A mesterséges és a természetes szelekció összehasonlító jellemzői. A természetes és mesterséges szelekció összehasonlító jellemzői

Benne lakni természeti viszonyok, van egyéni változékonyság, ami három formában – hasznos, semleges és káros – megnyilvánulhat. Általában a káros változatossággal rendelkező szervezetek az egyedfejlődés különböző szakaszaiban pusztulnak el. Az élőlények semleges változatossága nem befolyásolja életképességüket. A jótékony variabilitással rendelkező egyedek a fajokon belüli, interspecifikus vagy az ellen adott előnyök révén maradnak életben kedvezőtlen körülmények környezet.

vezetés kiválasztása

A környezeti feltételek megváltozásakor a faj azon egyedei maradnak életben, amelyekben az örökletes változékonyság megnyilvánult, és ezzel összefüggésben az új viszonyoknak megfelelő jelek, tulajdonságok alakultak ki, és azok az egyedek, amelyekben nem volt ilyen változatosság, elpusztulnak. Útja során Darwin felfedezte, hogy az óceáni szigeteken, ahol erős szél uralkodik, kevés a hosszú szárnyú rovar, és sok a kezdetleges szárnyú rovar és a szárnyatlan rovar. Ahogy Darwin kifejti, a normál szárnyú rovarok nem tudták ellenállni az erős szeleknek ezeken a szigeteken, és elpusztultak. A kezdetleges szárnyú és szárnyatlan rovarok pedig egyáltalán nem emelkedtek a levegőbe, és elrejtőztek a repedésekben, és ott találtak menedéket. Ez az örökletes változékonysággal és természetes szelekcióval együtt járó, sok ezer évig tartó folyamat a hosszúszárnyú rovarok számának csökkenéséhez vezetett ezeken a szigeteken, valamint kezdetleges szárnyú egyedek és szárnyatlan rovarok megjelenéséhez. A természetes szelekciót, amely biztosítja az élőlények új tulajdonságainak, tulajdonságainak megjelenését és fejlődését, ún motívum kiválasztása.

Bomlasztó szelekció

Bomlasztó szelekció- ez a természetes szelekció egyik formája, amely számos polimorf forma kialakulásához vezet, amelyek ugyanazon populáción belül különböznek egymástól.

Mutatók	Természetes kiválasztódás	mesterséges szelekció
A kiválasztás kezdeti anyaga		A test egyéni jelei
Kiválasztási tényező		Környezeti feltételek
A kedvező változás útja	Kiválasztott, produktív	Maradj, halmozódj, örökölj
A kedvezőtlen változások útja	Kiválasztották, eldobták, megsemmisítették	A létért folytatott küzdelemben elpusztult
A cselekvés jellege	Kreatív - a jelek irányított felhalmozása egy személy javára	Kreatív - alkalmazkodó tulajdonságok kiválasztása egy egyed, populáció, faj javára, ami új formák megjelenéséhez vezet
Kiválasztás eredménye	Új növényfajták, állatfajták, mikroorganizmusok törzsei	Új faj
Kiválasztási űrlapok	Tömeges, egyéni, tudattalan, módszeres	Motívum, stabilizáló, destabilizáló, bomlasztó, szexuális

lecke 5–6. növénynemesítés

Eszközök: általános biológia táblázatok, amelyek bemutatják a fajták és fajták sokféleségét, a növénynemesítés főbb módszereit és eredményeit.

AZ ÓRÁK ALATT

I. Tudáspróba

A. Szóbeli tudáspróba

1. Ch.Darwin a fajták és fajták sokféleségének okairól.
2. A mesterséges szelekció formái és jellemzőik.
3. A mesterséges szelekció alkotó szerepe.

B. Kártyamunka

№1. Miért tekinthető egy fajta vagy fajta ember alkotta populációnak, i.e. az emberek akarata és erőfeszítései által létrehozott népesség?

№2. Mutasson példákat a szelekciónak a fajta- és fajtaképzés irányára gyakorolt ​​hatására!

№3. Miért alkalmaznak tömeges szelekciót a keresztbeporzó növényeknél? A tömegszelekció genetikailag homogén anyagot termel? Miért szükséges az újraválasztás a tömeges szelekcióhoz?

II. Új anyagok tanulása

1. A nemesítés során figyelembe vett növénybiológiai jellemzők

A kiválasztást figyelembe kell venni a következő funkciókat növénybiológia:

– magas termékenység és sok utód;
– önbeporzó fajok jelenléte;
- a vegetatív szervek általi szaporodási képesség;
– a mutáns formák mesterséges előállításának lehetősége.

A növények ezen tulajdonságai határozzák meg a nemesítési módszerek kiválasztását.

2. A keresztezés, mint a mesterséges szelekcióhoz szükséges anyagok sokféleségének növelésének módszere

A növénynemesítés fő módszerei a hibridizáció és a szelekció. Általában ezeket a módszereket együtt alkalmazzák. A hibridizáció növeli az anyag sokféleségét, amellyel a tenyésztő dolgozik. De önmagában a legtöbbször nem vezethet az élőlények jellemzőinek céltudatos megváltoztatásához, pl. a mesterséges szelekció nélküli keresztezések hatástalanok. A keresztezést a szülőpárok gondos kiválasztása előzi meg. A forrásanyag sikeres kereséséért, kiválasztásáért és felhasználásáért nagyon fontos rendelkezik N.I tanításaival. Vavilov a származási központokról termesztett növények, az örökletes változékonyság homológiai sorozatának törvénye, a növényrendszertan ökológiai és földrajzi elvei, és szintén N.I. Vavilov, követői és tanítványai mezőgazdasági növények gyűjteménye.

