Usporedne karakteristike umjetne i prirodne selekcije. Usporedne karakteristike prirodne i umjetne selekcije

Stanovanje u prirodni uvjeti, postoji individualna varijabilnost, koja se može manifestirati u tri oblika - korisnom, neutralnom i štetnom. Obično organizmi sa štetnom varijabilnosti umiru u različitim fazama individualnog razvoja. Neutralna varijabilnost organizama ne utječe na njihovu održivost. Pojedinci s korisnom varijabilnosti preživljavaju zahvaljujući prednosti u intraspecifičnoj, interspecifičnoj ili protiv nepovoljni uvjeti okoliš.

izbor vožnje

Kada se promijene uvjeti okoliša, opstaju one jedinke vrste u kojima se očitovala nasljedna varijabilnost i s tim u vezi razvili su se znakovi i svojstva koja odgovaraju novim uvjetima, a one jedinke koje nisu imale takvu varijabilnost umiru. Tijekom svog putovanja Darwin je otkrio da na oceanskim otocima gdje prevladavaju jaki vjetrovi ima malo dugokrilih kukaca i mnogo kukaca s rudimentarnim krilima i kukaca bez krila. Kako Darwin objašnjava, kukci s normalnim krilima nisu mogli izdržati jake vjetrove na ovim otocima i uginuli su. A kukci s rudimentarnim krilima i bez krila uopće se nisu dizali u zrak i skrivali su se u pukotinama, nalazeći tamo zaklon. Taj proces, koji je pratila nasljedna varijabilnost i prirodna selekcija i trajao više tisuća godina, doveo je do smanjenja broja dugokrilih kukaca na ovim otocima i pojave jedinki s rudimentarnim krilima i kukaca bez krila. Prirodna selekcija, koja osigurava nastanak i razvoj novih osobina i svojstava organizama, tzv odabir motiva.

Disruptivna selekcija

Disruptivna selekcija- ovo je oblik prirodne selekcije, koji dovodi do stvaranja niza polimorfnih oblika koji se međusobno razlikuju unutar iste populacije.

Indikatori	Prirodni odabir	umjetna selekcija
Početni materijal za odabir		Pojedinačni znakovi tijela
Faktor odabira		Okolišni uvjeti
Put povoljnih promjena	Odabrani, postanite produktivni	Ostati, akumulirati, biti naslijeđen
Put nepovoljnih promjena	Odabrano, odbačeno, uništeno	Uništen u borbi za postojanje
Priroda djelovanja	Kreativno - usmjereno gomilanje znakova za dobrobit osobe	Kreativno - odabir adaptivnih osobina za dobrobit pojedinca, populacije, vrste, što dovodi do pojave novih oblika
Rezultat odabira	Novi biljne sorte, pasmine životinja, sojevi mikroorganizama	Nove vrste
Obrasci za odabir	Masovno, individualno, nesvjesno, metodično	Motiv, stabilizirajući, destabilizirajući, ometajući, seksualni

Lekcija 5–6. uzgoj biljaka

Oprema: tablice opće biologije koje ilustriraju raznolikost pasmina i sorti, glavne metode i dostignuća uzgoja biljaka.

TIJEKOM NASTAVE

I. Test znanja

A. Usmena provjera znanja

1. Ch.Darwin o razlozima raznolikosti pasmina i sorti.
2. Oblici umjetne selekcije i njihove karakteristike.
3. Kreativna uloga umjetne selekcije.

B. Rad s kartama

№1. Zašto se pasmina ili sorta može smatrati populacijom koju je stvorio čovjek, t.j. stanovništvo stvoreno voljom i trudom ljudi?

№2. Pokažite primjere utjecaja selekcije na smjer formiranja pasmine i sorte.

№3. Zašto se masovna selekcija koristi za unakrsno oprašivane biljke? Da li masovna selekcija proizvodi genetski homogen materijal? Zašto je ponovna selekcija neophodna za masovnu selekciju?

II. Učenje novog gradiva

1. Značajke biologije biljaka uzete u obzir u oplemenjivanju

Odabir se mora uzeti u obzir sljedeće značajke biologija biljaka:

– visoka plodnost i brojno potomstvo;
– prisutnost samooprašujućih vrsta;
- sposobnost razmnožavanja vegetativnim organima;
– mogućnost umjetne proizvodnje mutantnih oblika.

Ove značajke biljaka određuju izbor metoda uzgoja.

2. Križanje kao metoda povećanja raznolikosti materijala za umjetnu selekciju

Glavne metode uzgoja biljaka su hibridizacija i selekcija. Obično se ove metode koriste zajedno. Hibridizacija povećava raznolikost materijala s kojim uzgajivač radi. Ali samo po sebi, najčešće, ne može dovesti do svrhovitog mijenjanja karakteristika organizama, t.j. križanja bez umjetne selekcije su neučinkovita. Križanju prethodi pažljiv odabir roditeljskih parova. Za uspješno pretraživanje, odabir i korištenje izvornog materijala veliku važnost imaju učenja N.I. Vavilov o središtima nastanka kultivirane biljke, njegov zakon homoloških nizova u nasljednoj varijabilnosti, ekološka i geografska načela taksonomije biljaka, a koju je također stvorio N.I. Vavilov, njegovi sljedbenici i studenti zbirka poljoprivrednog bilja.

