Методи на изкуствен подбор: методологичен и несъзнателен. Избор. Учението на Чарлз Дарвин за изкуствения подбор Какво се образува в резултат на изкуствения подбор

Селекцията се основава на изменчивостта и наследствеността. Разнообразието от културни форми на животни и растения идва от единични прародителски форми. Породите и сортовете се различават по характеристики, които отразяват различни човешки интереси. Това е резултат от многопосочна естествена променливост и изкуствен подбор, извършен от хората. Природата доставя последователни промени, а човекът ги обобщава в полезна за себе си посока, приспособявайки животните и растенията към своите цели. Вариациите осигуряват само материал за подбор; новите форми се създават от човека, който натрупва промените, които желае, в продължение на поредица от поколения.

Изкуственият подбор е процес на създаване на нови породи животни и разновидности на култивирани растения чрез систематично запазване на индивиди с определени белези и свойства, които са ценни за хората в продължение на няколко поколения, като същевременно се насърчава тяхното възпроизводство.

Дарвин разграничава две форми на изкуствен подбор.

Несъзнателен изкуствен подбор. Най-ранната форма на процеса на подбор. Неговата същност се състои в това, че човекът не си е поставил за цел да подобри своите опитомени животни и култивирани растения, а се е стремял да запази най-добрите животни и най-добрите семена за възпроизводство. Така са унищожени по-малко ценни животни и растения. Така се появиха тънкорунните овце, уханните рози, високомаслените сортове слънчоглед и др.

Методичният изкуствен подбор се провежда от края на 18 век и се състои в това, че селекционерът съзнателно си поставя определена задача и внимателно подбира производителите, които най-добре отговарят на целите, като изхвърля останалите. Методическата селекция винаги е творчески процес, който води до формиране на нови породи и сортове по предварително обмислен проект.

В съвременното разбиране изкуствената селекция е начин хората да създават чрез хибридизация (кръстосване) високопродуктивни породи животни и сортове растения. Изкуственият подбор се основава на изолирането на естествени популации и селективното кръстосване на организми, които притежават черти, желани за хората.

Формите на изкуствен подбор са:

Инбридингът е инбридинг на индивиди с цел запазване и разпространение на желани черти. Продължителното инбридинг обаче води до намаляване на плодовитостта, увеличавайки броя на хомозиготните генотипове.

Аутбридинг – несвързано размножаване – кръстосване на индивиди от генетично различни популации (обикновено между различни сортове и линии). Увеличаването на хибридната мощност се дължи на увеличената хетерозиготност в резултат на смесване на гени.

Принципи на изкуствения подбор.

Изменчивост и наследственост. Без променливостта появата на нови форми би била невъзможна, тъй като само променливостта на организмите осигурява нов материал за селекция.

Подбор и възпроизвеждане на малък брой „най-добри“, най-съвършени индивиди и елиминиране (елиминиране) от процеса на възпроизвеждане на всички по-малко съвършени форми.

Натрупването на положителни промени в резултат на селективно възпроизвеждане само на най-съвършените форми, повтарящи се в продължение на няколко поколения.

Изкуствен подбор- основата на всеки процес на подбор. Позволяването на кръстосване само на индивиди, надарени с някакви свойства и характеристики, необходими на хората, е изкуствен подбор. Още в древността, когато човекът започва да опитомява животни и да култивира растения, той използва несъзнателен подбор , оставяйки за размножаване най-подходящите според него индивиди. В същото време той няма ясна цел каква конкретна порода или сорт трябва да се развие, още по-малко очертани конкретни начини за решаване на проблема. Въпреки това нашите предци, живели преди 5-10 хиляди години, успяха да постигнат блестящи резултати - опитомиха почти всички видове съвременни домашни животни (кон, магаре, овен, коза, котка, куче, говеда) и култивираха основните зърнени видове ( пшеница, овес, ечемик, ръж).