A hibridizáció elvégezhető különböző sémák. Vannak egyszerű keresztek (páros) és összetett keresztek (lépés, visszatérés vagy visszakeresztezés).

Egyszerű , vagy páros , az úgynevezett keresztezés két szülői forma között, egyszer előállítva. Ezek sokfélesége az ún kölcsönös(kölcsönös) crossoverek. Emlékezzünk vissza, hogy lényegük abban rejlik, hogy két keresztezést hajtanak végre, és az első keresztezés apai formáját a második keresztezésnél anyaiként, az anyai formát pedig apaiként használják. Az ilyen keresztezéseket két esetben alkalmazzák: amikor a legértékesebb tulajdonság kialakulását a citoplazmatikus öröklődés okozza (például az őszi búza egyes fajtáinak fagyállósága), vagy amikor a hibridekben a magkötés attól függ, hogy egyik vagy másik fajtát veszik-e figyelembe. az anyai vagy apai alak. A kölcsönös keresztezések azt mutatják, hogy néha nagyon jelentős az anyai fajta citoplazmájának hatása.
Tehát az Olajos Magvak Kutatóintézetében. V.S. Pustovoita (Krasnodar) a 3519-es és 6540-es napraforgófajták kölcsönös keresztezése eredményeként fajtaközi hibrideket kaptunk, amelyek szignifikánsan (2,5-szeresére) különböztek a seprűkártétel mértékében attól függően, hogy melyik fajtát vettük anyafajtának, ill. amely - mint apai forma. A nemesítésbe természetesen bekerültek a seprűvel szemben nagyobb ellenállású hibridek is.

összetett keresztezésnek nevezzük, amikor kettőnél több szülői formát használnak, vagy a hibrid utódokat az egyik szülővel keresztezik újra. Különbséget tesznek lépcsős és hátsó összetett keresztek között.
Komplex lépcsős hibridizáció- Ez a létrejövő hibridek egymás utáni keresztezésének rendszere új formákkal, valamint egymással hibridekkel. Ily módon egy fajtában gyűjthet legjobb tulajdonságait sok eredeti forma. Ezt a módszert először a híres szovjet tenyésztő, A.P. fejlesztette ki és alkalmazta sikeresen. Shekhurdin a lágy tavaszi búza Lutescens 53/12, Albidum 43, Albidum 24, Steklovidnaya, Saratovskaya 210, Saratovskaya 29 stb., valamint számos durumbúzafajta létrehozásakor.
Nál nél visszakeresztezések a létrejövő hibrideket keresztezik a szülő formával, melynek tulajdonságát kívánják fokozni. Ha az ilyen átkeléseket sokszor megismétlik, hívják telítő, vagy abszorpció(visszakeresztezések). Ebben az esetben a hibrid telítődik az egyik szülő genetikai anyagával, és a másik szülő genetikai anyaga kiszorul (felszívódik), és egy vagy több értékes tulajdonságért felelős gén a hibrid genomban marad, pl. , szárazságállóság vagy valamelyik betegséggel szembeni rezisztencia. Általában a helyi, vadon termő, leggyakrabban alacsony termőképességű formákat használják az ilyen tulajdonságok donoraként, ezért a tenyésztőknek visszakeresztezéshez kell folyamodniuk.

A következő típusú keresztezéseket használják a növénynemesítésben.

Beltenyésztés, vagy beltenyésztés, a termelékenység növelésének egyik szakaszaként használják. Ehhez a keresztbeporzó növények önbeporzását végzik, ami a homozigótaság növekedéséhez vezet. 3-4 nemzedék után kialakulnak az úgynevezett tiszta vonalak - genetikailag homogén utódok, amelyeket egy egyedből vagy egy egyedpárból, generációk sorozatán belül egyéni szelekcióval nyernek. Sok abnormális tulajdonság recesszív. Tiszta vonalakban fenotípusosan jelennek meg. Ez káros hatáshoz, az élőlények életképességének csökkenéséhez vezet, ún beltenyésztési depresszió. A keresztbeporzó növények önbeporzása káros hatása ellenére azonban gyakran és sikeresen használják a nemesítésben tiszta vonalak előállítására. Szükségesek a kívánatos, értékes tulajdonságok örökletes rögzítéséhez, valamint a vonalközi kereszteződéshez. Az önbeporzó növényekben nem halmozódnak fel a kedvezőtlen recesszív mutációk, mivel gyorsan homozigótákká válnak, és a természetes szelekció eliminálja őket.

Interline átkelés– keresztbeporzás különböző önbeporzó vonalak között, aminek következtében esetenként nagy hozamú sorközi hibridek jelennek meg. Például a kukorica sorközi hibridjeinek előállítása érdekében a palántákat kiszedik a kiválasztott növényekről, és amikor a bibebélyegek megjelennek, beporozzák ugyanazon növény pollenjével. A más növények pollen általi beporzásának megakadályozása érdekében a virágzatot papír szigetelőanyaggal borítják. Így több év alatt több tiszta vonalat kapunk, majd a tiszta vonalakat keresztezzük egymással, és kiválasztjuk azokat, amelyek utódai a maximális termésnövekedést adják.