Hibridizacija se može provesti različite sheme. Postoje jednostavni križevi (upareni) i složeni križevi (korak, povratni ili povratni križevi).

Jednostavan , ili parovi , naziva se križanje između dva roditeljska oblika, proizvedena jednom. Raznovrsnost njih su tzv obostrano(recipročan) crossoveri. Podsjetimo, njihova bit leži u činjenici da se provode dva križanja, a očinski oblik prvog križanja koristi se u drugom križanju kao majčinski, a majčinski oblik kao očinski. Takva križanja koriste se u dva slučaja: kada je razvoj najvrednije osobine uzrokovan citoplazmatskim naslijeđem (primjerice, otpornost na mraz kod nekih sorti ozime pšenice) ili kada postavljanje sjemena kod hibrida ovisi o tome uzima li se jedna ili druga sorta kao majčinskom ili očinskom obliku. Recipročna križanja pokazuju da je ponekad utjecaj citoplazme majčinske sorte vrlo značajan.
Dakle, u Istraživačkom institutu za uljarice. V.S. Pustovoita (Krasnodar), kao rezultat recipročnog križanja sorti suncokreta 3519 i 6540, dobiveni su međusortni hibridi koji su se značajno (2,5 puta) razlikovali u stupnju oštećenja metlicom, ovisno o tome koja je sorta uzeta kao matična, a koji – kao očinski oblik. Naravno, u proces oplemenjivanja uključeni su hibridi s većom otpornošću na ogrlicu.

kompleks nazivaju križanja u kojima se koristi više od dva roditeljska oblika ili se hibridno potomstvo ponovno križa s jednim od roditelja. Razlikuju se stepenasti i stražnji složeni križevi.
Kompleksna stepenasta hibridizacija- Ovo je sustav uzastopnih križanja dobivenih hibrida s novim oblicima, kao i međusobnog križanja. Na taj način možete sakupljati u jednoj sorti najbolje kvalitete mnogo originalnih oblika. Ovu metodu je prvi razvio i uspješno primijenio poznati sovjetski uzgajivač A.P. Shekhurdin pri stvaranju sorti meke jare pšenice Lutescens 53/12, Albidum 43, Albidum 24, Steklovidnaya, Saratovskaya 210, Saratovskaya 29, itd., kao i niz sorti jare pšenice durum.
Na povratnih križeva dobiveni hibridi križaju se s roditeljskim oblikom, čiju osobinu žele poboljšati. Ako se takva križanja ponavljaju mnogo puta, nazivaju se zasićujući, ili apsorpcija(povratnih križeva). U ovom slučaju, hibrid je zasićen genetskim materijalom jednog od roditelja, a genetski materijal drugog roditelja se istiskuje (apsorbira), a jedan ili više gena odgovornih za neku vrijednu osobinu ostaje u hibridnom genomu, npr. , otpornost na sušu ili otpornost na neku od bolesti. Kao darivatelji takvih osobina u pravilu se koriste lokalni samonikli oblici, koji su najčešće niskoproduktivni, zbog čega uzgajivači moraju posegnuti za povratnim križanjima.

U uzgoju biljaka koriste se sljedeće vrste križanja.

Inbreeding, ili inbreeding, koriste se kao jedna od faza povećanja produktivnosti. Za to se provodi samooprašivanje križnooprašivanih biljaka, što dovodi do povećanja homozigotnosti. Nakon 3-4 generacije nastaju takozvane čiste linije - genetski homogeni potomci dobiveni individualnom selekcijom od jedne jedinke ili para jedinki u nizu generacija. Mnoge abnormalne osobine su recesivne. U čistim linijama pojavljuju se fenotipski. To dovodi do štetnog učinka, smanjenja vitalnosti organizama, tzv inbreeding depresija. No, unatoč štetnom učinku samooprašivanja u križnooprašivanim biljkama, često se i uspješno koristi u uzgoju za dobivanje čistih linija. Potrebni su za nasljedno fiksiranje poželjnih, vrijednih osobina, kao i za međulinijsko križanje. Kod samooprašujućih biljaka nema nakupljanja nepovoljnih recesivnih mutacija, budući da brzo postaju homozigoti i eliminiraju se prirodnom selekcijom.

Međulinijski prijelaz– unakrsno oprašivanje između različitih samooprašujućih linija, zbog čega se u nekim slučajevima pojavljuju visokoprinosni međulinijski hibridi. Na primjer, da bi se dobili međulinijski hibridi kukuruza, metlice se čupaju s odabranih biljaka, a kada se pojave stigme tučaka, oprašuju se peludom iste biljke. Kako bi se spriječilo oprašivanje peludom drugih biljaka, cvatovi su prekriveni papirnim izolatorima. Tako se tijekom niza godina dobiva nekoliko čistih linija, a zatim se čiste linije međusobno križaju i odabiru one čije potomstvo daje maksimalan porast prinosa.

