Caractéristiques comparées de la sélection artificielle et naturelle. Caractéristiques comparées de la sélection naturelle et artificielle

Habiter dans conditions naturelles, il existe une variabilité individuelle, qui peut se manifester sous trois formes - utile, neutre et nocive. Habituellement, les organismes présentant une variabilité nocive meurent à différents stades de développement individuel. La variabilité neutre des organismes n'affecte pas leur viabilité. Les individus avec une variabilité bénéfique survivent grâce à un avantage dans les relations intraspécifiques, interspécifiques ou contre conditions adverses environnement.

sélection de conduite

Lorsque les conditions environnementales changent, les individus de l'espèce survivent dans lesquels la variabilité héréditaire s'est manifestée et, en relation avec cela, des signes et des propriétés se sont développés qui correspondent à de nouvelles conditions, et les individus qui n'avaient pas une telle variabilité meurent. Au cours de son voyage, Darwin a découvert que sur les îles océaniques où règnent des vents forts, il y a peu d'insectes à longues ailes et de nombreux insectes aux ailes rudimentaires et des insectes sans ailes. Comme l'explique Darwin, les insectes aux ailes normales n'ont pas pu résister aux vents violents sur ces îles et sont morts. Et les insectes aux ailes rudimentaires et sans ailes ne se sont pas du tout élevés dans les airs et se sont cachés dans les fissures, y trouvant un abri. Ce processus, qui s'est accompagné d'une variabilité héréditaire et d'une sélection naturelle et s'est poursuivi pendant plusieurs milliers d'années, a entraîné une diminution du nombre d'insectes à longues ailes sur ces îles et l'apparition d'individus aux ailes rudimentaires et d'insectes sans ailes. La sélection naturelle, qui assure l'émergence et le développement de nouvelles caractéristiques et propriétés des organismes, est appelée sélection du motif.

Sélection disruptive

Sélection disruptive- il s'agit d'une forme de sélection naturelle, conduisant à la formation de plusieurs formes polymorphes différentes les unes des autres au sein d'une même population.

Indicateurs	Sélection naturelle	selection artificielle
Matériel initial pour la sélection		Signes individuels du corps
Facteur de sélection		Conditions environnementales
La voie du changement favorable	Sélectionné, devenez productif	Rester, accumuler, être hérité
La voie des changements défavorables	Sélectionné, jeté, détruit	Détruit dans la lutte pour l'existence
Nature de l'action	Créatif - accumulation dirigée de signes au profit d'une personne	Créatif - sélection de traits adaptatifs au profit d'un individu, d'une population, d'une espèce, conduisant à l'émergence de nouvelles formes
Résultat de la sélection	Nouvelle variétés végétales, races d'animaux, souches de micro-organismes	Nouvelle espèce
Formulaires de sélection	Massif, individuel, inconscient, méthodique	Mobile, stabilisant, déstabilisant, perturbateur, sexuel

Leçon 5–6. amélioration des plantes

Matériel : tableaux de biologie générale, illustrant la diversité des races et variétés, les principales méthodes et réalisations de la sélection végétale.

PENDANT LES COURS

I. Test de connaissances

A. Test de connaissances orales

1. Ch.Darwin sur les raisons de la diversité des races et des variétés.
2. Formes de sélection artificielle et leurs caractéristiques.
3. Le rôle créateur de la sélection artificielle.

B. Travail de carte

№1. Pourquoi une race ou une variété peut-elle être considérée comme une population créée par l'homme, c'est-à-dire une population créée par la volonté et les efforts des gens?

№2. Montrez des exemples de l'influence de la sélection sur l'orientation de la formation des races et des variétés.

№3. Pourquoi la sélection massale est-elle utilisée pour les plantes allogames ? La sélection de masse produit-elle du matériel génétiquement homogène ? Pourquoi la re-sélection est-elle nécessaire pour la sélection de masse ?

II. Apprendre du nouveau matériel

1. Caractéristiques de la biologie végétale prises en compte dans la sélection

La sélection doit tenir compte les fonctionnalités suivantes biologie végétale:

– fécondité élevée et progéniture nombreuse;
– la présence d'espèces autogames ;
- la capacité de se reproduire par les organes végétatifs ;
– la possibilité de production artificielle de formes mutantes.

Ces caractéristiques des plantes déterminent le choix des méthodes de sélection.

2. Le croisement comme méthode d'augmentation de la diversité du matériel pour la sélection artificielle

Les principales méthodes de sélection végétale sont l'hybridation et la sélection. Habituellement, ces méthodes sont utilisées ensemble. L'hybridation augmente la diversité du matériel avec lequel travaille le sélectionneur. Mais en soi, le plus souvent, cela ne peut pas conduire à un changement délibéré des caractéristiques des organismes, c'est-à-dire les croisements sans sélection artificielle sont inefficaces. Le croisement est précédé d'une sélection rigoureuse des couples parentaux. Pour une recherche, une sélection et une utilisation réussies du matériel source grande importance ont les enseignements de N.I. Vavilov sur les centres d'origine plantes cultivées, sa loi des séries homologiques dans la variabilité héréditaire, les principes écologiques et géographiques de la taxonomie végétale, et également créé par N.I. Vavilov, ses disciples et étudiants collection de plantes agricoles.

