Биология для 8 класса — Соловьева А., Ибраимова Б.

§51. Искусственный отбор

Описывать значение искусственного отбора для селекции организмов

Что такое эволюция? Что такое естественный отбор? Кто проводит искусствен­ный отбор?

Селекция, эволюция и отбор. Как вы помните, главная причина эво­люции, по мнению Ч. Дарвина, – естественный отбор. Под естествен­ным отбором понимают процесс выживания организмов, лучше приспо­собленных к существованию в определенных природных условиях. То есть выживают и размножаются особи и виды, имеющие большее коли­чество полезных адаптаций. Хуже приспособленные организмы и виды погибают в ходе естественного отбора.

Искусственный отбор – это процесс разведения животных и растений с выгодными для человека качествами и признаками. Его ведут люди, а не природа. В результате этого процесса возникают и совершенствуются новые породы домашних животных и сорта культурных растений.

Процесс выведения человеком новых пород домашних животных и сортов культурных растений – это селекция. Ученый-генетик Н. И. Ва­вилов дал ей такое определение: «Селекция – эволюция, управляемая человеком».

Искусственный отбор как основной метод селекции. Основным мето­дом селекции был и остается искусственный отбор. Человек всегда пред­почитал оставлять для размножения животных и растения, обладавшие лучшими хозяйственными качествами. Долгое время этот процесс велся интуитивно, бессознательно и неметодично.

Первым домашним животным, которое приручили первобытные люди, была собака. По мнению антропологов, древние люди остав­ляли остатки пищи неподалеку от жилища, чтобы самые непугли­вые и дружелюбные из волков постоянно находились рядом. Для чего люди это делали? Они стремились к соседству с животными, способ­ными поднять шум и оказать сопротивление любому приближающе­муся хищнику, даже более крупному. Но при этом животные долж­ны были быть не агрессивными по отношению к людям. Иначе люди истребили бы их как потенциальную угрозу. Со временем сформирова­лись группы животных, у которых генетически закрепились адаптации, позволяющие жить рядом с людьми, получать от них пищу, уход и за­боту. Первым этапом в селекции животных всегда было одомашнивание, а в селекции растений – окультуривание.

Виды искусственного отбора. На ранних этапах развития люди не ставили себе цели вывести породу или сорт с заданными качествами. Такой вид искусственного отбора называется бессознательным. Тем не менее селекционеры древности создали прекрасные сорта пшеницы, бах­чевых культур, плодовых растений и винограда. В ХVIII в. селекционеры уже ставят перед собой конкретные цели – вывести породу или сорт со строго определенными качествами и параметрами. Такой вид искусствен­ного отбора называется методическим.

Можно выделить и другие виды искусственного отбора, например массовый и индивидуальный. Массовый отбор в селекции растений при­менялся часто. Ñемена зерновых, например пшеницы, просеивали через сито с разным диаметром отверстий. Наиболее крупное зерно оставляли для сева на следующий год, а остальное мололи. Но при этом никто не знал, из какого зернышка какой колосок в итоге получится.

Если отслеживать каждого из потомков от каждой родительской па­ры – это индивидуальный отбор. Именно такой вид отбора чаще приме­няется в селекции плодово-ягодных растений и крупного рогатого скота, лошадей, собак и т. д.

Настоящий большой шаг вперед удалось сделать, когда отбор по­полнился методом подбора производителей. Анализ производительных качеств родителей по потомству был разработан династией потомствен­ных французских селекционеров Вильморен, которые ввели в культуру свыше 450 сортов культурных растений. При этом особь оценивается не только с позиций обладания полезными качествами, но и как носитель этих качеств, передающий их потомству. Ведь и элитные родители по разным причинам могут дать потомство низкого качества.

Можно выделить и другие виды искусственного отбора. Например, негативный и позитивный отбор. При негативном отборе к размноже­нию не допускаются только худшие особи. Средних и лучших животных или растения люди размножают. А при позитивном отборе человек до­пускает к размножению только лучшие организмы. А средние и худшие используются, например, на муку, если это зерно, или на мясо, если это мясные животные.

Эволюция, селекция, естественный отбор; искусственный от­бор: бессознательный и методический, массовый и индивидуаль­ный, позитивный и негативный, подбор производителей по каче­ству потомства.

Знание и понимание:

1. Что такое селекция?
2. Объясните, почему искусственный отбор – основной метод селекции.
3. Опишите виды искусственного отбора.
4. Когда и как зародилась селекция?

Применение:

1. Определите связь между типами искусственного отбора и периодами развития человечества.
2. Сравните селекцию и эволюцию, искусственный и естественный от­боры.
3. Объясните значение искусственного отбора для селекции.

Анализ:

Выскажите ваше мнение о причинах того, что массовый и негативный отборы менее эффективны, чем индивидуальный и позитивный.

1. Докажите на примерах, что в результате искусственного отбора об­разуются организмы (сорта, породы), которые имеют гораздо меньше природных адаптаций, чем их дикие сородичи.
2. Нарисуйте схемы «Процесс селекции животных» и «Процесс селек­ции растений».

Синтез:

1. Напишите эссе на тему «Если бы я был селекционером».
2. Опишите роль селекции в обеспечении населения планеты продукта­ми питания.
3. Перечислите, в чем заключаются различия и сходство между про­цессами естественного и искусственного отборов.
4. Составьте схему «Виды искусственного отбора».

