Страница - 26

§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

Название центра	Географическое положение	Виды
1. Тропический (Южноазиатский)	Индия, Индокитай, Южный Китай, Тропическая Азия	Рис, сахарный тростник, множество плодовых и овощных культур
2. Восточноазиатский	Центральный и Восточный Китай, о. Тайвань, Япония, Корея	Ñоя, просо, плодовые и овощные культуры
3. Юго-Западноазиатский	Малая Азия, Иран, Афганистан, Ñредняя Азия, Кавказ, Ñеверо-Западная Индия	Пшеница, рожь, многие зерновые, бобовые, вино­град, плодовые культуры

4. Средиземноморский	Страны, расположенные по берегам Ñредиземного моря	Многие кормовые растения (клевер, одноцветковая чечевица), многие овощные культуры, маслины
5. Абиссинский	Небольшой район Афри­канского материка	Зерновое сорго, 1 вид ба­нанов, масличное растение нут, особые формы пшени­цы и ячменя
6. Центральноамерикан­ский	Южная Мексика, Центральная Америка, Вест-Индские острова	Кукуруза, длинноволокни­стый хлопчатник, какао, род тыквенных, фасоль
7. Андийский (Южноамериканский)	Часть района Андийского горного хребта вдоль западного побережья Южной Америки	Многие клубненосные растения, такие как кар­тофель, некоторые лекар­ственные растения (хинное дерево и др.)

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

Название центра	Географическое положение	Домашние животные
Китайско-Малайский	Вьетнам, Лаос, Таиланд, Восточный Китай	Свинья, куры, утка, тутовый шелкопряд
Индостанский	Индия, Северный Пакистан, Бирма, Непал	Буйвол, собака, павлин, куры, сиамская кошка, пчела
Юго-Западноазиат­ский	Северная и Восточная Турция, Сирия, Иран, Ирак, Кавказ, Афганистан	Крупный рогатый скот, ло­шадь, овца, коза, одногорбый верблюд, свинья, голубь

Средиземноморский	Страны Средиземноморья	Крупный рогатый скот, лошадь, овца, свинья, утка, нильский гусь, кролик
Южноамериканский	Южная Америка вдоль западного побережья	Лама, альпака, индейка, морская свинка
Африканский	Страны Северной и Восточной Африки	Страус, цесарки, кошка, собака, осел, свинья

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.