L'hybridation peut être réalisée différents régimes. Il existe des croisements simples (appariés) et des croisements complexes (étapes, retours ou rétrocroisements).

Simple , ou double , est appelé croisement entre deux formes parentales, produit une seule fois. Une variété d'entre eux sont les soi-disant mutuel(réciproque) croisements. Rappelons que leur essence réside dans le fait que deux croisements sont effectués, et la forme paternelle du premier croisement est utilisée dans le second croisement comme maternelle, et la forme maternelle, respectivement, comme paternelle. De tels croisements sont utilisés dans deux cas : lorsque le développement du caractère le plus précieux est dû à l'hérédité cytoplasmique (par exemple, la résistance au gel de certaines variétés de blé d'hiver) ou lorsque la grenaison chez les hybrides dépend du fait que l'une ou l'autre variété est prise comme la forme maternelle ou paternelle. Des croisements réciproques montrent que parfois l'influence du cytoplasme de la variété maternelle est très importante.
Ainsi, à l'Institut de Recherche des Oléagineux. VS. Pustovoita (Krasnodar), à la suite de croisements réciproques de variétés de tournesol 3519 et 6540, des hybrides intervariétaux ont été obtenus, qui différaient significativement (de 2,5 fois) dans le degré de dommages causés par l'orobanche, selon la variété prise comme variété mère, et qui - comme forme paternelle. Naturellement, des hybrides plus résistants à l'orobanche ont été inclus dans le processus de sélection.

complexe appelés croisements dans lesquels plus de deux formes parentales sont utilisées ou la progéniture hybride est re-croisée avec l'un des parents. Une distinction est faite entre les croix composées étagées et arrière.
Hybridation par étapes complexes- Il s'agit d'un système de croisements successifs des hybrides résultants avec de nouvelles formes, ainsi que des hybrides entre eux. De cette façon, vous pouvez collecter en une seule variété meilleures qualités plusieurs formes originales. Cette méthode a d'abord été développée et appliquée avec succès par le célèbre éleveur soviétique A.P. Shekhurdin lors de la création de variétés de blé tendre de printemps Lutescens 53/12, Albidum 43, Albidum 24, Steklovidnaya, Saratovskaya 210, Saratovskaya 29, etc., ainsi qu'un certain nombre de variétés de blé dur de printemps.
À rétrocroisements les hybrides résultants sont croisés avec la forme parentale dont ils veulent améliorer le trait. Si de tels croisements sont répétés plusieurs fois, ils sont appelés saturer, ou absorption(rétrocroisements). Dans ce cas, l'hybride est saturé avec le matériel génétique de l'un des parents, et le matériel génétique de l'autre parent est déplacé (absorbé), et un ou plusieurs gènes responsables d'un trait précieux restent dans le génome hybride, par exemple , résistance à la sécheresse ou résistance à l'une des maladies. En règle générale, les formes sauvages locales, le plus souvent peu productives, sont utilisées comme donneurs de ces caractères, c'est pourquoi les sélectionneurs doivent recourir aux rétrocroisements.

Les types de croisements suivants sont utilisés dans la sélection végétale.

Consanguinité, ou la consanguinité, sont utilisés comme l'une des étapes de l'augmentation de la productivité. Pour cela, une autopollinisation des plantes à pollinisation croisée est réalisée, ce qui conduit à une augmentation de l'homozygotie. Après 3-4 générations, les lignées dites pures apparaissent - une progéniture génétiquement homogène obtenue par sélection individuelle d'un individu ou d'une paire d'individus dans une série de générations. De nombreux traits anormaux sont récessifs. Dans les lignées pures, ils apparaissent phénotypiquement. Cela entraîne un effet indésirable, une diminution de la viabilité des organismes, appelée dépression de consanguinité. Mais, malgré l'effet néfaste de l'autopollinisation chez les plantes à pollinisation croisée, il est souvent et avec succès utilisé en sélection pour obtenir des lignées pures. Ils sont nécessaires pour la fixation héréditaire de traits désirables et précieux, ainsi que pour le croisement interligne. Chez les plantes autogames, il n'y a pas d'accumulation de mutations récessives défavorables, puisque ils deviennent rapidement homozygotes et sont éliminés par sélection naturelle.

Traversée interligne– pollinisation croisée entre différentes lignées autogames, à la suite de quoi, dans certains cas, des hybrides interlinéaires à haut rendement apparaissent. Par exemple, pour obtenir des hybrides interlignés de maïs, des panicules sont cueillies sur des plantes sélectionnées et, lorsque des stigmates de pistils apparaissent, elles sont pollinisées avec du pollen de la même plante. Pour éviter la pollinisation par le pollen d'autres plantes, les inflorescences sont recouvertes d'isolants en papier. C'est ainsi que plusieurs lignées pures sont obtenues sur plusieurs années, puis les lignées pures sont croisées entre elles et sélectionnent celles dont la descendance donne le maximum d'augmentation de rendement.