Križanje- križanje biljaka različite sorte međusobno u svrhu očitovanja u hibridima kombinativne varijabilnosti. Ova vrsta križanja je najčešća u uzgoju i temelj je proizvodnje mnogih visokorodne sorte. Također se koristi za samooplodne vrste, kao što je pšenica. Cvjetovima biljke jedne sorte pšenice uklanjaju se prašnici, pored nje se u staklenku s vodom stavlja biljka druge sorte, a obje biljke se pokrivaju zajedničkim izolatorom. Kao rezultat, dobiti hibridno sjeme, kombinirajući osobine različitih sorti koje su potrebne uzgajivaču.

udaljena hibridizacija- križanje biljaka različiti tipovi, a ponekad i porod, pridonoseći primanju novih oblika. Obično se križanje događa unutar vrste. Ali ponekad je moguće dobiti hibride križanjem biljaka različitih vrsta istog roda i čak različite vrste. Dakle, postoje hibridi raži i pšenice, pšenice i divljih žitarica Aegilops. Međutim, udaljeni hibridi su obično sterilni. Glavni uzroci neplodnosti:

- kod udaljenih hibrida normalan tijek sazrijevanja zametnih stanica obično je nemoguć;
- kromosomi obje roditeljske biljne vrste toliko su međusobno različiti da se ne mogu konjugirati, zbog čega nema normalnog smanjenja njihovog broja, proces mejoze je poremećen.

Ovi poremećaji su još značajniji kada se vrste križanja razlikuju po broju kromosoma (npr. diploidni broj kromosoma u raži je 14, u običnoj pšenici - 42). Mnogo je kultiviranih biljaka koje su nastale kao rezultat udaljene hibridizacije. Na primjer, kao rezultat dugogodišnjeg rada akademika N.V. Tsitsina i njegovi suradnici dobili su vrijedne sorte žitarica na temelju hibridizacije pšenice s višegodišnjim korovskim pšeničnom travom. Kao rezultat hibridizacije pšenice s ražom (ovi hibridi su obično sterilni), dobivena je nova kultivirana biljka nazvana tritikale (lat. triticum- pšenica, secale- raž). Ova biljka je vrlo perspektivna kao stočna i žitna kultura, koja daje visoke prinose i otporna je na nepovoljne utjecaje okoliša.

3. Fenomen hibridne moći i njegova genetska osnova

Još sredinom XVIII stoljeća. Ruski akademik I.Kelreuter skrenuo je pozornost na činjenicu da su u nekim slučajevima, pri križanju biljaka, hibridi prve generacije mnogo moćniji od roditeljskih oblika. Tada je Charles Darwin zaključio da je hibridizacija u mnogim slučajevima popraćena snažnijim razvojem hibridnih organizama. Veća održivost, produktivnost hibrida prve generacije u usporedbi s ukrštenim roditeljskim oblicima naziva se heteroza. Heteroza se može pojaviti kod križanja pasmina kod životinja, sorti i čistih linija u biljkama. Dakle, međusortni hibrid kukuruza Grushevskaya i Dnepropetrovsk daje povećanje prinosa od 8-9%, a međulinijski hibrid dvije samooplodne linije istih sorti daje povećanje prinosa od 25-30%. Poznati su i slučajevi heteroze s udaljenim križanjima vrsta i rodova biljaka i životinja.

Dakle, fenomen heteroze kao nasljedni izraz učinaka hibridizacije poznat je već duže vrijeme. Međutim, njegova upotreba u procesu uzgoja počela je relativno nedavno, 1930-ih. Otkriće i razumijevanje fenomena heterozisa omogućilo je određivanje novog smjera u procesu selekcije - stvaranje visokoproduktivnih hibrida biljaka i životinja.

Novo razdoblje u proučavanju fenomena heterozisa počinje 1920-ih godina. 20. stoljeće iz radova američkih genetičara J. Shella, E. Easta, R. Hella, D. Jonesa. Kao rezultat njihovog rada u kukuruzu su samooprašivanjem dobivene inbred linije koje se od izvornih biljaka razlikuju po smanjenoj produktivnosti i održivosti, t.j. teška inbreeding depresija. Ali kada je Shell prešao čiste linije, neočekivano je dobio vrlo moćne hibride prve generacije, značajno nadmašujući po svim parametrima produktivnosti i izvorne linije i sorte od kojih su te linije dobivene samooprašivanjem. Ovim radovima započela je široka uporaba heterozisa u procesu selekcije.

Što objašnjava fenomen heteroze, t.j. moć hibrida, s genetske točke gledišta? Genetičari su predložili nekoliko hipoteza da to objasne. Sljedeća dva su najčešća.

Hipoteza o dominaciji razvio američki genetičar D. Jones. Temelji se na ideji povoljnog djelovanja dominantnih gena u homozigotnom ili heterozigotnom stanju. Ako ukršteni oblici imaju samo dva dominantna gena povoljnog djelovanja ( AAbbCCdd x aaBBccDD), tada ih hibrid ima četiri ( AaBbCcDd), bez obzira na to jesu li u homozigotnom ili heterozigotnom stanju. To, prema pristašama ove hipoteze, određuje heterozis hibrida, t.j. njegove prednosti u odnosu na izvorne oblike.