Обикновено се нарича селекция, извършена в съответствие с целите и въз основа на познаване на генетичните характеристики на обекта методичен подбор . Това е, което сега се използва в развъждането.

Има два метода за избор - маса И индивидуален . Масовата селекция се използва за множество организми, обикновено житни растения, а индивидуалната селекция се използва за развъждане на породи домашни животни с ниска плодовитост и брой потомци от кръстосване, както при говеда, не повече от един. Материал от сайта

Процесът на масов подбор изглежда така. Първо, изследователят поставя задачата, например, да разработи сорт хлебна пшеница (този вид пшеница съдържа шест комплекта хромозоми, за разлика от твърдата пшеница, която е тетраплоид), която да бъде не само високопродуктивна, но и устойчива към гъбични заболявания. Първо, изходният материал е избран за избор. Те могат да служат например за различни високопродуктивни сортове, които обаче не са устойчиви на патогенни гъби (фиг. 74). Всеки от тези сортове се засажда в отделна зона и се излага на патогени (от гръцки патос- страдание и генезис).В резултат на това във всяка област остават единични незасегнати растения. Зърното от тези растения се събира и се засява отново на следващата година. От него растат много по-устойчиви растения; гъбичките засягат не повече от половината от всички индивиди. Полученото зърно от второ поколение се засява през третата година. Това поколение се оказва доста стабилно: около 90% от растенията устойчиви (от английски съпротива- устойчивост, противопоставяне) на гъбични заболявания. Остава да се установи кой от избраните сортове в процеса на селекция за устойчивост на патогенни гъби е запазил висока продуктивност и да продължи да работи с него, за да получи нов сорт растения. Очевидно този проблем не може да бъде решен за три до пет години. Това обикновено отнема десетилетия.

При изкуствен подбор човек постоянно подбира най-добрите производители и най-доброто потомство и ги отглежда. Характеристиките, по които се прави изборът, могат да бъдат много различни: както икономически, така и естетически.

Форми на изкуствен подбор (според Дарвин):

• Несъзнателен подбор- това е селекция, при която целта не е създаването на нов сорт или порода. Хората запазват най-добрите според тях индивиди и унищожават (отстраняват) най-лошите. В селските райони и в наше време собствениците извършват несъзнателна селекция с кокошки, кучета и гълъби. Несъзнателният подбор е възникнал много отдавна, от момента, в който кучето е опитомено. Несъзнателният подбор води до промени в растенията и животните, до подобряване на породите и сортовете, до създаване на нови местни породи и сортове. Желаният резултат от тази селекция се формира бавно, но може да бъде впечатляващ. Така по време на археологически разкопки в Перу са открити царевични зърна 34 пъти по-големи от съвременните. Предците на таджиките (согдийците) са отглеждали кайсии, чиито плодове съдържат до 70% захар. Изсъхвайки по дърветата, тези плодове не паднаха.
• Методически подбор- това е селекция, извършвана от човек по определен план, с конкретна цел - създаване на порода или сорт. Методичният изкуствен подбор се характеризира със следните характеристики:
• поставя се цел: развъдчикът решава кои признаци трябва да се променят и в каква посока, т.е. определя се посоката на селекция (яйценосност, месест, красив гребен, красива опашка, красиво оперение);
• съставя се план за създаване на порода (сорт): кои породи (сорт) и в какъв ред трябва да бъдат кръстосани, какви видове кръстосване да се използват;
• създават се специални условия за живот;
• методическият подбор е творчество.

Механизмът на методичния изкуствен подбор

• В стадо, в стадо, в поле, в градина, човек, сред много индивиди, идентифицира индивид с характеристиките, от които се нуждае. За да получат организми с желаните качества, хората използват не само естествени мутации, но и такива, получени по изкуствен път - чрез използването на мутагени.
• Избират се необичайни индивиди – индивиди с необичайни характеристики.
• Прави се селекция.
• Избраните индивиди се кръстосват.
• Потомството се бракува.
• Селекцията, кръстосването и бракуването се извършват отново до получаване на желания резултат.
• От поколение на поколение човек методично подбира за развъждане (за размножаване) тези производители, при които избраният признак е изразен в най-голяма степен.
• Поради относителната изменчивост настъпва преструктуриране и на други характеристики в организмите, което води до появата на сорт с нови характеристики.