Croisement- croisement de plantes différentes variétés entre eux dans le but de se manifester dans des hybrides de variabilité combinatoire. Ce type de croisement est le plus courant en élevage et sous-tend la production de nombreux variétés à haut rendement. Il est également utilisé pour les espèces autogames, comme le blé. Les anthères sont retirées des fleurs d'une plante d'une variété de blé, une plante d'une autre variété est placée à côté d'elle dans un pot d'eau et les deux plantes sont recouvertes d'un isolant commun. En conséquence, obtenez graines hybrides, combinant les traits de différentes variétés nécessaires à l'obtenteur.

hybridation à distance- croisement de plantes différents types, et parfois l'accouchement, contribuant à la réception de nouvelles formes. Habituellement, le métissage se produit au sein d'une espèce. Mais il est parfois possible d'obtenir des hybrides en croisant des plantes d'espèces différentes du même genre et même différentes sortes. Ainsi, il existe des hybrides de seigle et de blé, de blé et de céréales sauvages Aegilops. Cependant, les hybrides éloignés sont généralement stériles. Les principales causes d'infertilité :

- chez les hybrides éloignés, le déroulement normal de la maturation des cellules germinales est généralement impossible ;
- les chromosomes des deux espèces végétales parentales sont si dissemblables qu'ils sont incapables de se conjuguer, de sorte qu'il n'y a pas de réduction normale de leur nombre, le processus de méiose est perturbé.

Ces perturbations sont encore plus importantes lorsque les espèces croisées diffèrent par le nombre de chromosomes (par exemple, le nombre diploïde de chromosomes chez le seigle est de 14, chez le blé tendre - 42). Il existe de nombreuses plantes cultivées créées à la suite d'une hybridation à distance. Par exemple, à la suite de nombreuses années de travail de Academician N.V. Tsitsina et ses collaborateurs ont obtenu de précieuses variétés de céréales basées sur l'hybridation du blé avec l'herbe de blé vivace. À la suite de l'hybridation du blé avec du seigle (ces hybrides sont généralement stériles), une nouvelle plante cultivée a été obtenue, appelée triticale (lat. triticum- blé, secale- seigle). Cette plante est très prometteuse comme culture fourragère et céréalière, qui donne des rendements élevés et résiste aux influences environnementales défavorables.

3. Le phénomène de la puissance hybride et sa base génétique

Même au milieu du XVIIIe siècle. L'académicien russe I.Kelreuter a attiré l'attention sur le fait que, dans certains cas, lors du croisement de plantes, les hybrides de la première génération sont beaucoup plus puissants que les formes parentales. Puis Charles Darwin a conclu que l'hybridation s'accompagnait dans de nombreux cas d'un développement plus puissant d'organismes hybrides. Une viabilité plus élevée, la productivité des hybrides de la première génération par rapport aux formes parentales croisées est appelée hétérosis. L'hétérosis peut survenir lors du croisement de races chez les animaux, de variétés et de lignées pures chez les plantes. Ainsi, un hybride intervariétal de maïs Grushevskaya et Dnepropetrovsk donne une augmentation de rendement de 8 à 9 %, et un hybride interligne de deux lignées autogames des mêmes variétés donne une augmentation de rendement de 25 à 30 %. Des cas d'hétérosis sont également connus avec des croisements à distance d'espèces et de genres de plantes et d'animaux.

Ainsi, le phénomène d'hétérosis comme expression héréditaire des effets de l'hybridation est connu depuis longtemps. Cependant, son utilisation dans le processus de sélection a commencé relativement récemment, dans les années 1930. La découverte et la compréhension du phénomène d'hétérosis ont permis de déterminer une nouvelle direction dans le processus de sélection - la création d'hybrides hautement productifs de plantes et d'animaux.

Une nouvelle période dans l'étude du phénomène d'hétérosis commence dans les années 1920. 20ième siècle d'après les travaux des généticiens américains J. Shell, E. East, R. Hell, D. Jones. À la suite de leurs travaux, des lignées consanguines ont été obtenues dans le maïs par autopollinisation, qui diffèrent des plantes d'origine par une productivité et une viabilité réduites, c'est-à-dire grave dépression de consanguinité. Mais lorsque Shell a croisé des lignées pures, il a reçu de manière inattendue des hybrides très puissants de la première génération, dépassant de manière significative dans tous les paramètres de productivité à la fois les lignées d'origine et les variétés à partir desquelles ces lignées ont été obtenues par autopollinisation. Avec ces travaux, l'utilisation généralisée de l'hétérosis dans le processus de sélection a commencé.

Ce qui explique le phénomène d'hétérosis, c'est-à-dire pouvoir des hybrides, d'un point de vue génétique ? Les généticiens ont proposé plusieurs hypothèses pour l'expliquer. Les deux suivants sont les plus courants.

Hypothèse de dominance développé par le généticien américain D. Jones. Il est basé sur l'idée de gènes dominants agissant favorablement à l'état homozygote ou hétérozygote. Si les formes croisées n'ont que deux gènes dominants agissant favorablement ( AAbbCCdd x aaBBccDD), alors l'hybride en a quatre ( AaBbCcDd), qu'ils soient à l'état homozygote ou hétérozygote. Ceci, selon les partisans de cette hypothèse, détermine l'hétérosis de l'hybride, c'est-à-dire ses avantages par rapport aux formes originales.

