Caracteristicile comparative ale selecției artificiale și naturale. Caracteristicile comparative ale selecției naturale și artificiale

Locuința în conditii naturale, există variabilitate individuală, care se poate manifesta sub trei forme - utilă, neutră și dăunătoare. De obicei, organismele cu variabilitate dăunătoare mor în diferite stadii de dezvoltare individuală. Variabilitatea neutră a organismelor nu afectează viabilitatea acestora. Indivizii cu variabilitate benefică supraviețuiesc în virtutea unui avantaj în intraspecific, interspecific sau contra Condiții nefavorabile mediu inconjurator.

selecția de conducere

Când condițiile de mediu se schimbă, supraviețuiesc acei indivizi ai speciei în care s-a manifestat variabilitatea ereditară și, în legătură cu aceasta, s-au dezvoltat semne și proprietăți care corespund noilor condiții, iar acei indivizi care nu au avut o astfel de variabilitate mor. În timpul călătoriei sale, Darwin a descoperit că pe insulele oceanice unde predomină vânturile puternice, există puține insecte cu aripi lungi și multe insecte cu aripi rudimentare și insecte fără aripi. După cum explică Darwin, insectele cu aripi normale nu au putut rezista vântului puternic de pe aceste insule și au murit. Iar insectele cu aripi rudimentare și fără aripi nu s-au ridicat deloc în aer și s-au ascuns în crăpături, găsindu-și adăpost acolo. Acest proces, care a fost însoțit de variabilitate ereditară și selecție naturală și a continuat timp de multe mii de ani, a dus la scăderea numărului de insecte cu aripi lungi de pe aceste insule și la apariția unor indivizi cu aripi rudimentare și insecte fără aripi. Se numește selecția naturală, care asigură apariția și dezvoltarea de noi caracteristici și proprietăți ale organismelor selecția motivului.

Selecția perturbatoare

Selecția perturbatoare- aceasta este o formă de selecție naturală, care duce la formarea unui număr de forme polimorfe care diferă unele de altele în cadrul aceleiași populații.

Indicatori	Selecție naturală	selecție artificială
Material inițial pentru selecție		Semne individuale ale corpului
Factorul de selectare		Conditii de mediu
Calea Schimbării Favorabile	Selectați, deveniți productiv	Rămâi, acumulează, fii moștenit
Calea Schimbărilor Nefavorabile	Selectat, aruncat, distrus	Distrus în lupta pentru existență
Natura acțiunii	Creativ - acumulare direcționată de semne în beneficiul unei persoane	Creativ - selecția trăsăturilor adaptative în beneficiul unui individ, populație, specie, care duce la apariția de noi forme
Rezultatul selecției	Nou soiuri de plante, rase de animale, tulpini de microorganisme	Specii noi
Formulare de selecție	Masă, individuală, inconștientă, metodică	Motiv, stabilizator, destabilizator, perturbator, sexual

Lecția 5–6. reproducere a plantelor

Echipament: tabele de biologie generală, care ilustrează diversitatea raselor și soiurilor, principalele metode și realizări ale ameliorării plantelor.

ÎN CURILE CLASURILOR

I. Testul de cunoștințe

A. Test oral de cunoștințe

1. Ch.Darwin despre motivele diversității de rase și soiuri.
2. Forme ale selecției artificiale și caracteristicile acestora.
3. Rolul creator al selecției artificiale.

B. Munca cu carduri

№1. De ce o rasă sau un soi poate fi considerată o populație creată de om, adică o populație creată de voința și eforturile oamenilor?

№2. Arată exemple de influență a selecției asupra direcției de formare a rasei și a soiurilor.

№3. De ce este utilizată selecția în masă pentru plantele cu polenizare încrucișată? Selecția în masă produce material omogen genetic? De ce este necesară re-selectarea pentru selecția în masă?

II. Învățarea de materiale noi

1. Caracteristici ale biologiei plantelor luate în considerare în ameliorare

Selecția trebuie să țină cont următoarele caracteristici biologia plantelor:

– fecunditate mare și descendenți numeroși;
– prezența speciilor autopolenizatoare;
- capacitatea de a se reproduce prin organe vegetative;
– posibilitatea producerii artificiale a formelor mutante.