Hipoteza naddominacije koji su predložili američki genetičari J. Shell i E. East. Temelji se na prepoznavanju da heterozigotno stanje za jedan ili više gena daje prednost u odnosu na homozigotna stanja za jedan ili više gena. Shema koja ilustrira hipotezu o naddominaciji jednog gena prilično je jednostavna. To ukazuje da je heterozigotno stanje za gen Ah ima prednosti u sintezi genski kontroliranog produkta u odnosu na homozigote za alele ovog gena. Počevši od druge generacije hibrida, učinak heteroze blijedi, jer. neki od gena prelaze u homozigotno stanje:

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

Postoji niz drugih hipoteza heterozisa. Najzanimljiviji od njih hipoteza kompenzacijskog kompleksa gena, koji je predložio domaći genetičar V.A. Strunnikov. Njegova je bit sljedeća. Neka postoje mutacije koje uvelike smanjuju održivost i produktivnost. Kao rezultat selekcije, u homozigotima nastaje kompenzacijski kompleks gena koji u velikoj mjeri neutralizira štetne učinke mutacija. Ako se tada takav mutantni oblik križa s normalnim (bez mutacija) i time se mutacije prenose u heterozigotno stanje, t.j. neutralizirati njihovo djelovanje normalnim alelom, tada će kompenzacijski kompleks koji se razvio u odnosu na mutacije osigurati heterozu.

Dakle, unatoč činjenici da genetska osnova heterozisa još nije u potpunosti razjašnjena, jedno je sigurno: pozitivnu ulogu kod hibrida ima visoka heterozigotnost, što dovodi do očitovanja povećane fiziološke aktivnosti.

4. Prevladavanje neplodnosti međuvrsnih hibrida biljaka

Daljinska hibridizacija nema široku primjenu u uzgoju zbog sterilnosti dobivenih hibrida. Jedno od izvanrednih dostignuća suvremene genetike i uzgoja bio je razvoj metode za prevladavanje neplodnosti međuvrstnih hibrida, što je u nekim slučajevima dovelo do dobivanja hibrida normalnog uzgoja. To je prvi put postignuto 1922–1924. ruski genetičar, studentica N.I. Vavilov, Georgij Dmitrijevič Karpečenko (1899–1942) pri križanju rotkvice i kupusa. Obje ove vrste imaju (u diploidnom skupu) po 18 kromosoma. Sukladno tome, njihove gamete nose po 9 kromosoma (haploidni skup). Hibrid ima 18 kromosoma, ali je potpuno sterilan, jer. "rijetki" i "kupusni" kromosomi u mejozi se ne konjugiraju jedan s drugim.

Kupus-rijetki hibrid (rafanobrassika)

G.D. Karpečenko je djelovanjem kolhicina udvostručio broj kromosoma hibrida. Kao rezultat toga, u hibridnom organizmu bilo je 36 kromosoma, koji se sastoje od dva potpuna diploidna seta rotkvice i kupusa. To je stvorilo normalne prilike za mejozu kao svaki kromosom imao je par. Kromosomi "kupusa" konjugirani su s "kupusom", a "rijetki" - s "rijetkim". Svaka gameta nosila je jedan haploidni set rotkvice i kupusa (9 + 9 = 18). Vrste koje su spojile različite genome u jednom organizmu, a potom i njihovo višestruko povećanje, nazivaju se alopoliploidi. Zigot je opet imao 36 kromosoma.

Tako je dobiveni hibrid rijetkog kupusa, nazvan rafanobrassica, postao plodan. Hibrid se nije podijelio na roditeljske oblike, jer kromosomi rotkvice i kupusa uvijek su završavali zajedno. Ova umjetna biljka nije izgledala ni kao rotkvica ni kao kupus. Mahune su se sastojale od dvije polovice, od kojih je jedna podsjećala na mahunu kupusa, a druga na rotkvicu. Udaljena hibridizacija u kombinaciji s udvostručenjem broja kromosoma (poliploidija) dovela je do obnove plodnosti.

G.D. Karpečenko je prvi jasno pokazao odnos između udaljene hibridizacije i poliploidije u dobivanju plodnih oblika. To je od velike važnosti i za evoluciju i za selekciju.

5. Korištenje somatskih mutacija u oplemenjivanju biljaka

Korištenje somatskih mutacija primjenjivo je na selekciju biljaka koje se razmnožavaju vegetativno. Preko vegetativno razmnožavanje moguće je sačuvati korisnu somatsku mutaciju ili sačuvati i razmnožiti bilo koji heterozigotni oblik koji posjeduje ekonomski korisna svojstva. Na primjer, samo uz pomoć vegetativnog razmnožavanja čuvaju se svojstva mnogih sorti voćnih i bobičastih usjeva. Tijekom spolnog razmnožavanja ne čuvaju se svojstva sorti koje se sastoje od heterozigotnih pojedinaca i dolazi do njihovog cijepanja.

6. Umjetna selekcija u oplemenjivanju biljaka

Kao što smo već rekli, hibridizacija je učinkovita u selekciji samo u kombinaciji sa selekcijom. U oplemenjivanju biljaka koriste se i masovna i individualna selekcija.

Tijekom masovne selekcije veliki broj pojedinci biraju skupinu biljaka s najboljim fenotipovima, čiji su genotipovi nepoznati. Masovna selekcija se provodi među biljkama koje se oprašuju. Zajednički uzgoj odabranih biljaka potiče njihovo slobodno križanje, što dovodi do heterozigotnosti jedinki. Masovna selekcija se provodi više puta u nizu sljedećih generacija. Pribjegava se u slučaju kada je potrebno relativno brzo poboljšati jednu ili drugu sortu. Ali prisutnost varijabilnosti modifikacije smanjuje vrijednost sorti uzgojenih masovnom selekcijom.