Hypothèse de surdominance proposé par les généticiens américains J. Shell et E. East. Elle est basée sur la reconnaissance qu'un état hétérozygote pour un ou plusieurs gènes donne un avantage sur les états homozygotes pour un ou plusieurs gènes. Le schéma illustrant l'hypothèse de surdominance d'un gène est assez simple. Cela indique que l'état hétérozygote du gène Ah présente des avantages dans la synthèse d'un produit contrôlé par un gène par rapport aux homozygotes pour les allèles de ce gène. A partir de la deuxième génération d'hybrides, l'effet d'hétérosis s'estompe, car. certains gènes passent à l'état homozygote :

P- Ah X Ah;
F2- AA; 2Ah; aa.

Il existe un certain nombre d'autres hypothèses d'hétérosis. Le plus intéressant d'entre eux l'hypothèse du complexe de compensation des gènes, proposé par le généticien domestique V.A. Strunnikov. Son essence est la suivante. Qu'il y ait des mutations qui réduisent considérablement la viabilité et la productivité. À la suite de la sélection, un complexe compensatoire de gènes se forme chez les homozygotes, ce qui neutralise en grande partie les effets néfastes des mutations. Si, alors, une telle forme mutante est croisée avec une forme normale (sans mutations), et ainsi les mutations sont transférées à un état hétérozygote, c'est-à-dire neutraliser leur action avec un allèle normal, alors le complexe de compensation qui s'est développé en relation avec les mutations fournira l'hétérosis.

Ainsi, malgré le fait que la base génétique de l'hétérosis n'ait pas encore été complètement élucidée, une chose est certaine: un rôle positif chez les hybrides est joué par une hétérozygotie élevée, conduisant à la manifestation d'une activité physiologique accrue.

4. Surmonter l'infertilité des hybrides de plantes interspécifiques

L'hybridation à distance n'est pas largement utilisée dans la sélection en raison de la stérilité des hybrides résultants. L'une des réalisations exceptionnelles de la génétique et de la sélection modernes a été le développement d'une méthode pour surmonter l'infertilité des hybrides interspécifiques, conduisant dans certains cas à l'obtention d'hybrides se reproduisant normalement. Cela a été réalisé pour la première fois en 1922–1924. généticien russe, étudiant N.I. Vavilov, Georgy Dmitrievich Karpechenko (1899–1942) lors du croisement de radis et de chou. Ces deux espèces ont (dans l'ensemble diploïde) 18 chromosomes chacune. En conséquence, leurs gamètes portent chacun 9 chromosomes (ensemble haploïde). L'hybride a 18 chromosomes, mais il est complètement stérile, car. les chromosomes « rares » et « chou » dans la méiose ne se conjuguent pas entre eux.

Hybride rare au chou (rafanobrassika)

G. D. Karpechenko par l'action de la colchicine a doublé le nombre de chromosomes de l'hybride. En conséquence, il y avait 36 chromosomes dans l'organisme hybride, consistant en deux ensembles diploïdes complets de radis et de chou. Cela a créé des opportunités normales pour la méiose comme chaque chromosome avait une paire. Les chromosomes "chou" ont été conjugués avec "chou" et "rare" - avec "rare". Chaque gamète portait un ensemble haploïde de radis et de chou (9 + 9 = 18). Les espèces qui ont combiné différents génomes dans un organisme, puis leur augmentation multiple, sont appelées allopolyploïdes. Le zygote avait à nouveau 36 chromosomes.

Ainsi, l'hybride chou-rare résultant, appelé rafanobrassica, est devenu prolifique. L'hybride ne s'est pas scindé en formes parentales, car les chromosomes du radis et du chou finissaient toujours ensemble. Cette plante artificielle ne ressemblait ni à un radis ni à un chou. Les cosses se composaient de deux moitiés, dont l'une ressemblait à une cosse de chou, l'autre à un radis. L'hybridation à distance combinée à un doublement du nombre de chromosomes (polyploïdie) a conduit à la restauration de la fertilité.

G. D. Karpechenko a réussi à démontrer clairement pour la première fois la relation entre l'hybridation à distance et la polyploïdie dans l'obtention de formes fertiles. Ceci est d'une grande importance pour l'évolution et la sélection.

5. Utilisation des mutations somatiques dans la sélection végétale

L'utilisation de mutations somatiques est applicable à la sélection de plantes à multiplication végétative. Via multiplication végétative une mutation somatique bénéfique peut être conservée, ou toute forme hétérozygote possédant des traits économiquement utiles peut être conservée et propagée. Par exemple, uniquement à l'aide de la multiplication végétative, les propriétés de nombreuses variétés de cultures de fruits et de baies sont préservées. Lors de la reproduction sexuée, les propriétés des variétés constituées d'individus hétérozygotes ne sont pas conservées et leur division se produit.

6. Sélection artificielle dans la sélection végétale

Comme nous l'avons déjà dit, l'hybridation n'est efficace dans la sélection qu'en combinaison avec la sélection. En sélection végétale, on utilise à la fois la sélection de masse et la sélection individuelle.

Lors de la sélection de masse un grand nombre les individus choisissent un groupe de plantes avec les meilleurs phénotypes, dont les génotypes sont inconnus. La sélection massale est effectuée parmi les plantes à pollinisation croisée. La culture conjointe de plantes sélectionnées favorise leur libre croisement, ce qui conduit à l'hétérozygotie des individus. La sélection de masse est effectuée à plusieurs reprises dans un certain nombre de générations suivantes. Il est utilisé dans le cas où il est nécessaire d'améliorer l'une ou l'autre variété relativement rapidement. Mais la présence d'une variabilité de modification réduit la valeur des variétés obtenues par sélection massale.