Keresztezés- növénykeresztezés különböző fajták egymással abból a célból, hogy a kombinatív variabilitás hibridjeiben megnyilvánuljanak. Ez a keresztezés a legelterjedtebb a tenyésztésben, és sokak termelésének alapja magas hozamú fajták. Önbeporzó fajokhoz, például búzához is használják. Az egyik búzafajta növényének virágairól eltávolítják a portokokat, egy másik fajtájú növényt mellé helyeznek egy tégely vízbe, és mindkét növényt közös szigetelőanyaggal fedik le. Ennek eredményeként kap hibrid magvak, a különböző fajták nemesítő számára szükséges tulajdonságait ötvözve.

távoli hibridizáció- növénykeresztezés különböző típusok, és néha a szülés is, hozzájárulva az új nyomtatványok fogadásához. A kereszteződés általában egy fajon belül történik. De néha lehetséges hibrideket szerezni ugyanazon nemzetség különböző fajainak keresztezéséből, sőt különböző fajták. Tehát vannak rozs és búza, búza és vadon élő gabona Aegilops hibridjei. A távoli hibridek azonban általában sterilek. A meddőség fő okai:

- távoli hibridekben a csírasejtek normális érése általában lehetetlen;
- mindkét szülői növényfaj kromoszómái annyira eltérnek egymástól, hogy nem tudnak konjugálni, aminek következtében nem történik normális számcsökkenés, a meiózis folyamata megszakad.

Ezek a zavarok még jelentősebbek, ha a keresztező fajok kromoszómák számában különböznek (például rozsban a diploid kromoszómák száma 14, a közönséges búzában - 42). Sok kultúrnövény született távoli hibridizáció eredményeként. Például N. V. akadémikus sokéves munkájának eredményeként. Tsitsina és munkatársai értékes gabonafajtákat szereztek a búza és az évelő gyom búzafű hibridizációja alapján. A búza és a rozs hibridizációja eredményeként (ezek a hibridek általában sterilek) egy új kultúrnövényt kaptak, amelyet tritikálénak (lat. triticum- búza, pecsét- rozs). Ez a növény nagyon ígéretes takarmány- és gabonanövényként, amely magas hozamot ad és ellenáll a káros környezeti hatásoknak.

3. A hibrid energia jelensége és genetikai alapjai

Még a XVIII. század közepén is. I.Kelreuter orosz akadémikus felhívta a figyelmet arra a tényre, hogy egyes esetekben a növények keresztezése során az első generáció hibridjei sokkal erősebbek, mint a szülői formák. Aztán Charles Darwin arra a következtetésre jutott, hogy a hibridizáció sok esetben a hibrid organizmusok erőteljesebb fejlődésével jár együtt. Az első generációs hibridek magasabb életképességét, termelékenységét a keresztezett szülői formákhoz képest nevezik heterózis. Heterózis léphet fel állatokban fajták, növényekben fajták és tiszta vonalak keresztezésekor. Így a grusevszkaja és a dnyipropetrovszki kukorica fajtaközi hibridje 8-9%-os, míg az azonos fajták két önbeporzó vonalából álló sorközi hibrid 25-30%-os termésnövekedést ad. A heterózis esetei a növény- és állatfajok, nemzetségek távoli keresztezése esetén is ismertek.

Így a heterozis jelensége, mint a hibridizáció hatásainak örökletes kifejeződése, régóta ismert. A nemesítési folyamatban való felhasználása azonban viszonylag nemrég, az 1930-as években kezdődött. A heterózis jelenségének felfedezése és megértése lehetővé tette a szelekciós folyamat új irányának meghatározását - a növények és állatok rendkívül produktív hibridjei létrehozását.

Az 1920-as években új korszak kezdődik a heterózis jelenségének vizsgálatában. 20. század J. Shell, E. East, R. Hell, D. Jones amerikai genetikusok munkáiból. Munkájuk eredményeként a kukoricában önbeporzással olyan beltenyésztett vonalakat kaptak, amelyek az eredeti növényektől csökkent termőképességben és életképességben különböznek, i. súlyos beltenyésztési depresszió. De amikor a Shell tiszta vonalakat keresztezett, váratlanul nagyon erős, első generációs hibrideket kapott, amelyek minden termőképességi paraméterben jelentősen meghaladták az eredeti vonalakat és azokat a fajtákat, amelyekből ezeket a vonalakat önbeporzással nyerték. Ezekkel a munkákkal megkezdődött a heterózis széles körű alkalmazása a kiválasztási folyamatban.

Mi magyarázza a heterózis jelenségét, i.e. hibridek ereje, genetikai szempontból? A genetikusok számos hipotézist javasoltak ennek magyarázatára. A következő kettő a leggyakoribb.

Dominancia hipotézis D. Jones amerikai genetikus fejlesztette ki. A homozigóta vagy heterozigóta állapotban lévő domináns gének kedvezően ható elgondolásán alapul. Ha a keresztezett formáknak csak két domináns, előnyösen ható génje van ( AAbbCCdd x aaBBccDD), akkor a hibridben négy van ( AaBbCcDd), függetlenül attól, hogy homozigóta vagy heterozigóta állapotban vannak. Ez a hipotézis támogatói szerint meghatározza a hibrid heterózisát, azaz. előnyei az eredeti formákkal szemben.