Individualna selekcija u oplemenjivanju biljaka koristi se kao način očuvanja za reprodukciju. najbolje biljke. Uzgajaju se međusobno izolirano kako bi se usporedbom s izvornim oblicima i među sobom identificirale vrijedne osobine u potomstvu. Kao što već znamo, najčešće su samooplodne biljke predmet individualne selekcije, a rezultat su čiste linije.

7. Uloga prirodne selekcije u oplemenjivanju biljaka

Prirodna selekcija igra odlučujuću ulogu u uzgoju. Na svaku biljku tijekom njezina života djeluje čitav niz okolišnih čimbenika, a ona mora biti otporna na štetnike i bolesti, prilagođena određenom temperaturnom i vodnom režimu. Stoga zbog prirodne selekcije jedinke stvaraju prilagodbe na okoliš. Ne mogu postojati kultivirane biljke koje su jednako produktivne ni na jednom lokalitetu. Sorte se klasificiraju pod utjecajem prirodne selekcije.

8. Inducirana mutageneza, poliploidija i njihova primjena u oplemenjivanju biljaka

Inducirana mutageneza temelji se na utjecaju različitih zračenja i kemijskih mutagena na tijelo kako bi se dobile mutacije. Mutageni vam omogućuju da dobijete širok raspon različitih mutacija. Od 1000 umjetno dobivenih mutacija, 1-2000 se pokaže korisnima. Ali u ovom slučaju je nužna stroga individualna selekcija mutantnih oblika i daljnji rad sa njima.

Metode mutageneze uspješno se koriste u oplemenjivanju biljaka. Sada je u svijetu stvoreno više od 1 tisuću sorti, koje vode rodovnik pojedinačnih mutantnih biljaka dobivenih kao rezultat umjetne mutageneze. Poznata sorta jara pšenica Novosibirskaya 67 dobivena je na Institutu za citologiju i genetiku Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti nakon tretiranja sjemena početnog materijala sorte Novosibirskaya 7 x-zrake. Ova sorta ima kratku i snažnu slamku, koja sprječava lijeganje biljaka tijekom berbe.

U oplemenjivanju biljaka također se široko koristi metoda dobivanja poliploidnih oblika. Poliploidija je vrsta genomske mutacije i sastoji se u višestrukom povećanju broja kromosoma u usporedbi s haploidnim. Poliploidni oblici mogu se dobiti tretiranjem sjemena kolhicinom tijekom njihovog klijanja.

Višestruko povećanje broja kromosoma popraćeno je povećanjem mase sjemena i plodova, što dovodi do povećanja prinosa poljoprivrednih biljaka. Akademik P.M. Žukovski: "Čovječanstvo se hrani i odijeva uglavnom na proizvodima poliploidije." U Rusiji eksperimentalno dobiven poliploid sorte krumpira, pšenica, šećerna repa, heljda i druge kultivirane biljke.

III. Učvršćivanje znanja

Generalizirajući razgovor tijekom učenja novog gradiva.

IV. Domaća zadaća

Proučite odlomak iz udžbenika (značajke biologije biljaka koje se uzimaju u obzir u oplemenjivanju, glavne metode uzgoja biljaka i njihove karakteristike).

Nastavit će se

umjetna selekcija. Da bi potkrijepio povijesno načelo razvoja divljeg svijeta, Darwin je duboko proučavao stoljetnu praksu poljoprivrede i stočarstva i došao do zaključka da je raznolikost pasmina domaćih životinja i kultiviranih biljnih sorti rezultat varijabilnosti, naslijeđa i umjetne izbor.

Umjetnu selekciju provodi čovjek i može biti dvojako: svjesno (metodično) - u skladu s ciljem koji si uzgajivač postavlja, i nesvjesno, kada si osoba ne postavi za cilj uzgoj pasmine ili sorte s unaprijed određenim svojstvima. , ali jednostavno eliminira manje vrijedne pojedince i ostavlja najbolje za pleme. Nesvjesnu selekciju čovjek provodi već tisućljećima: čak su i divljaci za vrijeme gladi ostavljali više korisnih životinja za pleme, a ubijali manje vrijedne. U nepovoljnim razdobljima primitivni čovjek je prvenstveno koristio neslane plodove ili sitnije sjemenke, au ovom slučaju također je vršio selekciju, ali nesvjesno. U svim slučajevima takve selekcije, najproduktivniji oblici životinja i više produktivne sorte biljke, iako je čovjek ovdje djelovao kao slijepi faktor selekcije, što može biti bilo koji drugi čimbenik okoliša. .jedan

Mnogi vrijedni oblici uzgojeni su stoljetnom praksom umjetne selekcije. Konkretno, sredinom XIX stoljeća. više od 300 sorti pšenice registrirano je u poljoprivrednoj praksi, u pustinjama Sjeverna Afrika Uzgajano je 38 sorti datulje, u Polineziji - 24 oblika krušnog voća i isto toliko sorti banana, u Kini - 63 vrste bambusa. Bilo je oko 1000 sorti grožđa, više od 300 ogrozd, oko 400 pasmina goveda, 250 pasmina ovaca, 350 pasmina pasa, 150 pasmina golubova, mnogo vrijedne pasmine zečevi, kokoši, patke itd. Pobornici postojanosti vrsta vjerovali su da svaka takva sorta ili pasmina potječe od svog izravnog pretka. Međutim, Darwin je dokazao da je izvor raznolikosti životinjskih pasmina i sorti kultiviranih biljaka jedan ili mali broj divljih predaka, čije je potomke čovjek transformirao u različitim smjerovima u skladu sa svojim gospodarskim ciljevima, ukusima i interesima. U ovom slučaju, uzgajivač je koristio nasljednu varijabilnost svojstvenu odabranim oblicima.