La sélection individuelle dans la sélection végétale est utilisée comme moyen de conservation pour la reproduction. meilleures plantes. Ils sont cultivés isolément les uns des autres afin d'identifier les traits précieux de la progéniture par comparaison avec les formes originales et entre eux. Comme nous le savons déjà, le plus souvent les plantes autogames font l'objet d'une sélection individuelle, et son résultat est des lignes pures.

7. Le rôle de la sélection naturelle dans la sélection végétale

La sélection naturelle joue un rôle déterminant dans la sélection. Toute une gamme de facteurs environnementaux agit sur toute plante tout au long de sa vie, et elle doit être résistante aux ravageurs et aux maladies, adaptée à une certaine température et à un certain régime hydrique. Par conséquent, en raison de la sélection naturelle, les individus forment des adaptations à l'environnement. Il ne peut y avoir de plantes cultivées qui soient également productives dans aucune localité. Les variétés sont classées sous l'influence de la sélection naturelle.

8. Mutagenèse induite, polyploïdie et leur utilisation en sélection végétale

La mutagenèse induite est basée sur l'impact de divers rayonnements et mutagènes chimiques sur l'organisme pour obtenir des mutations. Les mutagènes vous permettent d'obtenir un large éventail de mutations différentes. Sur 1 000 mutations obtenues artificiellement, 1 à 2 000 s'avèrent bénéfiques. Mais dans ce cas, une sélection individuelle stricte des formes mutantes est nécessaire et la poursuite des travaux avec eux.

Les méthodes de mutagenèse sont utilisées avec succès dans la sélection végétale. Aujourd'hui, plus d'un millier de variétés ont été créées dans le monde, menant un pedigree à partir de plantes mutantes individuelles obtenues à la suite d'une mutagenèse artificielle. Variété connue le blé de printemps Novosibirskaya 67 a été obtenu à l'Institut de cytologie et de génétique de la branche sibérienne de l'Académie russe des sciences après traitement des graines du matériel initial de la variété Novosibirskaya 7 radiographies. Cette variété a un chaume court et fort qui empêche les plantes de se loger pendant la période de récolte.

En sélection végétale, la méthode d'obtention de formes polyploïdes est également largement utilisée. La polyploïdie est un type de mutation génomique et consiste en une augmentation multiple du nombre de chromosomes par rapport à un chromosome haploïde. Des formes polyploïdes peuvent être obtenues en traitant les graines avec de la colchicine pendant leur germination.

Une augmentation multiple du nombre de chromosomes s'accompagne d'une augmentation de la masse des graines et des fruits, ce qui entraîne une augmentation du rendement des plantes agricoles. Académicien P.M. Joukovski: "L'humanité se nourrit et se vêt principalement des produits de la polyploïdie." En Russie, polyploïde obtenu expérimentalement variétés de pommes de terre, blé, betterave à sucre, sarrasin et autres plantes cultivées.

III. Consolidation des connaissances

Généraliser la conversation au cours de l'apprentissage d'un nouveau matériel.

IV. Devoirs

Étudiez le paragraphe du manuel (caractéristiques de la biologie végétale prises en compte dans la sélection, les principales méthodes de sélection végétale et leurs caractéristiques).

À suivre

selection artificielle. Pour étayer le principe historique du développement de la faune, Darwin a étudié en profondeur la pratique séculaire de l'agriculture et de l'élevage et est arrivé à la conclusion que la diversité des races d'animaux domestiques et des variétés de plantes cultivées est le résultat de la variabilité, de l'hérédité et de l'artificiel. sélection.

La sélection artificielle est effectuée par l'homme et peut être double: consciente (méthodique) - conformément à l'objectif que l'éleveur se fixe, et inconsciente, lorsqu'une personne ne se fixe pas l'objectif d'élever une race ou une variété aux propriétés prédéterminées , mais élimine simplement les individus les moins précieux et laisse le meilleur à la tribu. La sélection inconsciente est pratiquée par l'homme depuis des millénaires : même les sauvages, lors d'une famine, laissaient des animaux plus utiles à la tribu, et tuaient les moins précieux. Dans les périodes défavorables, l'homme primitif utilisait d'abord des fruits non mûrs ou des graines plus petites, et dans ce cas il faisait aussi une sélection, mais inconsciemment. Dans tous les cas d'une telle sélection, les formes d'animaux les plus productives et plus variétés productives plantes, bien que l'homme ait ici agi comme un facteur de sélection aveugle, qui peut être n'importe quel autre facteur environnemental. .une

De nombreuses formes précieuses ont été créées par la pratique séculaire de la sélection artificielle. En particulier, au milieu du XIXe siècle. plus de 300 variétés de blé sont enregistrées en pratique agricole, dans les déserts Afrique du Nord 38 variétés de palmier dattier étaient cultivées, en Polynésie - 24 formes d'arbre à pain et le même nombre de variétés de bananier, en Chine - 63 variétés de bambou. Il y avait environ 1000 variétés de raisins, plus de 300 groseilles, environ 400 races de bovins, 250 races de moutons, 350 races de chiens, 150 races de pigeons, de nombreux races précieuses lapins, poulets, canards, etc. Les partisans de la constance des espèces croyaient que chacune de ces variétés ou races provenait de son ancêtre direct. Cependant, Darwin a prouvé que la source de la diversité des races animales et des variétés de plantes cultivées est un ou un petit nombre d'ancêtres sauvages, dont les descendants ont été transformés par l'homme dans différentes directions en fonction de ses objectifs économiques, de ses goûts et de ses intérêts. Dans ce cas, l'obtenteur a utilisé la variabilité héréditaire inhérente aux formes sélectionnées.