Примитивен методичен подборе бил в Древен Египет: 3000 г. пр.н.е. д. Там са се отглеждали 3 вида пшеница и 3 форми ечемик. В Китай 2 хиляди години пр.н.е. д. Извършена е селекция на говеда, коне и декоративни растения. В Древен Рим, според Плиний Стари (23-79), са култивирани следните сортове пшеница: италийска, беотийска, сицилианска, понтийска, херсонска, африканска, египетска. Вторичният методически подбор възниква в Европа през втората половина на 18 век в Холандия и Англия.

Методичният подбор е в основата на подбора. Използвайки методичен подбор, човекът създава голямо разнообразие от сортове (домати - 50, цариградско грозде - 300, пшеница - 400, грозде - 1000, круши и рози - по 5 хиляди, ябълкови дървета - 10 хиляди) и породи (коне - 150, кокошки - 250, овце - 250, кучета - 350, говеда - 400, гълъби - 500).

Не всички видове организми са еднакво податливи на изкуствен подбор. . По този начин има по-малко породи коне, отколкото кучета. Не всички видове се променят значително под въздействието на изкуствения подбор. Под влияние на изкуствения подбор камилите, северните елени и яковете са се променили много малко. Това се дължи на факта, че условията на живот след опитомяването не се различават много от тези, в които са живели техните предци.

Когато създава своята еволюционна теория, Дарвин разчита на развъдния материал на своето време. По това време са били известни голям брой сортове култивирани растения и породи домашни животни. Техните предци са били един или повече диви видове. Например, всички известни породи домашни кучета са произлезли от вълка или чакала. Известни породи овце са потомци на архари или муфлони, а изненадващо разнообразие от гълъби произлизат от скалния гълъб. Съвременните сортове зеле произлизат от няколко форми на диво зеле, срещащи се днес в Европа.

В условията на доминиране на идеите за постоянството и неизменността на видовете за Чарлз Дарвин беше важно да покаже как се формира тяхното разнообразие. Поради това той подробно обосновава позицията за променливостта на живите организми.

Дарвин идентифицира три форми на променливост: определена (групова), неопределена (индивидуална) и корелативна (корелативна).

Определена (групова) променливост — появата на идентични характеристики във всички индивиди и тяхното потомство под влияние на променен фактор на средата.

Известна променливост е широко разпространена. При липса на храна животните губят тегло в студен климат, бозайниците имат по-дебела козина. Листата на растенията, изложени на различно осветление, се различават по форма и т.н. Известна вариативност повишава адаптивността на организма към специфични условия на околната среда, но не се наследява. Тоест, когато условията на околната среда се променят, потомството не запазва характеристиките, придобити от техните родители.

Несигурна (индивидуална) променливост — появата в отделен индивид в рамките на един сорт, порода, вид на нова черта, която не е открита при родителите. Така в рамките на една и съща порода зайци могат да се наблюдават различни цветове на козината. В рамките на един сорт узамбарски теменужки има различни цветове на цветята. Дарвин отбеляза, че дори при сходни условия на околната среда, потомството на двойка родители се различава едно от друго. Тази форма на изменчивост е резултат от специфичното влияние на условията на живот върху всеки отделен организъм. Истинските причини за несигурната променливост не са били известни на Дарвин. За водещ материал за еволюционния процес ученият обаче смята нейната наследственост и в резултат на това значителното разнообразие от индивиди. Постепенно Дарвин стига до извода, че само наследствени индивидуални промени в организмите, защото само те могат да се натрупват и предават от поколение на поколение.