Darwin je razlikovao definitivnu (sada nazvanu modifikacijskom) i neodređenu varijabilnost. Uz određenu, ili grupnu, varijabilnost, svi ili gotovo svi potomci jedinki izloženih istim uvjetima mijenjaju se u jednom smjeru; na primjer, kada postoji nedostatak hrane, životinje gube na težini, u hladnim klimatskim uvjetima sisavci imaju deblju dlaku 1 t. jedna orta, jedna pasmina, jedna vrsta. Trenutno se ovaj oblik varijabilnosti naziva genotipskim. Varijabilnost se prenosi na potomstvo ne samo tijekom spolnog razmnožavanja, već i tijekom vegetativnog razmnožavanja: često biljka izraste izbojke s novim svojstvima ili razvije pupoljke iz kojih nastaju plodovi novih kvaliteta (grožđe, ogrozd) - rezultat mutacije u somatska stanica bubrega.

U fenomenima varijabilnosti Darwin je otkrio niz važnih pravilnosti, naime: kada se jedan organ ili obilježje mijenja, drugi se mogu promijeniti. Na primjer, na mjestu pričvršćivanja uvježbanog mišića na kost se razvija grb, kod ptica močvarica vrat se produljuje istovremeno s produljenjem udova, debljina dlake kod ovaca se u skladu s tim mijenja s povećanjem debljine koža. Takva se varijabilnost naziva korelativna ili korelativna. Na temelju korelativne varijabilnosti, uzgajivač može predvidjeti određena odstupanja od izvornog oblika i odabrati u željenom smjeru.

Prirodni odabir za razliku od umjetnog, provodi se u samoj prirodi i sastoji se u odabiru unutar vrste najprilagođenijih jedinki uvjetima određenog okoliša. Darwin je otkrio određeno zajedničko u mehanizmu umjetne i prirodne selekcije: u prvom obliku selekcije, svjesna ili nesvjesna volja osobe utjelovljena je u rezultatima, u drugom dominiraju zakoni prirode. U oba slučaja nastaju novi oblici, međutim, umjetnom selekcijom, unatoč činjenici da varijabilnost utječe na sve organe i svojstva životinja i biljaka, dobivene životinjske pasmine i biljne sorte zadržavaju osobine korisne za ljude, ali ne i za organizme. se. Naprotiv, prirodna selekcija čuva pojedince kod kojih su promjene korisne za njihovo postojanje u danim uvjetima.

U prirodi se stalno opaža određena i neodređena varijabilnost. Njegov intenzitet je ovdje manje izražen nego u domaćim oblicima, od promjene prirodno okruženje događa se podmuklo i iznimno sporo. Nova kvalitativna heterogenost pojedinaca unutar vrsta, takoreći, dovodi mnoge "kandidate" u evolucijsku arenu, ostavljajući prirodnu selekciju da odbaci one manje prilagođene preživljavanju. Proces prirodnog "otstrela", prema Darwinu, provodi se na temelju varijabilnosti, borbe za postojanje i prirodne selekcije. Materijal za prirodnu selekciju opskrbljuje neodređena (genotipska) varijabilnost organizama. Iz tog razloga se potomci bilo kojeg para divljih (kao i domaćih) organizama pokazuju heterogenim. Ako su promjene korisne, povećavaju šanse za preživljavanje i razmnožavanje. Svaka promjena štetna za organizam neminovno će dovesti do njegovog uništenja ili nemogućnosti ostavljanja potomstva. Opstanak ili smrt pojedinca je konačni rezultat "borbe za postojanje", koju je Darwin shvaćao ne u izravnom, već u prenesenom smislu. Razlikovao je tri oblika borbe za postojanje:

A) intraspecifični - najžešći, budući da jedinke iste vrste trebaju slične izvore hrane, koji su također ograničeni, u sličnim uvjetima za razmnožavanje, ista skloništa;

C) borba živih organizama s čimbenicima nežive prirode - okolišni uvjeti tijekom suše, poplava, ranih mrazeva, padanja tuče, ugibaju mnoge male životinje, ptice, crvi, kukci, trave.

Kao rezultat svih ovih složenih odnosa, mnogi organizmi umiru ili, oslabljeni, ne ostavljaju potomstvo. Pojedinci s barem minimalnim korisnim promjenama preživljavaju. Prilagodljive osobine i svojstva ne pojavljuju se odmah, akumuliraju se prirodnom selekcijom iz generacije u generaciju, što dovodi do činjenice da se potomci razlikuju od svojih predaka na vrsti i višoj sustavnoj razini.