Darwin a fait la distinction entre la variabilité définie (maintenant appelée modification) et la variabilité indéfinie. Avec une certaine variabilité, ou de groupe, tous ou presque tous les descendants d'individus exposés aux mêmes conditions changent dans un sens ; par exemple, lorsqu'il y a pénurie de nourriture, les animaux perdent du poids, dans les climats froids, les mammifères ont des cheveux plus épais 1 t. un orta, une race, une espèce. Actuellement, cette forme de variabilité est dite génotypique. La variabilité est transmise à la progéniture non seulement lors de la reproduction sexuée, mais également lors de la reproduction végétative: souvent, une plante développe des pousses avec de nouvelles propriétés ou développe des bourgeons, à partir desquels se forment des fruits avec de nouvelles qualités (raisins, groseilles) - résultat d'une mutation dans le cellule somatique du rein.

Dans les phénomènes de variabilité, Darwin a découvert un certain nombre de régularités importantes, à savoir : lorsqu'un organe ou une caractéristique change, d'autres peuvent changer. Par exemple, une crête se développe au site d'attache du muscle exercé à l'os, chez les échassiers le cou s'allonge simultanément avec l'allongement des membres, l'épaisseur des poils chez les moutons change en conséquence avec une augmentation de l'épaisseur du la peau. Une telle variabilité est appelée corrélative ou corrélative. Sur la base de la variabilité corrélative, le sélectionneur peut prédire certains écarts par rapport à la forme originale et sélectionner dans la direction souhaitée.

Sélection naturelle contrairement à l'artificiel, il s'effectue dans la nature même et consiste en la sélection au sein de l'espèce des individus les plus adaptés aux conditions d'un milieu particulier. Darwin a découvert un certain point commun dans le mécanisme de la sélection artificielle et naturelle : dans la première forme de sélection, la volonté consciente ou inconsciente d'une personne s'incarne dans les résultats, dans la seconde, les lois de la nature dominent. Dans les deux cas, de nouvelles formes sont créées, cependant, avec une sélection artificielle, malgré le fait que la variabilité affecte tous les organes et propriétés des animaux et des plantes, les races animales et les variétés végétales qui en résultent conservent des caractéristiques utiles pour l'homme, mais pas pour les organismes. eux-mêmes. Au contraire, la sélection naturelle préserve les individus dont les changements sont bénéfiques à leur propre existence dans des conditions données.

Dans la nature, une variabilité définie et indéfinie est constamment observée. Son intensité est moins prononcée ici que dans les formes domestiques, puisque le changement environnement naturel se produit insidieusement et extrêmement lentement. L'hétérogénéité qualitative émergente des individus au sein des espèces, pour ainsi dire, amène de nombreux "candidats" dans l'arène évolutive, laissant la sélection naturelle rejeter ceux qui sont moins adaptés à la survie. Le processus d'« abattage » naturel, selon Darwin, s'effectue sur la base de la variabilité, de la lutte pour l'existence et de la sélection naturelle. Le matériel de la sélection naturelle est fourni par la variabilité indéterminée (génotypique) des organismes. C'est pour cette raison que la progéniture de n'importe quelle paire d'organismes sauvages (ainsi que domestiques) s'avère hétérogène. Si les changements sont bénéfiques, cela augmente les chances de survie et de procréation. Tout changement nuisible à l'organisme entraînera inévitablement sa destruction ou l'incapacité de laisser une progéniture. La survie ou la mort d'un individu est le résultat final de la "lutte pour l'existence", que Darwin n'a pas comprise dans un sens direct, mais au sens figuré. Il distingue trois formes de lutte pour l'existence :

A) intraspécifique - le plus féroce, car les individus d'une même espèce ont besoin de sources de nourriture similaires, qui sont également limitées, dans des conditions de reproduction similaires, aux mêmes abris;

C) la lutte des organismes vivants avec des facteurs de nature inanimée - conditions environnementales pendant la sécheresse, les inondations, les gelées précoces, la chute de grêle, de nombreux petits animaux, oiseaux, vers, insectes, herbes meurent.

À la suite de toutes ces relations complexes, de nombreux organismes meurent ou, étant affaiblis, ne laissent pas de progéniture. Les individus avec au moins des changements bénéfiques minimes survivent. Les traits et propriétés adaptatifs n'apparaissent pas immédiatement, ils sont accumulés par sélection naturelle de génération en génération, ce qui conduit au fait que les descendants diffèrent de leurs ancêtres au niveau de l'espèce et au niveau systématique supérieur.