Aceste caracteristici ale plantelor determină alegerea metodelor de reproducere.

2. Încrucișarea ca metodă de creștere a diversității materialelor pentru selecția artificială

Principalele metode de ameliorare a plantelor sunt hibridizarea și selecția. De obicei, aceste metode sunt folosite împreună. Hibridizarea crește diversitatea materialului cu care lucrează crescătorul. Dar în sine, cel mai adesea, nu poate duce la o schimbare intenționată a caracteristicilor organismelor, de exemplu. încrucișările fără selecție artificială sunt ineficiente. Încrucișarea este precedată de o selecție atentă a perechilor parentale. Pentru căutarea, selecția și utilizarea cu succes a materialului sursă mare importanță au învățăturile lui N.I. Vavilov despre centrele de origine plante cultivate, legea sa a seriei omologice în variabilitatea ereditară, principiile ecologice și geografice ale taxonomiei plantelor și, de asemenea, creată de N.I. Vavilov, adepții și studenții săi colecția de plante agricole.

Hibridizarea poate fi efectuată scheme diferite. Există încrucișări simple (pereche) și încrucișări complexe (pas, întoarcere sau încrucișări înapoi).

Simplu , sau se dublează , se numește încrucișare între două forme parentale, produse o singură dată. O varietate dintre ele sunt așa-numitele reciproc(reciproc) încrucișări. Amintiți-vă că esența lor constă în faptul că se efectuează două încrucișări, iar forma paternă a primei încrucișări este folosită în a doua încrucișare ca cea maternă, iar forma maternă, respectiv, ca cea paternă. Astfel de încrucișări sunt utilizate în două cazuri: atunci când dezvoltarea celei mai valoroase trăsături se datorează eredității citoplasmatice (de exemplu, rezistența la îngheț la unele soiuri de grâu de toamnă) sau când întărirea semințelor la hibrizi depinde de faptul că unul sau altul soi este luat ca forma maternă sau paternă. Încrucișările reciproce arată că uneori influența citoplasmei soiului matern este foarte semnificativă.
Deci, în Institutul de Cercetare al Semințelor Oleaginoase. V.S. Pustovoita (Krasnodar), ca urmare a încrucișărilor reciproce ale soiurilor de floarea soarelui 3519 și 6540, s-au obținut hibrizi intervarietali, care au diferit semnificativ (de 2,5 ori) în gradul de deteriorare a măturii, în funcție de soiul luat ca soi mamă și care – ca formă paternă. Desigur, în procesul de reproducere au fost incluși hibrizi cu rezistență mai mare la rapiță.

complex numite încrucișări în care se folosesc mai mult de două forme parentale sau descendenții hibridi sunt reîncrucișați cu unul dintre părinți. Se face o distincție între încrucișările compuse în trepte și spate.
Hibridare în etape complexe- Acesta este un sistem de încrucișări succesive a hibrizilor rezultați cu forme noi, precum și a hibrizilor între ei. În acest fel, puteți colecta într-un singur soi cele mai bune calități multe forme originale. Această metodă a fost dezvoltată și aplicată cu succes pentru prima dată de celebrul crescător sovietic A.P. Shekhurdin la crearea soiurilor de grâu moale de primăvară Lutescens 53/12, Albidum 43, Albidum 24, Steklovidnaya, Saratovskaya 210, Saratovskaya 29 etc., precum și o serie de soiuri de grâu dur de primăvară.
La încrucișări în spate hibrizii rezultați sunt încrucișați cu forma părinte, a cărei trăsătură doresc să o sporească. Dacă astfel de treceri sunt repetate de multe ori, ele sunt numite saturatoare, sau absorbţie(încrucișări în spate). În acest caz, hibridul este saturat cu materialul genetic al unuia dintre părinți, iar materialul genetic al celuilalt părinte este deplasat (absorbit), iar una sau mai multe gene responsabile pentru o trăsătură valoroasă rămân în genomul hibrid, de exemplu. , rezistență la secetă sau rezistență la una dintre boli. De regulă, formele locale de creștere sălbatică, care sunt cel mai adesea slab productive, sunt folosite ca donatori ai unor astfel de trăsături, motiv pentru care crescătorii trebuie să recurgă la backcrosse.