Túldominancia hipotézis J. Shell és E. East amerikai genetikusok javasolták. Ez azon a felismerésen alapul, hogy egy vagy több gén heterozigóta állapota előnyt jelent egy vagy több gén homozigóta állapotával szemben. Az egygén túlsúly hipotézist illusztráló séma meglehetősen egyszerű. Azt jelzi, hogy a gén heterozigóta állapota Ah előnyei vannak a gén által szabályozott termékek szintézisében a homozigótákhoz képest ennek a génnek az alléljai tekintetében. A hibridek második generációjától kezdve a heterózis hatása elhalványul, mert. néhány gének homozigóta állapotba kerülnek:

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

A heterózisnak számos más hipotézise is létezik. A legérdekesebb közülük a gének kompenzációs komplexumának hipotézise, amelyet a hazai genetikus, V.A. Sztrunyikov. Ennek lényege a következő. Legyenek olyan mutációk, amelyek nagymértékben csökkentik az életképességet és a termelékenységet. A szelekció eredményeként a homozigótákban egy kompenzációs génkomplex képződik, amely nagymértékben semlegesíti a mutációk káros hatásait. Ha ezután egy ilyen mutáns formát kereszteznek egy normál formával (mutációk nélkül), és ezáltal a mutációk heterozigóta állapotba kerülnek, azaz. normál alléllal semlegesítsék hatásukat, akkor a mutációk kapcsán kialakult kompenzációs komplexum heterózist biztosít.

Így annak ellenére, hogy a heterózis genetikai alapja még nem teljesen tisztázott, egy dolog biztos: a hibridekben pozitív szerepet játszik a nagy heterozigótaság, ami fokozott fiziológiai aktivitás megnyilvánulásához vezet.

4. Interspecifikus növényhibridek terméketlenségének leküzdése

A távhibridizációt nem széles körben alkalmazzák a nemesítésben a létrejövő hibridek sterilitása miatt. A modern genetika és nemesítés egyik kiemelkedő vívmánya az interspecifikus hibridek terméketlenségének leküzdésére szolgáló módszer kidolgozása, amely esetenként normálisan tenyésztő hibridek előállításához vezetett. Ezt először 1922–1924-ben sikerült elérni. orosz genetikus, diák N.I. Vavilov, Georgy Dmitrievich Karpechenko (1899–1942) a retek és a káposzta keresztezése során. Mindkét faj (a diploid készletben) 18 kromoszómával rendelkezik. Ennek megfelelően ivarsejtjeik egyenként 9 kromoszómát hordoznak (haploid készlet). A hibridnek 18 kromoszómája van, de teljesen steril, mert. a "ritka" és a "káposzta" kromoszómák meiózisban nem konjugálnak egymással.

Káposzta-ritka hibrid (rafanobrassika)

G.D. Karpechenko a kolhicin hatására megduplázta a hibrid kromoszómáinak számát. Ennek eredményeként a hibrid szervezetben 36 kromoszóma volt, amelyek két teljes diploid retek és káposzta készletből állnak. Ez normális lehetőségeket teremtett a meiózis as minden kromoszómának volt egy párja. A "káposzta" kromoszómákat a "káposztával", a "ritka" pedig a "ritka"-val konjugálták. Minden ivarsejt egy haploid retket és káposztát tartalmazott (9 + 9 = 18). Azokat a fajokat, amelyek egy szervezetben különböző genomokat kombináltak, majd azok többszörös növekedését nevezik allopoliploidok. A zigótának ismét 36 kromoszómája volt.

Így az így létrejött káposzta-ritka hibrid, az úgynevezett rafanobrassica megtermékenyült. A hibrid nem bomlott fel szülői formákra, mert a retek és a káposzta kromoszómái mindig együtt kötöttek ki. Ez az ember alkotta növény nem hasonlított sem retkre, sem káposztára. A hüvelyek két félből álltak, amelyek közül az egyik káposztahüvelyre, a másik retkre hasonlított. A távoli hibridizáció és a kromoszómák számának megkétszerezése (poliploidia) a termékenység helyreállításához vezetett.

G.D. Karpechenko volt az első, aki egyértelműen kimutatta a távoli hibridizáció és a poliploidia közötti kapcsolatot a termékeny formák megszerzésében. Ez nagyon fontos mind az evolúció, mind a szelekció szempontjából.

5. Szomatikus mutációk felhasználása a növénynemesítésben

A szomatikus mutációk alkalmazása vegetatívan szaporodó növények szelekciójára alkalmazható. Keresztül vegetatív szaporítás lehetséges egy előnyös szomatikus mutáció megőrzése, vagy bármely, gazdaságilag hasznos tulajdonságokkal rendelkező heterozigóta forma megőrzése és szaporítása. Például csak a vegetatív szaporítás segítségével sok gyümölcs- és bogyós növényfajták tulajdonságai megmaradnak. Az ivaros szaporodás során a heterozigóta egyedekből álló fajták tulajdonságai nem őrződnek meg, felhasadnak.

6. Mesterséges szelekció a növénynemesítésben

Mint már említettük, a hibridizáció csak szelekcióval kombinálva hatékony a szelekcióban. A növénynemesítésben tömeges és egyedi szelekciót is alkalmaznak.

A tömegválogatás során egy nagy szám az egyedek a legjobb fenotípusú növénycsoportot választják ki, amelynek genotípusa ismeretlen. A tömegszelekciót keresztbeporzó növények között végezzük. A kiválasztott növények közös termesztése elősegíti szabad keresztezésüket, ami az egyedek heterozigótaságához vezet. A tömeges szelekciót számos következő generációban ismételten végzik el. Abban az esetben folyamodnak hozzá, ha egy vagy másik fajtát viszonylag gyorsan kell javítani. De a módosítási változatosság jelenléte csökkenti a tömegszelekcióval nemesített fajták értékét.