Корелативна променливост — промяна в един орган или част от тялото след промени в други части на тялото.

Например, при постоянно упражнение на долните крайници, домашните породи патици развиват ръб на бедрената кост за прикрепване на мускулите. При блатните птици удължаването на шията е придружено от едновременно удължаване на крайниците. Тази форма на променливост е много важна в развъдната практика. В този случай селекционерът може да предвиди отклонения от оригиналната форма и да избере черти в желаната посока.

Освен изменчивостта, Дарвин смята наследствеността за важен фактор в еволюцията.

Наследствеността е способността на организмите да предават своите характеристики и свойства на своите потомци..

Впоследствие Г. Мендел в своите закони (за еднаквостта на хибридите от първото поколение и разделянето на знаците във второто поколение) обяснява механизмите на наследяване на знаците. По този начин, според Дарвин, наследствеността и променливостта са общи свойства на всички живи организми. Те са основните предпоставки за еволюционния процес.

Изкуствен подбор

Изучавайки причината за разнообразието от породи животни и сортове растения, Дарвин започва да изяснява механизмите на тяхното възникване. Ученият отбеляза, че в древността хората са се стремели да запазят най-ценните екземпляри от животни и растения и да получат потомство от тях. В течение на поколенията такива ценни черти се натрупват и закрепват. Това осигури по-добро възпроизводство на стадото при животните и повишен добив при растенията. Тази сила, която постепенно води до появата на нови породи животни и сортове растения, Дарвин нарича изкуствен подбор.

Изкуственият подбор е процес на селекция от човека на икономически най-ценните животни и растения и тяхното използване за по-нататъшно развъждане.

Дарвин идентифицира две форми на изкуствен подбор - несъзнателен и методичен. При несъзнателен подборчовек не си поставя за цел да създаде нова порода или сорт. Чрез възпроизвеждането на някои индивиди и премахването на други, той бавно променя характеристиките на организмите, които са полезни за него. Това е най-древната форма на изкуствен подбор.

Например, човек е избрал пшенични растения с най-големите, най-здрави и най-дълго съхранявани семена за последващо засяване. Кравите са селектирани въз основа на млечността и месодайността, а овцете - на базата на плътността на вълната.

Благодарение на този диференциран подход някои характеристики на размножаващите се индивиди се подобряват от поколение на поколение. В резултат на това една несъзнателна форма на изкуствен подбор бавно, но сигурно доведе до формирането на нови породи и сортове.

Методически подбор- целенасочено развъждане от хора на породи животни или сортове растения. В този случай развъдчикът обръща внимание на качествата, които са най-желани за него в конкретни условия. След това той проектира породата или сорта. Въз основа на наследствената променливост на организмите, човек целенасочено избира двойки за кръстосване. Той също така осигурява максимално развитие и консолидиране на желаните характеристики от поколение на поколение.

Например, породите крави се отглеждат за месодайност или млечност. Породи кокошки - по производство на яйца, количество месо и дори бойни качества, кучета - по способност за различни видове лов, служебно използване, декоративност и др.

Теория на изкуствения подборпоказа, че това е основният механизъм, който обуславя появата на разнообразие от културни растения и домашни животни. В същото време Дарвин подчертава особеното значение на несъзнателния подбор. Разбира се, неговият ход е в много отношения подобен на онези явления, които се случват в природата. Следователно именно несъзнателният подбор е свързващото звено между изкуствения и естествения подбор.

Създадената от Дарвин теория за изкуствения подбор днес не само не е загубила своето значение, но и е разширила обхвата си. По времето на Дарвин изходният материал за създаване на нови породи животни и сортове растения е избран от природата. Днес, благодарение на методите на биотехнологиите и генното инженерство, се получава изходен материал за по-нататъшна селекция с определени характеристики. Благодарение на успехите на генното инженерство са получени нови генетично модифицирани сортове зърнени култури, домати, картофи и други култури, които са по-продуктивни и устойчиви на болести.