Următoarele tipuri de încrucișări sunt utilizate în ameliorarea plantelor.

Endogamie, sau endogamie, sunt folosite ca una dintre etapele de creștere a productivității. Pentru aceasta, se realizează autopolenizarea plantelor cu polenizare încrucișată, ceea ce duce la creșterea homozigozității. După 3-4 generații, apar așa-numitele linii pure - descendenți omogeni genetic obținuți prin selecție individuală de la un individ sau o pereche de indivizi într-o serie de generații. Multe trăsături anormale sunt recesive. În linii pure apar fenotipic. Acest lucru duce la un efect advers, o scădere a viabilității organismelor, numite depresie de consangvinizare. Dar, în ciuda efectului negativ al autopolenizării la plantele cu polenizare încrucișată, este adesea și cu succes folosit în reproducere pentru a obține linii pure. Ele sunt necesare pentru fixarea ereditară a trăsăturilor dezirabile, valoroase, precum și pentru încrucișarea între linii. La plantele auto-polenizate, nu există acumulare de mutații recesive nefavorabile, deoarece devin rapid homozigote și sunt eliminate prin selecție naturală.

Traversare interlinie– polenizare încrucișatăîntre diferite linii de autopolenizare, în urma cărora, în unele cazuri, apar hibrizi interliniari cu randament ridicat. De exemplu, pentru a obține hibrizi interliniari de porumb, paniculele sunt smulse din plantele selectate și, atunci când apar stigmate de pistil, acestea sunt polenizate cu polen din aceeași plantă. Pentru a preveni polenizarea cu polenul de la alte plante, inflorescențele sunt acoperite cu izolatori de hârtie. Așa se obțin mai multe linii pure de-a lungul unui număr de ani, iar apoi liniile pure se încrucișează între ele și se selectează pe cei ai căror descendenți dă creșterea maximă a randamentului.

Încrucișarea- traversarea plantelor soiuri diferiteîntre ele în scopul manifestării în hibrizi de variabilitate combinativă. Acest tip de încrucișare este cel mai comun în reproducere și stă la baza producției multora soiuri cu randament ridicat. De asemenea, este folosit pentru speciile autopolenizate, cum ar fi grâul. Anterele sunt îndepărtate din florile unei plante dintr-un soi de grâu, o plantă dintr-un alt soi este plasată lângă ea într-un borcan cu apă și ambele plante sunt acoperite cu un izolator comun. Drept urmare, obțineți semințe hibride, combinând trăsăturile diferitelor soiuri necesare crescătorului.

hibridizare la distanță- traversarea plantelor tipuri diferite, iar uneori nașterea, contribuind la primirea de noi forme. De obicei, încrucișarea are loc în cadrul unei specii. Dar uneori este posibil să se obțină hibrizi din plantele încrucișate de diferite specii ale aceluiași gen și chiar tipuri diferite. Deci, există hibrizi de secară și grâu, grâu și cereale sălbatice Aegilops. Cu toate acestea, hibrizii îndepărtați sunt de obicei sterili. Principalele cauze ale infertilității:

- la hibrizii îndepărtați, cursul normal de maturare a celulelor germinale este de obicei imposibil;
- cromozomii ambelor specii de plante părinte sunt atât de diferiți unul cu celălalt încât nu se pot conjuga, drept urmare nu există o reducere normală a numărului lor, procesul de meioză este întrerupt.