A növénynemesítésben az egyéni szelekciót a szaporodási megőrzés egyik módjaként használják. legjobb növények. Egymástól elszigetelten termesztik, hogy az utódok értékes tulajdonságait azonosítsák az eredeti formákkal való összehasonlítás és egymás között. Mint már tudjuk, leggyakrabban önbeporzó növények képezik az egyéni szelekció tárgyát, melynek eredménye a tiszta vonalak.

7. A természetes szelekció szerepe a növénynemesítésben

A természetes szelekció döntő szerepet játszik a tenyésztésben. A környezeti tényezők egész sora hat minden növényre élete során, és ellenállónak kell lennie a kártevőkkel és betegségekkel szemben, és egy bizonyos hőmérsékleti és vízrendszerhez kell igazodnia. Ezért a természetes szelekciónak köszönhetően az egyedek alkalmazkodnak a környezethez. Egyenlően termő termőnövények nem létezhetnek egyetlen helyen sem. A fajtákat a természetes szelekció hatására osztályozzák.

8. Indukált mutagenezis, poliploidia és felhasználásuk a növénynemesítésben

Az indukált mutagenezis a különféle sugárzások és kémiai mutagének szervezetre gyakorolt ​​hatásán alapul, mutációkat eredményezve. A mutagének lehetővé teszik a különböző mutációk széles skálájának elérését. 1000 mesterségesen előállított mutációból 1-2000 bizonyul előnyösnek. De ebben az esetben a mutáns formák szigorú egyéni kiválasztása szükséges és további munka velük.

A mutagenezis módszereket sikeresen alkalmazzák a növénynemesítésben. Mára több mint 1000 fajtát hoztak létre a világon, amelyek törzskönyvet vezetnek a mesterséges mutagenezis eredményeként nyert egyedi mutáns növényekből. Ismert fajta A Novosibirskaya 67 tavaszi búzát az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Kirendeltségének Citológiai és Genetikai Intézetében szerezték be a Novoszibirszkaja 7 fajta kiindulási anyagának vetőmagkezelése után. röntgensugarak. Ennek a fajtának rövid és erős szalmája van, ami megakadályozza a növények megtelepedését a betakarítási időszakban.

A növénynemesítésben széles körben alkalmazzák a poliploid formák előállításának módszerét is. A poliploidia a genomi mutáció egy fajtája, és a kromoszómák számának többszörös növekedéséből áll a haploidhoz képest. A poliploid formákat úgy kaphatjuk meg, hogy a magvakat a csírázás során kolchicinnel kezeljük.

A kromoszómák számának többszörös növekedése a magvak és a gyümölcsök tömegének növekedésével jár, ami a mezőgazdasági növények termésének növekedéséhez vezet. akadémikus P.M. Zsukovszkij: "Az emberiség főleg a poliploidia termékeiből táplálkozik és öltözködik." Oroszországban kísérleti úton nyert poliploid burgonyafajták, búza, cukorrépa, hajdina és egyéb kultúrnövények.

III. A tudás megszilárdítása

Általánosító beszélgetés az új tananyag elsajátítása során.

IV. Házi feladat

Tanulmányozza a tankönyv bekezdését (a növénybiológia nemesítésben figyelembe vett sajátosságai, a növénynemesítés főbb módszerei és jellemzői).

Folytatjuk

mesterséges szelekció. A vadon élő állatok fejlődésének történeti alapelvének alátámasztására Darwin behatóan tanulmányozta a mezőgazdaság és az állattenyésztés évszázados gyakorlatát, és arra a következtetésre jutott, hogy a háziállatok fajtáinak és a termesztett növényfajtáknak a változatossága a változékonyság, az öröklődés és a mesterséges természet eredménye. kiválasztás.

A mesterséges szelekciót az ember végzi, és ez kettős lehet: tudatos (módszeres) - a tenyésztő által kitűzött célnak megfelelően, és tudattalan, amikor az ember nem tűzi ki magának azt a célt, hogy előre meghatározott tulajdonságokkal rendelkező fajta vagy fajta nemesítését tűzze ki maga elé. , hanem egyszerűen kiiktatja a kevésbé értékes egyedeket, és a legjobbat a törzsre hagyja. A tudattalan szelekciót az ember évezredek óta végezte: még a vadak is éhínség idején több hasznos állatot hagytak a törzsnek, és öltek meg kevésbé értékeseket. Kedvezőtlen időszakokban az ősember elsősorban éretlen gyümölcsöket vagy kisebb magvakat használt, és ebben az esetben is szelekciót végzett, de öntudatlanul. Az ilyen szelekció minden esetben az állatok legtermékenyebb formái és így tovább termő fajták növények, bár az ember itt vak szelekciós tényezőként működött, ami lehet bármilyen más környezeti tényező. .egy

Sok értékes formát nemesítettek ki a mesterséges szelekció évszázados gyakorlata. Különösen a XIX. század közepére. több mint 300 búzafajtát tartanak nyilván a mezőgazdasági gyakorlatban, a sivatagokban Észak-Afrika A datolyapálmából 38 fajtát termesztettek, Polinéziában - 24 kenyérgyümölcs- és ugyanennyi fajta banánt, Kínában - 63 bambuszfajtát. Körülbelül 1000 fajta szőlő volt, több mint 300 egres, körülbelül 400 szarvasmarha, 250 fajta juh, 350 fajta kutya, 150 fajta galamb, sok értékes fajták nyulak, csirkék, kacsák stb. A fajok állandóságának hívei úgy vélték, hogy minden ilyen fajta vagy fajta közvetlen ősétől származik. Darwin azonban bebizonyította, hogy az állatfajták és a termesztett növényfajták sokféleségének forrása egy vagy kis számú vadon élő ős, akiknek leszármazottait az ember gazdasági céljainak, ízlésének és érdeklődésének megfelelően különböző irányban alakította át. Ebben az esetben a tenyésztő a kiválasztott formákban rejlő örökletes változékonyságot használta.