Оценка:

1. Обсудите, верно ли утверждение, что «селекция – это эволюция, управ­ляемая человеком».
2. Выскажите свое мнение о том, что группы животных и растений, воз­никшие в результате искусственного отбора, всегда проиграют диким видам в природной среде в ходе естественного отбора.

§52. Центры происхождения культурных растений и домашних животных

Изучать центры происхождения культурных растений и домашних животных

Каков первый этап в селекции животных и растений? Что вы знаете о Н. И. Ва­вилове?

Одним из важных разделов селекции было учение о предковых фор­мах. Ведущая роль в его разработке принадлежит выдающемуся учено­му-генетику Николаю Ивановичу Вавилову. Вместе с сотрудниками он осуществил в 20–30-е гг. ХХ в. более 60 экспедиций в разные уголки мира. Собранный в ходе этих исследований материал представлял собой предков культурных растений со всех континентов, кроме Австралии. Результатом этих многолетних исследований стала коллекция семенного материала всевозможных исходных диких форм. Она сохранилась и сей­час находится в Санкт-Петербурге, в Институте растениеводства. Коллек­тив института сберег этот бесценный генетический материал во время блокады Ленинграда в 1941–1943 гг., когда люди гибли от голода. Сей­час коллекция насчитывает более 300 тыс. экз.

Чтобы сохранить жизнеспособность семян, коллекционный матери­ал постоянно пересевается и таким образом самовозобновляется. Уже в 60–70-е гг. XX в. этот материал был использован для создания высо­копродуктивных сортов, благодаря которым удалось частично решить продовольственную проблему во многих странах Юго-Восточной Азии, например в Индии. И сегодня многие селекционеры России и мира поль­зуются этим бесценным генетическим материалом в своих работах.

Другим, не менее важным, результатом этой деятельности Н. И. Ва­вилова стало учение о мировых центрах происхождения культурных растений и их географическом распространении. Н. И. Вавилов руко­водствовался принципом, согласно которому возникновение того или иного сорта предполагалось там, где было найдено больше всего род­ственных ему диких видов (рис. 104). Подвергая комплексному анализу весь скопившийся после экспедиций материал, ученый выделил семь древнейших земледельческих мировых центров, в которых и зароди­лись основные виды культурных растений (табл. 6).

Таблица 6. Центры происхождения культурных растений

Во времена Н. И. Вавилова основными методами исследования диких предков культурных растений были сравнительно-анатомический и мор­фологический. Те места, в которых находилось наибольшее разнообра­зие жизненных форм, близких к культурным видам, и выявлялись как центры их происхождения. Еще тогда в одном из своих путешествий Н. И. Вавилов выдвинул предположение, что родина яблонь – ущелья гор близ Алматы. Современные ученые-генетики в ходе последних исследова­ний ДНК установили, что мировым центром происхождения культурных яблонь от диких предков действительно являются горные ущелья Казах­стана на границе с Кыргызстаном.

Центры одомашнивания животных тоже совпадают с районами древ­них цивилизаций, как и центры происхождения культурных растений. Выделяют шесть таких центров (табл. 7).

Таблица 7. Центры одомашнивания животных

Знание и понимание:

1. Объясните, для чего нужно изучать места обитания диких предков культурных растений и домашних животных.
2. Опишите виды растений, возникших в разных центрах их происхож­дения.
3. Объясните, когда и как возникли культурные растения и домашние животные.
4. Кто из ученых разработал учение о центрах происхождения культур­ных растений?

Применение:

1. Какие растения окультурены в Южноазиатском центре?
2. Назовите животных, одомашненных в Юго-Западноазиатском центре.
3. Сравните количество видов растений, окультуренных в разных цен­трах происхождения.

Анализ:

1. Нарисуйте схему «Центры происхождения культурных растений и одомашнивания животных как центры древних цивилизаций».
2. Проанализируйте процесс одомашнивания, выстроив животных в хро­нологической последовательности.
3. Покажите разницу между современными сортами растений и их древ­ними предками.
4. Покажите разницу между современными породами животных и их прародителями.

Синтез:

1. Дайте общее описание растений, выведенных в центрах окультурива­ния на территории Азии.
2. Дайте общее описание растений, выведенных в центрах окультурива­ния на территории Европы и Африки.
3. Дайте общее описание растений, выведенных в центрах окультурива­ния на территории Нового света.
4. Смоделируйте ситуацию: как изменились бы свойства растений и жи­вотных в результате окультуривания и одомашнивания сейчас? Какие методы применялись бы при их выведении?
5. Считаете ли вы, что генетические особенности первых окультуренных сортов могут быть использованы современными учеными эффектив­нее, чем их предшественниками? Ответ аргументируйте.

Оценка:

1. Напишите реферат о «зеленой революции». Мог бы этот процесс со­стояться без разработки учения о центрах происхождения культурных растений и сбора коллекции семян растений, являющихся предковы­ми формами и первыми культурными растениями?
2. Оцените значение процесса окультуривания растений как для челове­чества, так и для природы.
3. Оцените значение процесса одомашнивания животных как для чело­вечества, так и для природы.