Aceste tulburări sunt și mai semnificative atunci când speciile de încrucișare diferă în ceea ce privește numărul de cromozomi (de exemplu, numărul diploid de cromozomi la secară este de 14, la grâul comun - 42). Există multe plante cultivate create ca urmare a hibridizării la distanță. De exemplu, ca urmare a multor ani de muncă a Academicianului N.V. Tsitsina și colaboratorii săi au obținut soiuri valoroase de cereale bazate pe hibridizarea grâului cu iarba de grâu buruiană perenă. Ca urmare a hibridizării grâului cu secară (acești hibrizi sunt de obicei sterili), s-a obținut o nouă plantă cultivată, numită triticale (lat. triticum- grau, secale- secară). Această plantă este foarte promițătoare ca cultură furajeră și cereale, care oferă randamente mari și este rezistentă la influențele negative ale mediului.

3. Fenomenul puterii hibride și baza sa genetică

Chiar la mijlocul secolului al XVIII-lea. Academicianul rus I.Kelreuter a atras atenția asupra faptului că, în unele cazuri, la încrucișarea plantelor, hibrizii din prima generație sunt mult mai puternici decât formele parentale. Apoi Charles Darwin a concluzionat că hibridizarea în multe cazuri este însoțită de o dezvoltare mai puternică a organismelor hibride. Viabilitatea mai mare, productivitatea hibrizilor din prima generație în comparație cu formele parentale încrucișate se numește heteroza. Heteroza poate apărea atunci când se încrucișează rase la animale, soiuri și linii pure la plante. Astfel, un hibrid intervarietal de porumb Grushevskaya și Dnepropetrovsk oferă o creștere a randamentului de 8-9%, iar un hibrid interliniar din două linii auto-polenizate ale acelorași soiuri dă o creștere a randamentului de 25-30%. Sunt cunoscute și cazuri de heteroză cu încrucișări îndepărtate de specii și genuri de plante și animale.

Astfel, fenomenul heterozei ca expresie ereditară a efectelor hibridizării este cunoscut de mult timp. Cu toate acestea, utilizarea sa în procesul de reproducere a început relativ recent, în anii 1930. Descoperirea și înțelegerea fenomenului de heterosis a făcut posibilă determinarea unei noi direcții în procesul de selecție - crearea de hibrizi de plante și animale extrem de productivi.

O nouă perioadă în studiul fenomenului heterozei începe în anii 1920. Secolului 20 din lucrările geneticienilor americani J. Shell, E. East, R. Hell, D. Jones. Ca urmare a muncii lor, în porumb s-au obținut linii consangvinizate prin autopolenizare, care diferă de plantele originale prin productivitate și viabilitate reduse, adică. depresie severă de consangvinizare. Dar când Shell a traversat liniile pure, a obținut în mod neașteptat hibrizi foarte puternici din prima generație, depășind semnificativ în toți parametrii de productivitate atât liniile originale, cât și soiurile din care aceste linii au fost obținute prin autopolenizare. Cu aceste lucrări a început utilizarea pe scară largă a heterozei în procesul de selecție.

Ce explică fenomenul de heteroză, i.e. puterea hibrizilor, din punct de vedere genetic? Geneticienii au propus mai multe ipoteze pentru a o explica. Următoarele două sunt cele mai comune.

Ipoteza dominantei dezvoltat de geneticianul american D. Jones. Se bazează pe ideea genelor dominante care acționează favorabil într-o stare homozigotă sau heterozigotă. Dacă formele încrucișate au doar două gene dominante care acționează favorabil ( AAbbCCdd x aaBBccDD), atunci hibridul are patru dintre ele ( AaBbCcDd), indiferent dacă sunt în stare homozigotă sau heterozigotă. Aceasta, conform susținătorilor acestei ipoteze, determină heteroza hibridului, adică. avantajele sale față de formele originale.