Darwin különbséget tett a határozott (ma módosítónak nevezett) és a határozatlan változékonyság között. Egy bizonyos, vagy csoportos változékonyság mellett az azonos feltételeknek kitett egyedek összes vagy csaknem összes utóda egy irányba változik; például táplálékhiány esetén az állatok fogynak, hideg éghajlaton az emlősök szőrzete vastagabb 1 t.egy orta,egy fajta,egy faj. Jelenleg a variabilitásnak ezt a formáját genotípusosnak nevezik. A változatosság nemcsak az ivaros szaporodás, hanem a vegetatív szaporodás során is átadódik az utódok számára: gyakran egy növény új tulajdonságokkal rendelkező hajtásokat növeszt, vagy rügyeket fejleszt, amelyekből új tulajdonságokkal rendelkező termések (szőlő, egres) képződnek - a növényben bekövetkező mutáció eredményeként. a vese szomatikus sejtje.

A változékonyság jelenségeiben Darwin számos fontos törvényszerűséget fedezett fel, nevezetesen: ha egy szerv vagy jellemző megváltozik, mások is megváltozhatnak. Például a megedzett izom csonthoz tapadásának helyén taré alakul ki, a gázlómadarakban a nyak a végtagok meghosszabbodásával egyidejűleg megnyúlik, a birkák szőrének vastagsága ennek megfelelően változik az izomzat vastagságának növekedésével. bőr. Az ilyen változékonyságot korrelatívnak vagy korrelatívnak nevezzük. A korrelatív variabilitás alapján a tenyésztő előre jelezhet bizonyos eltéréseket az eredeti formától, és a kívánt irányba szelektálhat.

Természetes kiválasztódás A mesterségestől eltérően magában a természetben hajtják végre, és abból áll, hogy a fajon belül kiválasztják az adott környezet feltételeihez leginkább alkalmazkodó egyedeket. Darwin felfedezett egy bizonyos közös vonást a mesterséges és természetes szelekció mechanizmusában: a szelekció első formájában az ember tudatos vagy tudattalan akarata ölt testet az eredményekben, a másodikban a természet törvényei dominálnak. Mindkét esetben azonban mesterséges szelekcióval új formák jönnek létre, annak ellenére, hogy a változékonyság az állatok és növények minden szervét és tulajdonságait érinti, az így létrejövő állatfajták és növényfajták megtartják az ember számára hasznos tulajdonságokat, de az élőlények számára nem. maguk. Ellenkezőleg, a természetes szelekció megőrzi azokat az egyedeket, amelyekben a változások adott körülmények között saját létük szempontjából előnyösek.

A természetben folyamatosan megfigyelhető a határozott és határozatlan változékonyság. Intenzitása itt kevésbé markáns, mint a hazai formákban, a változás óta természetes környezet alattomosan és rendkívül lassan történik. A fajon belüli egyedek minőségi heterogenitása számos „jelöltet” hoz az evolúciós színtérre, így a természetes szelekció visszautasítja azokat, akik kevésbé alkalmazkodtak a túléléshez. A természetes "kivágás" folyamata Darwin szerint a változékonyság, a létért való küzdelem és a természetes kiválasztódás alapján valósul meg. A természetes szelekció anyagát az élőlények határozatlan (genotípusos) változékonysága szolgáltatja. Ez az oka annak, hogy bármely vadon élő (és a házi) élőlénypár utódai heterogénnek bizonyulnak. Ha a változások előnyösek, az növeli a túlélés és a szaporodás esélyét. Bármilyen, a szervezetre ártalmas változás elkerülhetetlenül annak pusztulásához vagy utód elhagyására való képtelenséghez vezet. Az egyén túlélése vagy halála a „létért való küzdelem” végeredménye, amelyet Darwin nem közvetlen, hanem átvitt értelemben értett. A létért való küzdelem három formáját különböztette meg:

A) fajon belüli - a leghevesebb, mivel ugyanazon faj egyedeinek hasonló táplálékforrásokra van szükségük, amelyek szintén korlátozottak, hasonló szaporodási feltételek mellett ugyanazok a menhelyek;

C) az élő szervezetek küzdelme az élettelen természeti tényezőkkel - környezeti feltételek aszályok, árvizek, korai fagyok, jégeső, sok kis állat, madár, féreg, rovar, fű esetén.

Mindezen összetett kapcsolatok következtében sok élőlény elpusztul, vagy legyengülve nem hagy utódokat. A legalább minimális jótékony változásokkal rendelkező egyének túlélik. Az alkalmazkodó tulajdonságok, tulajdonságok nem jelennek meg azonnal, a természetes szelekció során nemzedékről nemzedékre halmozódnak fel, ami oda vezet, hogy az utódok faji és magasabb rendszerszinten különböznek őseiktől.