Borba za postojanje je neizbježna u vezi s intenzivnom reprodukcijom koja postoji u prirodi. Ovaj obrazac ne poznaje iznimke. Uvijek se rađa više organizama nego onih sposobnih preživjeti do odrasle dobi i ostaviti potomke. Izračuni pokazuju: ako bi svi rođeni miševi preživjeli, tada bi u roku od sedam godina potomci jednog para zauzeli cijelu zemlju globus. Ženka bakalara polaže do 10 milijuna jaja odjednom, jedna biljka pastirske vrećice daje 73 tisuće sjemenki, kokošinja - 446.500, itd. Međutim, " geometrijska progresija razmnožavanje" se nikada ne provodi, budući da se između organizama vodi borba za prostor, hranu, zaklon od neprijatelja, nadmetanje u izboru seksualnog partnera, borba za preživljavanje s kolebanjima temperature, vlage, rasvjete itd. U toj "borbi" većina rođenih umire, ne ostavljajući potomstvo, pa stoga u prirodi broj jedinki svake vrste u prosjeku ostaje konstantan.

Tablica Oblici odabira (T.L. Bogdanova. Biologija. Zadaci i vježbe. Vodič za kandidate za sveučilišta. M., 1991.)

Indikatori	umjetna selekcija	Prirodni odabir
Početni materijal za odabir		Pojedinačni znakovi tijela
Faktor odabira		Uvjeti okoliša (živa i neživa priroda)
Promjena putanje:
povoljan	Odabrani, postanite produktivni	Ostati, akumulirati, biti naslijeđen
nepovoljan	Odabrano, odbačeno, uništeno	Uništen u borbi za postojanje
Priroda djelovanja	Kreativno - usmjereno gomilanje znakova za dobrobit osobe	Kreativno - odabir adaptivnih osobina za dobrobit pojedinca, populacije, vrste, što dovodi do pojave novih oblika
Rezultat odabira	Nove biljne sorte, pasmine životinja, sojevi mikroorganizama	Nove vrste
Obrasci za odabir	Masa; pojedinac; nesvjesno (spontano); metodičan (svjestan)	Vožnja, podržavanje odstupanja u promjenjivim uvjetima okoline; stabiliziranje, održavanje konstantnosti prosječne brzine reakcije u stalnim uvjetima okoline

Razmatra se doktrina umjetne selekcije. U našem ćemo članku analizirati glavne karakteristike, vrste i značajke ovog koncepta.

Pokretačke snage evolucije

Prema evolucijska teorija, moderni pogledi nastao kao rezultat niza adaptivnih promjena kod divljih životinja. Pod utjecajem kojih procesa se to dogodilo? To uključuje nasljednu varijabilnost i borbu za postojanje, čija je posljedica prirodna selekcija. Bit potonjeg leži u prevladavajućem opstanku najsposobnijih vrsta. To se u prirodi događa i sada.

Karakteristike umjetne selekcije

Čovjek je odavno naučio koristiti selekciju za dobivanje vrsta s korisnim svojstvima. Da bi to učinio, on spašava potomke najproduktivnijih pojedinaca. Ova vrsta selekcije naziva se umjetna. Njegova je svrha donijeti vrijedno ekonomskih odnosa biljke i sojevi mikroorganizama.

Njihovo formiranje počelo je pripitomljavanjem i uzgojem divljih vrsta. Na primjer, sve moderne pasmine pasa imaju jednog pretka, a to je vuk. U početku je glavna karakteristika umjetne selekcije bila njezina nesvjesna priroda. To znači da ga je osoba provela bez određenog cilja. Najveće jedinke životinja ostavio je za razmnožavanje, a najbolje sjeme za sjetvu slijedeće godine. Za hranu su korišteni manje vrijedni primjerci. Rezultati takvog procesa bit će vidljivi tek nakon dugo vremena.

Kako postići pojavu novih osobina kod samooplodnih biljaka i životinja koje su sposobne za samooplodnju? U ovom slučaju uzgajivači koriste mutacije - iznenadne nagle promjene u genotipu koje nastaju kao posljedica djelovanja određenih čimbenika. Zovu se mutageni. To je eksperimentalno dokazano. Ako se izvrši samooprašivanje biljaka s najvećim sjemenom, tada se korisni znakovi ne pojavljuju ni nakon šest generacija.

Svjestan odabir je učinkovitiji. Naziva se i metodičkom. U isto vrijeme, osoba svjesno zaključuje umjetni izgled sa specifičnim svojstvima. Takav odabir se provodi u nizu generacija dok se ne postigne željeni rezultat.

Usporedne karakteristike umjetne i prirodne selekcije

Obje vrste odabira imaju niz sličnih značajki. Njihova je osnova nasljedna varijabilnost – svojstvo organizama da prenose određene znakove i razvojne karakteristike potomaka. U oba slučaja vrijedna su svojstva koja povećavaju održivost pojedinaca. U prirodnoj selekciji vrste koje nemaju povoljne promjene umiru kao rezultat borbe za postojanje. A s umjetnim se odbacuju ili uništavaju.

Glavna karakteristika umjetne selekcije je izravno sudjelovanje čovjeka i visoka stopa dobivanja rezultata. Potrebne promjene mogu se postići u razdoblju od 10 do 20 godina. U prirodi ti procesi traju stotine, pa čak i milijune godina.

Masovna selekcija

Postoje dva oblika umjetne selekcije. Jedan od njih je masivan. U ovom slučaju korisne značajke izvorni materijal određuju se samo na temelju fenotipskih osobina. Dakle, osoba vizualno određuje koju vrstu koristiti za daljnju reprodukciju i uzgoj.