Ipoteza supradominanței propusă de geneticienii americani J. Shell și E. East. Se bazează pe recunoașterea faptului că o stare heterozigotă pentru una sau mai multe gene oferă un avantaj față de stările homozigote pentru una sau mai multe gene. Schema care ilustrează ipoteza supradominanței unei gene este destul de simplă. Indică faptul că starea heterozigotă a genei Ah are avantaje în sinteza unui produs controlat de genă față de homozigoți pentru alelele acestei gene. Începând de la a doua generație de hibrizi, efectul heterozei se estompează, deoarece. unele dintre gene intră în stare homozigotă:

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

Există o serie de alte ipoteze ale heterozei. Cel mai interesant dintre ei ipoteza complexului de compensare al genelor, propus de geneticianul autohton V.A. Strunnikov. Esența sa este următoarea. Să existe mutații care reduc foarte mult viabilitatea și productivitatea. Ca rezultat al selecției, la homozigoți se formează un complex compensator de gene, care neutralizează în mare măsură efectele nocive ale mutațiilor. Dacă atunci o astfel de formă mutantă este încrucișată cu una normală (fără mutații) și, prin urmare, mutațiile sunt transferate într-o stare heterozigotă, i.e. neutralizează acțiunea lor cu o alelă normală, atunci complexul de compensare care s-a dezvoltat în raport cu mutațiile va furniza heteroza.

Astfel, în ciuda faptului că baza genetică a heterozei nu a fost încă pe deplin elucidată, un lucru este cert: un rol pozitiv la hibrizi este jucat de heterozigozitate ridicată, ceea ce duce la manifestarea unei activități fiziologice crescute.

4. Depășirea infertilității hibrizilor de plante interspecifice

Hibridizarea la distanță nu este utilizată pe scară largă în reproducere din cauza sterilității hibrizilor rezultați. Una dintre realizările remarcabile ale geneticii și reproducerii moderne a fost dezvoltarea unei metode de depășire a infertilității hibrizilor interspecifici, ducând în unele cazuri la obținerea de hibrizi cu reproducere normală. Acest lucru a fost realizat pentru prima dată în 1922–1924. genetician rus, student N.I. Vavilov, Georgy Dmitrievich Karpechenko (1899–1942) când încrucișează ridiche și varză. Ambele specii au (în setul diploid) câte 18 cromozomi fiecare. În consecință, gameții lor poartă câte 9 cromozomi fiecare (set haploid). Hibridul are 18 cromozomi, dar este complet steril, deoarece. cromozomii „rari” și „varză” în meioză nu se conjugă între ei.

Hibrid varză-rar (rafanobrassika)

G.D. Karpechenko prin acțiunea colchicinei a dublat numărul de cromozomi ai hibridului. Ca rezultat, au existat 36 de cromozomi în organismul hibrid, constând din două seturi diploide complete de ridiche și varză. Acest lucru a creat oportunități normale pentru meioză ca fiecare cromozom avea o pereche. Cromozomii „varză” au fost conjugați cu „varză”, iar „rar” - cu „rar”. Fiecare gamet a purtat un set haploid de ridichi și varză (9 + 9 = 18). Se numesc specii care au combinat diferite genomi într-un singur organism și apoi creșterea lor multiplă alopoliploide. Zigotul avea din nou 36 de cromozomi.

Astfel, hibridul varză-rar rezultat, numit rafanobrassica, a devenit prolific. Hibridul nu s-a divizat în forme parentale, deoarece cromozomii de ridiche și varză ajungeau întotdeauna împreună. Această plantă artificială nu arăta nici ca o ridiche, nici ca o varză. Păstăile constau din două jumătăți, dintre care una semăna cu o păstăi de varză, cealaltă o ridiche. Hibridizarea la distanță combinată cu o dublare a numărului de cromozomi (poliploidie) a dus la restabilirea fertilității.

G.D. Karpechenko a reușit să demonstreze clar pentru prima dată relația dintre hibridizarea la distanță și poliploidie în obținerea formelor fertile. Acest lucru este de mare importanță atât pentru evoluție, cât și pentru selecție.

5. Utilizarea mutaţiilor somatice în ameliorarea plantelor

Utilizarea mutațiilor somatice este aplicabilă selecției plantelor cu înmulțire vegetativă. Prin intermediul înmulțirea vegetativă o mutație somatică benefică poate fi păstrată sau orice formă heterozigotă care posedă trăsături utile din punct de vedere economic poate fi păstrată și propagată. De exemplu, numai cu ajutorul înmulțirii vegetative, proprietățile multor soiuri de culturi de fructe și fructe de pădure sunt păstrate. În timpul reproducerii sexuale, proprietățile soiurilor formate din indivizi heterozigoți nu sunt păstrate și are loc divizarea acestora.