A természetben tapasztalható intenzív szaporodás kapcsán elkerülhetetlen a létért való küzdelem. Ez a minta nem ismer kivételeket. Mindig több élőlény születik, mint amennyi képes túlélni a felnőttkort és utódokat hagyni. A számítások azt mutatják: ha minden született egér túlélné, akkor hét éven belül egy pár utódai elfoglalnák az egész földet a földgömb. Egy nőstény tőkehal akár 10 millió petét is tojhat egyszerre, egy pásztorzsák növény 73 ezer magot, a tyúkhús 446 500-at stb. geometriai progresszió szaporodás" soha nem valósul meg, mivel az élőlények között harc folyik a helyért, az élelemért, az ellenségek elől való menedékért, versengés a szexuális partner kiválasztásában, harc a túlélésért a hőmérséklet, a páratartalom, a világítás stb. ingadozásával. Ebben a "harcban" a születettek többsége elpusztul, nem hagynak maguk után utódokat, ezért a természetben az egyes fajok egyedszáma átlagosan állandó marad.

Táblázat Kiválasztás formái (T.L. Bogdanova. Biológia. Feladatok és gyakorlatok. Útmutató egyetemekre jelentkezőknek. M., 1991)

Mutatók	mesterséges szelekció	Természetes kiválasztódás
A kiválasztás kezdeti anyaga		A test egyéni jelei
Kiválasztási tényező		Környezeti feltételek (élő és élettelen természet)
Útvonal módosítása:
kedvező	Kiválasztott, produktív	Maradj, halmozódj, örökölj
kedvezőtlen	Kiválasztották, eldobták, megsemmisítették	A létért folytatott küzdelemben elpusztult
A cselekvés jellege	Kreatív - a jelek irányított felhalmozása egy személy javára	Kreatív - alkalmazkodó tulajdonságok kiválasztása egy egyed, populáció, faj javára, ami új formák megjelenéséhez vezet
Kiválasztás eredménye	Új növényfajták, állatfajták, mikroorganizmusok törzsei	Új faj
Kiválasztási űrlapok	Tömeg; Egyedi; eszméletlen (spontán); módszeres (tudatos)	Vezetés, eltérések támogatása változó környezeti viszonyok között; stabilizálása, az átlagos reakciósebesség állandóságának fenntartása állandó környezeti feltételek mellett

A mesterséges szelekció doktrínáját tekintik. Cikkünkben elemezzük ennek a fogalomnak a főbb jellemzőit, típusait és jellemzőit.

Az evolúció mozgatórugói

Alapján evolúciós elmélet, modern nézetek a vadon élő állatok adaptív változásainak sorozata eredményeként keletkezett. Milyen folyamatok hatására történt ez? Ide tartozik az örökletes változékonyság és a létért való küzdelem, aminek a következménye a természetes szelekció. Ez utóbbi lényege a legalkalmasabb fajok túlélése. A természetben még most is előfordul.

A mesterséges szelekció jellemzői

Az ember már régóta megtanulta a szelekciót hasznos tulajdonságokkal rendelkező fajok megszerzésére használni. Ennek érdekében megmenti a legtermékenyebb egyedek leszármazottait. Ezt a fajta szelekciót mesterségesnek nevezik. Célja, hogy értéket hozzon gazdasági kapcsolatok növények és mikroorganizmusok törzsei.

Kialakulásuk a vadon élő fajok háziasításával és termesztésével kezdődött. Például minden modern kutyafajtának egyetlen őse van, ez egy farkas. Kezdetben a mesterséges szelekció fő jellemzője a tudattalan volt. Ez azt jelenti, hogy egy személy konkrét cél nélkül hajtotta végre. Az állatok legnagyobb egyedeit szaporodásra hagyta, a legjobb magvakat pedig vetésre következő év. A kevésbé értékes példányokat élelmiszerként használták fel. Egy ilyen folyamat eredménye csak hosszú idő után lesz látható.

Hogyan lehet elérni, hogy az önbeporzó növényekben és állatokban olyan új tulajdonságok jelenjenek meg, amelyek képesek önmegtermékenyítésre? Ebben az esetben a tenyésztők mutációkat alkalmaznak - a genotípus hirtelen, hirtelen változásai, amelyek bizonyos tényezők hatására következnek be. Mutagéneknek nevezik őket. Ezt kísérletileg bebizonyították. Ha a legnagyobb magvakkal rendelkező növények önbeporzását végzik, akkor a hasznos jelek még hat generáció után sem jelennek meg.

A tudatos szelekció hatékonyabb. Módszeresnek is nevezik. Ugyanakkor az ember tudatosan levezeti mesterséges megjelenés meghatározott tulajdonságokkal. Az ilyen szelekciót több generációban végzik, amíg el nem érik a kívánt eredményt.

A mesterséges és a természetes szelekció összehasonlító jellemzői

Mindkét típusú kiválasztás számos hasonló tulajdonsággal rendelkezik. Alapjuk az örökletes változékonyság – az élőlények átviteli tulajdonsága bizonyos jelekés az utódok fejlődési jellemzői. Mindkét esetben értékesek azok a tulajdonságok, amelyek növelik az egyedek életképességét. A természetes szelekcióban azok a fajok, amelyeknek nincs kedvező változása, elpusztulnak a létért folytatott küzdelem következtében. A mesterségesen pedig elutasítják vagy megsemmisítik.

A mesterséges szelekció fő jellemzője az ember közvetlen részvétele és az eredmények magas aránya. A szükséges változtatásokat 10-20 év alatt lehet megvalósítani. A természetben ezek a folyamatok több száz, sőt millió évig tartanak.

Tömegválasztás

A mesterséges szelekciónak két formája van. Az egyik masszív. Ebben az esetben előnyös tulajdonságait a forrásanyagot csak a fenotípusos tulajdonságok alapján határozzák meg. Így egy személy vizuálisan határozza meg, hogy melyik fajt használja további szaporításhoz és termesztéshez.

