajutorul unei mustațe, care sunt purtate accidental de păsări de apă pe labe, ajutând planta să se înmulțească. 

Există o plantă din familia acvatică care, datorită capacității sale inegalabile de a clona, ​​a reușit să cucerească un întreg continent. Este elodea canadiană (Elodea canadensis), sau cum se mai numește „ciuma apei”. La începutul secolului XIX, această plantă, agățată de părțile inferioare ale navelor, „a scăpat” din America de Nord, a traversat Oceanul Atlantic și a căzut în apele proaspete ale Europei.

Cu ajutorul propagării vegetative (clonare), s-a răspândit în toată Europa și este deja o plantă obișnuită în apele Siberiei. Acesta este un exemplu principal al unui experiment global de clonare naturală..

Vorbind despre clone și clonare, este imposibil să ignorăm cea mai impresionantă înregistrare stabilită în regatul vegetal. dumbravă plop în formă de aspen (populus tremuloide) - clona faimoasa.

Analiza genomului plantelor din acest arbore a arătat că toți copacii săi au același genotip și sunt descendenți vegetativi ai aceleiași plante. Suprafața ocupată de clonă este de 43 ha, vârsta gropii este de 80.000 de ani. Această clonă i se dă chiar un nume - Pando (tradus din lat. - „răspândind peste tot”).

Clonarea în lumea animalelor

Nu este mai puțin surprinzător faptul că animalele stăpâneau și clonarea. De la cursul de biologie școlară, mulți își aduc aminte de un mic animal prădător - hidră (Hydra). Pentru ea, clonarea este destul de naturală: pe suprafața laterală a corpului tulpin se formează o creștere sub formă de crenguță, la sfârșitul căreia gura se taie și apoi se crește tentaculele. După câteva zile, tânăra hidră este separată de corpul părintelui și începe o viață independentă..

Hidra obișnuită cu un rinichi tânăr - un exemplu de clonare naturală în lumea animalelor

Chiar și animalele acordate stăpâneau clonarea (acordul este predecesorul coloanei vertebrale), adică rude îndepărtate ale unei persoane.

În acest fel se poate multiplica ascidie (Ascidii). La vârsta larvei, arată ca un pește micuț. După ceva timp, larva își atacă capul de piatră și suferă modificări, în timpul cărora se formează noi indivizi pe corpul său - clone ale organismului părinte.

Clonare grădinărit

Putem spune că natura a depășit într-o oarecare măsură omul în arta clonării și acest fenomen nu este deloc străin de cursul natural al lucrurilor. Omul a adoptat de mult această metodă de a reproduce copii ale organismelor care îi interesează și, mai ales, plantele. Există multe metode de clonare sau cum se numește în mod obișnuit în raport cu plantele - propagarea vegetativă. Este vorba de butași, separarea mustăților (de exemplu, cu căpșuni sălbatice), stratificare, altoire, separarea tufișurilor.

La începutul secolului XX, știința a oferit grădinăritului o nouă metodă de reproducere - în vitro (in vitro) sau o cultură de țesuturi și organe izolate ale plantelor. Esența metodei este că părți ale organelor sau ale organelor individuale (de obicei de dimensiuni reduse) ale plantelor sunt sterilizate și plasate în condiții sterile izolate, unde sunt cultivate pe un mediu nutritiv artificial. Tuburile închise ermetic sau alte vase transparente acționează de obicei ca condiții izolate..

Containere gata de vânzare cu plante clonate

Întrebarea logică va fi: de ce să punem o parte din plantă în condiții sterile izolate? Într-adevăr, de exemplu, o frunză sfâșiată de Saintpaulia este un organ separat și poate fi cultivată cu ușurință într-un pahar cu apă.

Cert este că în anii 1920, biologii s-au apropiat de nevoia de a răspunde la întrebarea: care este partea minimă a unei plante care poate crește într-un întreg organism? Încercând să crească organe individuale și părțile lor, luate din diferite plante, oamenii de știință s-au confruntat cu un obstacol semnificativ: cu cât fragmentul izolat al plantei este mai mic, cu atât este mai mare riscul de deteriorare a bacteriilor și ciupercilor la care a fost expusă. Încercările de a cultiva fragmente de plante sterile în condiții izolate au arătat că chiar și o bucată foarte mică de plantă, dacă este lipsită de spori de bacterii și ciuperci, poate rămâne în viață mult timp și chiar să crească!

Experimentul a făcut posibilă regenerarea plantelor întregi capabile să înflorească din celule individuale. La urma urmei, pentru a crește un organism cu drepturi depline, în care sute de mii de celule, dintr-o bucată mică, formată din doar câteva sute sau zeci de celule, este necesară o cantitate semnificativă de nutriție și energie..

Mediu de cultură pentru clonare

Mediul de cultură artificială este singura componentă a tehnologiei de reproducere în vitro, introdus de om. Dar practic nu există substanțe străine naturii în acest mediu. Este format din:

• complex echilibrat de săruri minerale-
• zaharoză (zahăr fără impurități)-
• vitaminele (B1, B3, B6, B8, C) necesare pentru a menține creșterea-
• hormoni (substanțe care reglează și direcționează creșterea în direcția necesară).

Prezența hormonilor în mediu poate avertiza iubitorii de produse ecologice. Dar să reamintim istoria acestei metode de reproducere. Omul de știință francez Georges Morel în 1960 a dezvoltat și propus tehnologia de propagare în masă a orhideelor ​​în cultură în vitro. Și una dintre componentele principale ale mediului, care la acea vreme a înlocuit funcția hormonilor, până în anii 80 a fost sucul de nucă de cocos.

Sucul de nucă de nucă de cocos conține aceiași hormoni care acum sunt adăugați separat mediului nutritiv, ceea ce înseamnă că substanțele care pot părea componente nedorite „artificiale” s-au dovedit aproape una dintre cele mai naturale.

Tehnologia propusă de J. Morel vă permite să propagați rapid și eficient aproape orice plantă. I s-a dat numele - micropropagare clonală. Majoritatea rododendronilor și orhideelor ​​vândute astăzi în florării au fost produse prin această metodă specială. Este deosebit de remarcabil faptul că această tehnologie uimitoare vă permite să propagați în cantitatea necesară de plante, care de obicei sunt capabile să producă procese doar o dată pe an..

O altă caracteristică unică a tehnologiei este aceea că propagarea plantelor se realizează în condiții izolate, care permit clonelor să fie ferite de boli fungice, bacteriene și virale. Absența bolilor este cheia dezvăluirii complete a potențialului plantei.

Sperăm că acum cuvântul clonă a devenit mai înțelegător și nu atât de înspăimântător, iar clonarea și tehnologia micropropagării clonale vă vor inspira să vă îndepărtați de aceste procese interesante..

Acum această tehnologie a devenit mai aproape și mai accesibilă ca niciodată: cu ajutorul acesteia, se obține material de plantare de înaltă calitate din diverse culturi. Noi, angajații companiei NPP MICROCLONE LLC, vă mulțumim pentru atenție și vă vom bucura să vă prezentăm mai aproape de lumea micropropagării clonale.