6. Selecția artificială în ameliorarea plantelor

După cum am spus deja, hibridizarea este eficientă în selecție numai în combinație cu selecția. În ameliorarea plantelor, se utilizează atât selecția în masă, cât și selecția individuală.

În timpul selecției în masă un numar mare indivizii aleg un grup de plante cu cele mai bune fenotipuri, ale căror genotipuri sunt necunoscute. Selecția în masă se efectuează printre plantele cu polenizare încrucișată. Cultivarea în comun a plantelor selectate promovează încrucișarea lor liberă, ceea ce duce la heterozigozarea indivizilor. Selecția în masă se efectuează în mod repetat într-un număr de generații ulterioare. Se recurge la el în cazul în care se cere îmbunătățirea relativ rapidă a unuia sau altuia. Dar prezența variabilității modificării reduce valoarea soiurilor crescute prin selecție în masă.

Selecția individuală în ameliorarea plantelor este folosită ca modalitate de conservare pentru reproducere. cele mai bune plante. Ele sunt crescute izolat unul de celălalt pentru a identifica trăsăturile valoroase la urmași prin comparație cu formele originale și între ele. După cum știm deja, cel mai adesea plantele auto-polenizate fac obiectul selecției individuale, iar rezultatul său este liniile pure.

7. Rolul selecției naturale în ameliorarea plantelor

Selecția naturală joacă un rol decisiv în reproducere. O întreagă gamă de factori de mediu acționează asupra oricărei plante pe tot parcursul vieții sale, iar aceasta trebuie să fie rezistentă la dăunători și boli, adaptată la o anumită temperatură și regim de apă. Prin urmare, datorită selecției naturale, indivizii formează adaptări la mediu. Nu pot fi cultivate plante care să fie la fel de productive în nicio localitate. Soiurile sunt clasificate sub influența selecției naturale.

8. Mutageneza indusă, poliploidia și utilizarea lor în ameliorarea plantelor

Mutageneza indusă se bazează pe impactul diferitelor radiații și mutageni chimici asupra organismului pentru a obține mutații. Mutagenii vă permit să obțineți o gamă largă de mutații diferite. Din 1.000 de mutații obținute artificial, 1-2.000 se dovedesc a fi benefice. Dar în acest caz, este necesară selecția individuală strictă a formelor mutante și munca in continuare cu ei.

Metodele de mutageneză sunt utilizate cu succes în ameliorarea plantelor. Acum au fost create peste 1 mie de soiuri în lume, conducând un pedigree din plante mutante individuale, obținute ca urmare a mutagenezei artificiale. Varietate cunoscută grâul de primăvară Novosibirskaya 67 a fost obținut la Institutul de Citologie și Genetică al Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe după procesarea semințelor materialului inițial al soiului Novosibirskaya 7 raze X. Acest soi are un pai scurt și puternic, care împiedică adăpostirea plantelor în perioada de recoltare.

În ameliorarea plantelor, metoda de obținere a formelor poliploide este de asemenea utilizată pe scară largă. Poliploidia este un tip de mutație genomică și constă într-o creștere multiplă a numărului de cromozomi față de unul haploid. Formele poliploide pot fi obținute prin tratarea semințelor cu colchicină în timpul germinării lor.

O creștere multiplă a numărului de cromozomi este însoțită de o creștere a masei de semințe și fructe, ceea ce duce la o creștere a randamentului plantelor agricole. Academicianul P.M. Jukovski: „Omenirea se hrănește și se îmbracă în principal cu produsele poliploidiei”. În Rusia, poliploid obținut experimental soiuri de cartofi, grâu, sfeclă de zahăr, hrișcă și alte plante cultivate.

III. Consolidarea cunoștințelor

Generalizarea conversației în cursul învățării materialelor noi.