Az ilyen mesterséges szelekció egy példa a felhasználásra egyszerű módszerek a válogatásban. Elég gyakran használják, de számos hátránya van. A külső hasonlóság ellenére az egyedek genetikailag heterogének lehetnek: heterozigóták vagy homozigóták a domináns allélra nézve. Ebben az esetben a kiválasztási hatékonyság jelentősen csökken. A várt eredmény csak heterozigóták keresztezése esetén jelenik meg. De a következő generációkban a jótékony tulajdonságok megnyilvánulása csökkenni fog, mivel a homozigóta szervezetek száma nő.

Egyéni kiválasztás

Ennek a formának számos előnye van. Az egyedi mesterséges szelekciót, amelynek példáit vizsgáljuk, a kiindulási anyag genotípusának figyelembevételével hajtjuk végre. Ehhez a keresztezések elemzésének módszerét, valamint a törzskönyvek tanulmányozását használják.

A szülőpárok kiválasztása után keresztezési rendszert - hibridizációt alkalmaznak. Elvégezhető ugyanazon vagy különböző típusokon belül. Mindenesetre a tenyésztők számos nehézséggel szembesülnek. Tehát a rokon keresztezések sorozata után az utódok homozigótasága megnő. Ennek következménye a vonal elfajulása, gyengülése, elhalása. De ez a módszer ideális a tiszta vonalak készítéséhez.

Nem rokon keresztezéssel kezdetben a heterozigótaság növekszik. Ez a hibrid életerő megjelenéséhez vezet az első generáció leszármazottaiban. Ezt a jelenséget heterózisnak nevezik. A hibridek ugyanakkor nagyobb életképességűek, mint szüleik. De a következő generációkban ez a hatás gyengül.

Tehát a mesterséges szelekció fő jellemzői közé tartozik az irányított emberi tevékenység, az eredmények megszerzésének gyors üteme, valamint a szelekciós anyag genotípusának sajátosságainak figyelembevétele.

GYAKORLATI MUNKA № 4

Téma:A természetes és a mesterséges szelekció összehasonlítása.

Cél:Adjon összehasonlító leírást a természetes és mesterséges szelekcióról, keressen hasonlóságokat és különbségeket, derítse ki a természetes és mesterséges szelekció szerepét!

Felszerelés:lapon. természetes szelekció, mesterséges szelekció.

Munkafolyamat

1. A természetes szelekció egy bizonyos fajhoz tartozó, a környezeti feltételekhez leginkább alkalmazkodó organizmusok túlélése és szaporodása. A mesterséges szelekció egy bizonyos fajba tartozó organizmusok új fajtáinak ember általi nemesítése.

№ p/p	Tulajdonságok	Kiválasztás típusa
		Természetes	Mesterséges
	Az evolúciós változások forrása	Örökletes változékonyság, létharc	örökletes változékonyság
	Ok	A környezeti tényezők hatása és a populáció mérete	Emberi tényező
	Hajtóerő	Evolúció	Válogatás
	Milyen űrlapok vannak elmentve	A környezethez alkalmazkodó életjelekkel rendelkező formák	Emberek számára hasznos tulajdonságokkal rendelkező űrlapok. Ezek a jelek károsak lehetnek a szervezetre
	Milyen formák szűnnek meg	Olyan formák, amelyek nem életképesek vagy nem alkalmazkodtak a környezeti feltételekhez	Egy személy számára szükséges tulajdonságokkal rendelkező formák
	A kiválasztás következményei	Új fajok kialakulása: a) stabilizáló b) vezetés c) felrobban	Új fajták és fajták nemesítése: a) tudatos b) eszméletlen
	Kiválasztás típusai

Kimenet:Hasonlóságok: a mesterséges és természetes szelekció evolúciós változásainak alapja vagy forrása az örökletes változékonyság. A természetes és mesterséges szelekció eredményeként új szerves formák alakulnak ki.

A különbség jellemzői: A természetes kiválasztódás alapja az örökletes változékonyság és a létért való küzdelem. Ez az evolúció fő mozgatórugója. Mindig a szervezet, a populáció és a faj egészének javára hat, mert hozzájárul a legalkalmasabb élőlények túléléséhez.

A különféle örökletes változások közül csak azok maradnak meg, amelyek megfelelnek a létfeltételeknek. Ezek a változások végül új típusú organizmusok megjelenéséhez vezetnek.

Ez a természetes szelekció kreatív szerepe.

Vannak típusú természetes szelekció: stabilizáló, vezetési és rozryvayuchy (zavaró): a) A stabilizáló szelekció - az egyedek megszüntetésére csökken, akiknek a tulajdonsága nagy eltérést mutat a stabiltól (átlag). Stabil körülmények között fenntartja a fenotípus állandóságát; b) Vezetés - a létfeltételek megváltozása esetén cselekszik, és a stabil tulajdonságokkal rendelkező egyedek kiiktatására redukálódik. A reakció normája egy bizonyos irányba eltolódik; c) Bomlasztó - instabil körülmények között működik, és a közepes, közepes tulajdonságokkal rendelkező egyedek kiiktatására és az extrém típusok megőrzésére redukálódik. Polimorfizmushoz vezet a populációban.

A mesterséges szelekciót az a személy végzi, aki csak a számára hasznos tulajdonságokat választja ki és tárolja az élő szervezetekben. A mesterséges szelekció kreatív szerepe az újak nemesítése. növényfajták, állatfajták és mikroorganizmus-törzsek. A mesterséges szelekció lehet tudatos és tudattalan: a). Eszméletlen – amikor egy személy öntudatlanul választja