La lutte pour l'existence est inévitable en relation avec la reproduction intensive qui existe dans la nature. Ce modèle ne connaît aucune exception. Il y a toujours plus d'organismes nés que d'organismes capables de survivre jusqu'à l'âge adulte et de laisser une descendance. Les calculs montrent que si toutes les souris nées survivaient, alors dans les sept ans, la progéniture d'un couple occuperait toute la terre le globe. Une morue femelle pond jusqu'à 10 millions d'œufs à la fois, une plante de sac de berger produit 73 000 graines, jusquiame - 446 500, etc. Cependant, " progression géométrique la reproduction" n'est jamais réalisée, car entre les organismes il y a une lutte pour l'espace, la nourriture, l'abri des ennemis, la compétition dans le choix d'un partenaire sexuel, une lutte pour la survie avec des fluctuations de température, d'humidité, d'éclairage, etc. Dans ce "combat" la plupart de ceux qui naissent meurent , sans laisser de progéniture, et donc dans la nature, le nombre d'individus de chaque espèce, en moyenne, reste constant.

Tableau Formes de sélection (T.L. Bogdanova. Biologie. Tâches et exercices. Un guide pour les candidats aux universités. M., 1991)

Indicateurs	selection artificielle	Sélection naturelle
Matériel initial pour la sélection		Signes individuels du corps
Facteur de sélection		Conditions environnementales (nature vivante et inanimée)
Changer de chemin :
favorable	Sélectionné, devenez productif	Rester, accumuler, être hérité
défavorable	Sélectionné, jeté, détruit	Détruit dans la lutte pour l'existence
Nature de l'action	Créatif - accumulation dirigée de signes au profit d'une personne	Créatif - sélection de traits adaptatifs au profit d'un individu, d'une population, d'une espèce, conduisant à l'émergence de nouvelles formes
Résultat de la sélection	Nouvelles variétés végétales, races animales, souches de micro-organismes	Nouvelle espèce
Formulaires de sélection	Masse; individuel; inconscient (spontané); méthodique (conscient)	Conduite, prise en charge des déviations dans les conditions environnementales changeantes ; stabilisation, maintien de la constance de la vitesse de réaction moyenne dans des conditions environnementales constantes

La doctrine de la sélection artificielle est envisagée. Nous analyserons les principales caractéristiques, types et caractéristiques de ce concept dans notre article.

Forces motrices de l'évolution

Selon théorie de l'évolution, vues modernes est apparu à la suite d'une série de changements adaptatifs chez les animaux sauvages. Sous l'influence de quels processus cela s'est-il produit ? Il s'agit notamment de la variabilité héréditaire et de la lutte pour l'existence, dont la conséquence est la sélection naturelle. L'essence de ce dernier réside dans la survie dominante de l'espèce la plus apte. Cela se produit dans la nature même maintenant.

Caractéristiques de la sélection artificielle

L'homme a depuis longtemps appris à utiliser la sélection pour obtenir des espèces aux propriétés utiles. Pour ce faire, il sauve les descendants des individus les plus productifs. Ce type de sélection est dit artificiel. Son but est d'apporter de la valeur relations économiques plantes et souches de micro-organismes.

Leur formation a commencé par la domestication et la culture d'espèces sauvages. Par exemple, toutes les races de chiens modernes ont un seul ancêtre, qui est un loup. Initialement, la principale caractéristique de la sélection artificielle était son caractère inconscient. Cela signifie qu'une personne l'a réalisé sans but précis. Il a laissé les plus grands individus d'animaux pour la reproduction, et les meilleures graines pour semer sur L'année prochaine. Des spécimens moins précieux ont été utilisés pour la nourriture. Les résultats d'un tel processus ne seront visibles qu'après une longue période.

Comment faire émerger de nouveaux caractères chez les plantes et les animaux autogames capables d'autofécondation ? Dans ce cas, les éleveurs utilisent des mutations - des changements brusques et soudains du génotype résultant de l'action de certains facteurs. Ils sont appelés mutagènes. Cela a été prouvé expérimentalement. Si l'autopollinisation des plantes avec les plus grosses graines est effectuée, les signes utiles n'apparaissent pas même après six générations.

La sélection consciente est plus efficace. On l'appelle aussi méthodique. En même temps, une personne déduit consciemment aspect artificiel avec des propriétés spécifiques. Une telle sélection est effectuée sur plusieurs générations jusqu'à ce que le résultat souhaité soit atteint.

Caractéristiques comparées de la sélection artificielle et naturelle

Les deux types de sélection ont un certain nombre de caractéristiques similaires. Leur base est la variabilité héréditaire - la propriété des organismes à transmettre certains signes et les caractéristiques de développement de la progéniture. Dans les deux cas, les propriétés qui augmentent la viabilité des individus sont précieuses. Dans la sélection naturelle, les espèces qui n'ont pas de changements favorables meurent à la suite de la lutte pour l'existence. Et avec l'artificiel, ils sont rejetés ou détruits.

La principale caractéristique de la sélection artificielle est la participation directe de l'homme et le taux élevé d'obtention de résultats. Les changements nécessaires peuvent être réalisés sur une période de 10 à 20 ans. Dans la nature, ces processus prennent des centaines voire des millions d'années.

Sélection de masse

Il existe deux formes de sélection artificielle. L'un d'eux est massif. Dans ce cas caractéristiques bénéfiques matériel source sont déterminés uniquement sur la base de traits phénotypiques. Ainsi, une personne détermine visuellement quelle espèce utiliser pour la reproduction et la culture ultérieures.