IV. Teme pentru acasă

Studiați paragraful manualului (trăsăturile biologiei plantelor luate în considerare în ameliorare, principalele metode de ameliorare a plantelor și caracteristicile acestora).

Va urma

selecție artificială. Pentru a fundamenta principiul istoric al dezvoltării faunei sălbatice, Darwin a studiat profund practica veche de secole a agriculturii și a creșterii animalelor și a ajuns la concluzia că diversitatea raselor de animale domestice și a soiurilor de plante cultivate este rezultatul variabilității, eredității și artificiale. selecţie.

Selecția artificială este efectuată de om și poate fi dublă: conștientă (metodică) - în conformitate cu scopul pe care crescătorul și-l stabilește și inconștient, atunci când o persoană nu își stabilește Scopul de a reproduce o rasă sau un soi cu proprietăți predeterminate. , ci pur și simplu elimină indivizii mai puțin valoroși și lasă ce este mai bun pentru trib. Selecția inconștientă a fost efectuată de om de multe milenii: chiar și sălbaticii, în timpul unei foamete, au lăsat animale mai utile pentru trib și le-au ucis pe altele mai puțin valoroase. În perioadele nefavorabile, omul primitiv folosea în primul rând fructe nesărate sau semințe mai mici, iar în acest caz făcea și selecție, dar inconștient. În toate cazurile de astfel de selecție, cele mai productive forme de animale și multe altele soiuri productive plante, deși omul aici a acționat ca un factor de selecție orb, care poate fi orice alt factor de mediu. .unu

Multe forme valoroase au fost crescute prin practica veche de secole a selecției artificiale. În special, la mijlocul secolului al XIX-lea. peste 300 de soiuri de grâu sunt înregistrate în practica agricolă, în deșerturi Africa de Nord Au fost cultivate 38 de soiuri de palmier curmal, în Polinezia - 24 de forme de fructe de pâine și tot atâtea soiuri de banane, în China - 63 de soiuri de bambus. Existau aproximativ 1000 de soiuri de struguri, peste 300 de agrișe, aproximativ 400 de rase de vite, 250 de rase de oi, 350 de rase de câini, 150 de rase de porumbei, multe rase valoroase iepuri, găini, rațe etc. Susținătorii constanței speciilor credeau că fiecare astfel de soi sau rasă provine din strămoșul său direct. Darwin a dovedit însă că sursa diversității raselor de animale și a soiurilor de plante cultivate este unul sau un număr mic de strămoși sălbatici, ai căror descendenți au fost transformați de om în direcții diferite, în conformitate cu scopurile, gusturile și interesele sale economice. În acest caz, crescătorul a folosit variabilitatea ereditară inerentă formelor selectate.

Darwin a făcut distincția între variabilitatea definită (numită acum modificativă) și variabilitatea nedefinită. Cu o anumită variabilitate sau de grup, toți sau aproape toți descendenții indivizilor expuși la aceleași condiții se schimbă într-o direcție; de exemplu, atunci când există o lipsă de hrană, animalele slăbesc, în climatele reci, mamiferele au păr mai gros 1 t. o ortă, o rasă, o specie. În prezent, această formă de variabilitate se numește genotipică. Variabilitatea se transmite descendenților nu numai în timpul reproducerii sexuale, ci și în timpul reproducerii vegetative: adesea o plantă crește lăstari cu proprietăți noi sau dezvoltă muguri, din care se formează fructe cu calități noi (struguri, agrișe) - rezultatul unei mutații în celula somatică a rinichiului.

În fenomenele de variabilitate, Darwin a descoperit o serie de regularități importante și anume: atunci când un organ sau o trăsătură se schimbă, altele se pot schimba. De exemplu, o creastă se dezvoltă la locul de atașare a mușchiului exercitat de os, la păsările vadătoare, gâtul se prelungește simultan cu alungirea membrelor, grosimea părului la oi se modifică în consecință odată cu creșterea grosimii piele. O astfel de variabilitate se numește corelativă sau corelativă. Pe baza variabilității corelative, crescătorul poate prezice anumite abateri de la forma originală și poate selecta în direcția dorită.