Днес производството на човешки инсулин е създадено с помощта на генетично модифицирани бактерии, отглеждани са нови породи мишки за научни изследвания и т.н.

Генетично модифицираният организъм (ГМО) е жив организъм, чийто генотип е целенасочено променен от хората за научни или икономически цели с помощта на методи на генно инженерство. Например беларуски и руски учени въведоха в генома на козите човешки ген, отговорен за синтеза на протеина лактоферин. Сега този протеин ще се съдържа в големи количества в козето мляко. Притежавайки, според учените, уникален антибактериален ефект, лактоферинът ще бъде незаменим при формирането на имунитет при деца, хранени с бутилка.

Понастоящем постиженията на беларуските животновъди позволиха да се осигури селското стопанство със собствени породи животни и сортове растения. Породите черношарени и големи бели свине отговарят на всички международни стандарти. Този факт се потвърждава от международните животновъдни изложения. Собствените сортове на повечето култивирани растения, отглеждани в Беларус, напълно отговарят на природните и климатични условия на републиката.

В променящите се природно-климатични условия на нашата страна устойчивостта на културните растения към пролетни мразове е много важна. Друг негативен климатичен факт може да бъде ниската температура на въздуха по време на периода на цъфтеж на растенията. В тази връзка местните животновъди са разработили сортове ябълкови дървета, които са устойчиви на пролетно замръзване: Verbnoye, Zaslavskoye, Belorusskoye Sladoe и др.

Така съвременните успехи в селекцията, основани на използването на генетични постижения, различни методи на кръстосване и мутагенеза, потвърждават творческата роля на изкуствения подбор, отбелязана от Дарвин в неговата еволюционна теория.

Дарвин идентифицира три форми на променливост: определена (групова), неопределена (индивидуална) и корелативна (корелативна). Изкуственият подбор е основният механизъм, който определя появата и разнообразието на сортове културни растения и породи домашни животни. Дарвин описва две форми на изкуствен подбор: несъзнателен и методичен.

Понятието „изкуствен подбор“ се отнася до процеса, който хората извършват, за да подобрят съществуващите организми, както и за формирането на нови, по-полезни видове.

В рамките на своя вид животните и растенията могат да варират значително. Чарлз Дарвин успя да обясни откъде идва това разнообразие в своите научни трудове. Дълго време той изучава доклади от изложби на домашни животни, провежда изследвания върху историята на породите и сортовете, анализира изменчивостта на видовете и техния произход.

През 1868 г. той публикува завършен научен труд, озаглавен „Изменения в животните и растенията в опитоменото състояние. Чарлз Дарвин за първи път разделя понятието „вариация“ на няколко вида селекция.

Учението на Дарвин за изкуствения подбор

Изкуственият подбор в биологията е важна стъпка към селекцията на по-силни и по-устойчиви видове.

Чарлз Дарвин отбеляза, че въпреки огромните разлики между видовете, те имат много от същите характеристики. Благодарение на това сходство различни породи и сортове могат да се кръстосват и да дават здраво потомство.

Например, изследванията на Дарвин върху историята на появата на различни породи пилета доведоха до разбирането, че всички съществуващи в момента пилета са произлезли от един предшественик, който е дивото пиле банкер. Този вид все още се среща в Индия. По същия начин проучваният анализ на историческия материал показа на учения, че всички опитомени кучета са произлезли от вълци, а различните сортове зеле имат първоначалните гени на дивото европейско зеле. Дарвин се интересува особено от изучаването на гълъби, чиито черепни скелети са се променили значително с течение на времето.

Изучавайки изменчивостта, Дарвин отбелязва зависимостта на развитието в отделните видове именно на тези характеристики, от които хората се нуждаят най-много. Тази зависимост се състоеше във факта, че животновъдите винаги избираха само най-добрите екземпляри за размножаване и беше дадена дефиницията на „изкуствена селекция“. Например, по време на селекцията на породи домашни птици бяха разработени породи за месо, които показаха добро наддаване на тегло.