Une telle sélection artificielle est un exemple d'utilisation méthodes simples dans la sélection. Il est utilisé assez souvent, mais présente un certain nombre d'inconvénients. Malgré la similitude externe, les individus peuvent être génétiquement hétérogènes : hétérozygotes ou homozygotes pour l'allèle dominant. Dans ce cas, l'efficacité de la sélection est considérablement réduite. Le résultat attendu n'apparaîtra qu'en cas de croisement d'hétérozygotes. Mais dans les prochaines générations, la manifestation de traits bénéfiques diminuera, à mesure que le nombre d'organismes homozygotes augmentera.

Sélection individuelle

Ce formulaire présente plusieurs avantages. La sélection artificielle individuelle, dont nous examinons des exemples, est effectuée en tenant compte du génotype du matériel source. Pour cela, la méthode d'analyse des croisements est utilisée, ainsi que l'étude des pedigrees.

Après avoir choisi les couples parentaux, un système de croisement - hybridation est utilisé. Elle peut être réalisée dans le même type ou dans des types différents. Dans tous les cas, les éleveurs rencontrent un certain nombre de difficultés. Ainsi, après une série de croisements apparentés, l'homozygotie de la progéniture augmente. La conséquence en est la dégénérescence, l'affaiblissement et la mort de la lignée. Mais cette méthode est idéale pour obtenir des lignes épurées.

Avec un croisement non apparenté, l'hétérozygotie augmente initialement. Cela conduit à l'apparition d'une vigueur hybride chez les descendants de la première génération. Ce phénomène est appelé hétérosis. Les hybrides ont en même temps une plus grande viabilité par rapport à leurs parents. Mais dans les générations suivantes, cet effet s'affaiblit.

Ainsi, les principales caractéristiques de la sélection artificielle incluent l'activité humaine dirigée, le rythme rapide d'obtention des résultats et la prise en compte des caractéristiques du génotype du matériel de sélection.

TRAVAIL PRATIQUE № 4

Sujet:Comparaison de la sélection naturelle et artificielle.

Cible:Donner une description comparative de la sélection naturelle et artificielle, trouver des similitudes et des différences, découvrir le rôle de la sélection naturelle et artificielle.

Équipement:languette. sélection naturelle, sélection artificielle.

Processus de travail

1. La sélection naturelle est la survie et la reproduction des organismes d'une certaine espèce qui sont les plus adaptés aux conditions environnementales. La sélection artificielle est l'élevage de nouvelles variétés d'organismes d'une certaine espèce par l'homme.

№ *p/p*	*Propriétés*	*Type de sélection*
№ *p/p*	*Propriétés*	*Naturel*	*Artificiel*
	Source de changement évolutif	Variabilité héréditaire, lutte pour l'existence	variabilité héréditaire
	Causer	Effet des facteurs environnementaux et de la taille de la population	Facteur humain
	Force motrice	Évolution	Sélections
	Quels formulaires sont enregistrés	Formulaires avec signes vitaux adaptés à l'environnement	Formes avec des fonctionnalités utiles pour les humains. Ces signes peuvent être nocifs pour le corps
	Quelles formes sont éliminées	Formes non viables ou inadaptées aux conditions environnementales	Formulaires avec les caractéristiques nécessaires pour une personne
	Conséquences de la sélection	Formation de nouvelles espèces : a) stabiliser b) conduire c) éclater	Sélection de nouvelles races et variétés : a) conscient b) inconscient
	Types de sélection

Sortir:Similitudes : la base ou la source des changements évolutifs dans la sélection artificielle et naturelle est la variabilité héréditaire. À la suite de la sélection naturelle et artificielle, de nouvelles formes organiques se forment.

Caractéristiques de la différence : La base de la sélection naturelle est la variabilité héréditaire et la lutte pour l'existence. C'est le principal moteur de l'évolution. Elle agit toujours au profit de l'organisme, de la population et de l'espèce dans son ensemble, car elle contribue à la survie des organismes les plus aptes.

Parmi les divers changements héréditaires, seuls subsistent ceux qui remplissent les conditions d'existence. Ces changements conduisent finalement à l'émergence de nouveaux types d'organismes.

C'est le rôle créateur de la sélection naturelle.

Il existe des types de sélection naturelle: stabilisatrice, motrice et rozryvayuchy (perturbatrice): a) Sélection stabilisatrice - est réduite à l'élimination des individus présentant un écart important du trait par rapport à stable (moyenne). Il maintient la constance du phénotype dans des conditions stables ; b) Conduite - agit en cas de changement des conditions d'existence et se réduit à l'élimination des individus aux traits stables. Il y a un déplacement de la norme de la réaction dans une certaine direction ; c) Perturbateur - fonctionne dans des conditions instables et se réduit à l'élimination des individus ayant des caractéristiques moyennes et intermédiaires et à la préservation des types extrêmes. Conduit au polymorphisme dans la population.

La sélection artificielle est effectuée par une personne qui sélectionne et stocke dans des organismes vivants uniquement des traits qui lui sont utiles. Le rôle créatif de la sélection artificielle est l'élevage de nouveaux. variétés végétales, races animales et souches de micro-organismes. La sélection artificielle peut être consciente et inconsciente : a). Inconscient - lorsqu'une personne choisit inconsciemment de