Takav je umjetni odabir primjer korištenja jednostavne metode u izboru. Koristi se prilično često, ali ima niz nedostataka. Unatoč vanjskoj sličnosti, pojedinci mogu biti genetski heterogeni: heterozigotni ili homozigotni za dominantni alel. U tom se slučaju učinkovitost odabira značajno smanjuje. Očekivani rezultat pojavit će se samo u slučaju križanja heterozigota. Ali u sljedećim generacijama, manifestacija korisnih osobina će se smanjiti, jer će se povećati broj homozigotnih organizama.

Individualni odabir

Ovaj oblik ima niz prednosti. Pojedinačna umjetna selekcija, čije primjere razmatramo, provodi se uzimajući u obzir genotip izvornog materijala. Za to se koristi metoda analize križanja, kao i proučavanje rodovnika.

Nakon odabira roditeljskih parova koristi se sustav križanja – hibridizacija. Može se provoditi unutar istih ili različitih tipova. U svakom slučaju, uzgajivači se susreću s nizom poteškoća. Dakle, nakon niza srodnih križanja raste homozigotnost potomstva. Posljedica toga je degeneracija, slabljenje i smrt linije. Ali ova metoda je idealna za dobivanje čistih linija.

S nepovezanim križanjem, u početku raste heterozigotnost. To dovodi do pojave hibridne snage kod potomaka prve generacije. Taj se fenomen naziva heterozis. Hibridi u isto vrijeme imaju veću održivost u odnosu na svoje roditelje. Ali u sljedećim generacijama ovaj učinak slabi.

Dakle, glavne karakteristike umjetne selekcije uključuju usmjerenu ljudsku aktivnost, brz tempo dobivanja rezultata i uzimanje u obzir karakteristika genotipa selekcijskog materijala.

PRAKTIČNI RAD № 4

Predmet:Usporedba prirodne i umjetne selekcije.

Cilj:Dajte usporedni opis prirodne i umjetne selekcije, pronađite sličnosti i razlike, saznajte ulogu prirodne i umjetne selekcije.

Oprema:tab. prirodna selekcija, umjetna selekcija.

Radni proces

1. Prirodna selekcija je opstanak i razmnožavanje organizama određene vrste koji su najprilagođeniji uvjetima okoliša. Umjetna selekcija je uzgoj novih sorti organizama određene vrste od strane čovjeka.

№ p/n	Svojstva	Vrsta odabira
		Prirodno	Umjetna
	Izvor evolucijskih promjena	Nasljedna varijabilnost, borba za postojanje	nasljedna varijabilnost
	Uzrok	Utjecaj čimbenika okoliša i veličine populacije	Ljudski faktor
	Pokretačka snaga	Evolucija	Izbori
	Koji su obrasci spremljeni	Oblici s vitalnim znakovima prilagođeni okolišu	Obrasci s korisnim značajkama za ljude. Ovi znakovi mogu biti štetni za tijelo
	Koji se oblici eliminiraju	Oblici koji nisu održivi ili neprilagođeni uvjetima okoline	Obrasci sa značajkama potrebnim za osobu
	Posljedice selekcije	Formiranje novih vrsta: a) stabilizacija b) vožnja c) pucanje	Uzgoj novih pasmina i sorti: a) svjesni b) nesvjesno
	Vrste odabira

Zaključak:Sličnosti: osnova ili izvor evolucijskih promjena u umjetnoj i prirodnoj selekciji je nasljedna varijabilnost. Kao rezultat prirodne i umjetne selekcije nastaju novi organski oblici.

Značajke razlike: Temelj prirodne selekcije je nasljedna varijabilnost i borba za postojanje. To je glavna pokretačka snaga evolucije. Uvijek djeluje na dobrobit organizma, populacije i vrste u cjelini, jer pridonosi opstanku najsposobnijih organizama.

Od raznih nasljednih promjena ostaju samo one koje zadovoljavaju uvjete postojanja. Ove promjene na kraju dovode do pojave novih vrsta organizama.

To je kreativna uloga prirodne selekcije.

Postoje vrste prirodne selekcije: stabilizirajuća, pogonska i rozryvayuchy (ometajuća): a) Stabilizirajuća selekcija - svodi se na eliminaciju pojedinaca s velikim odstupanjem osobine od stabilne (prosječne). Održava postojanost fenotipa u stabilnim uvjetima; b) Vožnja – djeluje u slučaju promjene uvjeta postojanja i svodi se na eliminaciju jedinki sa stabilnim osobinama. Dolazi do pomaka u normi reakcije u određenom smjeru; c) Disruptivan – djeluje u nestabilnim uvjetima i svodi se na eliminaciju pojedinaca srednjih, srednjih karakteristika i očuvanje ekstremnih tipova. Dovodi do polimorfizma u populaciji.

Umjetnu selekciju provodi osoba koja odabire i pohranjuje u živim organizmima samo osobine koje su korisne za sebe. Kreativna uloga umjetne selekcije je uzgoj novih. biljne sorte, životinjske pasmine i sojevi mikroorganizama. Umjetna selekcija može biti svjesna i nesvjesna: a). Nesvjesno – kada osoba nesvjesno odabere da