Причини за променливостта:

• Влияние на външни условия (температура, влажност, наличие на храна);
• кръстосване на различни видове;
• упражняване на органи (тяхното присъствие или отсъствие);
• корелативна зависимост на части от тялото.

Основата на теорията на Дарвин беше твърдението, че всички видове и форми на живи организми, опитомени от хората, са претърпели сериозни промени. Дори и най-малката промяна в условията на живот може да предизвика промяна и тези промени засягат по различен начин всички представители на животинския и растителния свят. Тази способност за промяна съществува във всички организми.

Характеристики на изкуствения подбор

Естественият и изкуственият подбор имат значителни разлики. Изкуственият подбор, за разлика от естествения, е от голямо значение в селското стопанство, тъй като с негова помощ получените видове са по-съобразени с изискванията. Осъществява се чрез разделяне на генотипа, което води до появата на нов фенотип с нови свойства на организма.

Изкуствен и естествен подбор, сравнителна таблица:

Изкуствен подбор: методологичен и несъзнателен
Знак	Изкуствен подбор	Естествен подбор
Селективен фактор	Човек	Природата
Материал	Наследствена черта	Наследствена черта
Необходимо време за избор	5-15	Милениум
Обект за избор	Индивидуални представители или техни групи	Популация на вида
Място на избор	Институции за научни изследвания	Екосистема
Резултат	Подобряване на качеството на сортовете и породите	Видове, адаптирани да оцеляват в екосистема

Форми на изкуствен подбор и тяхната връзка

Дарвин идентифицира методични и несъзнателни форми на изкуствен подбор.

Несъзнателен подбор- Това е една от най-ранните форми на селекция. Хората не са се стремили да подобрят животинския и растителния свят, а са се опитвали да запазят добрите видове домашни животни и култивирани растения, като са подбирали най-добрите екземпляри с цел размножаване. За храна са използвани видове, които не са подходящи за тази цел.

Несъзнателният подбор се случва без ясно дефинирана задача. Например, ако има две крави, собственикът ще заколи за месо тази, която не дава мляко или го дава в по-малко количество. В този пример собственикът не избира целенасочено по-продуктивна крава, нямайки желание да отглежда нова порода.

Същото се правеше и с растения, които дават по-малко плод или не издържат добре на суша - семената на такива растения се изхвърляха, за да се избегне слаба реколта. Тази форма на селекция е доста примитивна и нейният положителен ефект се проявява след дълъг период от време.

Методически подборсе различава от несъзнаваното по конкретно поставената задача - да се създаде нова порода или сорт растение. Методичният подбор е съзнателен избор на нова форма на организъм с определени характеристики и параметри.

Например голямо тегло, висока плодовитост или устойчивост на вредители. Познавайки целта, животновъдът подбира най-подходящия изходен материал, който съдържа нужните му характеристики, създава добри условия за живот и поддържа подходящи грижи. От всяко отгледано поколение се подбират само онези видове, които притежават необходимите характеристики, като продължава стриктна селекция до появата на вид, който отговаря на зададените параметри.

При съзнателен подборследва цялостно изследване на избрания за целите на подбора изходен материал. За удобство е създадена сертификация на домашни любимци и са записани стандарти за породи и сортове.

Селекция, изкуствена селекция

Основните методи за отглеждане на растения и животни са хибридизация и изкуствена селекция. Кръстосването на различни сортове и видове е основният метод за подобряване на генетичното разнообразие.

Видовете изкуствен подбор се делят на масаИ индивидуален. Селекцията по време на масовата селекция е насочена към запазване на малка група индивиди, в които са идентифицирани ценни параметри. Чистите линии не могат да се получат чрез масова селекция, тъй като произвежда генетично различни форми - хетерозиготни. Чистите линии са резултат от индивидуална селекция, която се извършва многократно за получаване на хомозиготни индивиди.