Selecție naturală spre deosebire de artificial, ea se desfășoară în natură însăși și constă în selecția în cadrul speciei a celor mai adaptați indivizi la condițiile unui anumit mediu. Darwin a descoperit o anumită comunalitate în mecanismul selecției artificiale și naturale: în prima formă de selecție, voința conștientă sau inconștientă a unei persoane este întruchipată în rezultate, în a doua, domină legile naturii. În ambele cazuri, se creează noi forme, totuși, prin selecție artificială, în ciuda faptului că variabilitatea afectează toate organele și proprietățile animalelor și plantelor, rasele de animale și soiurile de plante rezultate păstrează caracteristici care sunt utile pentru oameni, dar nu și pentru organisme. înșiși. Dimpotrivă, selecția naturală păstrează indivizii la care schimbările sunt benefice pentru propria lor existență în condiții date.

În natură, variabilitatea definită și nedefinită este observată în mod constant. Intensitatea sa este mai puțin pronunțată aici decât în ​​formele domestice, de la schimbare mediul natural are loc insidios și extrem de lent. Eterogenitatea calitativă emergentă a indivizilor în cadrul speciilor, așa cum spune, aduce mulți „candidați” pe arena evolutivă, lăsând selecția naturală să îi respingă pe cei mai puțin adaptați la supraviețuire. Procesul natural de „culing”, potrivit lui Darwin, se desfășoară pe baza variabilității, a luptei pentru existență și a selecției naturale. Materialul pentru selecția naturală este furnizat de variabilitatea nedeterminată (genotipică) a organismelor. Din acest motiv, descendenții oricărei perechi de organisme sălbatice (precum și domestice) se dovedesc a fi eterogene. Dacă schimbările sunt benefice, crește șansele de supraviețuire și de procreare. Orice schimbare dăunătoare organismului va duce inevitabil la distrugerea acestuia sau la incapacitatea de a lăsa urmași. Supraviețuirea sau moartea unui individ este rezultatul final al „luptei pentru existență”, pe care Darwin a înțeles-o nu în sens direct, ci în sens figurat. El a distins trei forme de luptă pentru existență:

A) intraspecific - cel mai înverșunat, întrucât indivizii aceleiași specii au nevoie de surse de hrană asemănătoare, care sunt și ele limitate, în condiții similare pentru reproducere, de aceleași adăposturi;

C) lupta organismelor vii cu factori de natură neînsuflețită - condițiile de mediu în timpul secetei, inundațiilor, înghețurilor timpurii, căderea grindinii, mor multe animale mici, păsări, viermi, insecte, ierburi.

Ca urmare a tuturor acestor relații complexe, multe organisme mor sau, fiind slăbite, nu lasă urmași. Persoanele cu schimbări benefice minime supraviețuiesc. Trăsăturile și proprietățile adaptative nu apar imediat, ele sunt acumulate prin selecție naturală din generație în generație, ceea ce duce la faptul că descendenții diferă de strămoșii lor la specie și la nivel sistematic superior.

Lupta pentru existență este inevitabilă în legătură cu reproducerea intensivă care există în natură. Acest model nu cunoaște excepții. Există întotdeauna mai multe organisme născute decât cele capabile să supraviețuiască până la maturitate și să lase descendenți. Calculele arată: dacă toți șoarecii născuți ar supraviețui, atunci în șapte ani, puii unei perechi ar ocupa întregul pământ globul. O femelă de cod depune până la 10 milioane de ouă la un moment dat, o plantă de pungă de cioban produce 73 de mii de semințe, găină - 446.500 etc. Cu toate acestea, " progresie geometrică reproducerea” nu se desfășoară niciodată, deoarece între organisme există o luptă pentru spațiu, hrană, adăpost de inamici, competiție în alegerea partenerului sexual, o luptă pentru supraviețuire cu fluctuații de temperatură, umiditate, iluminare etc. În această „luptă” majoritatea celor născuți mor, fără a lăsa urmași și, prin urmare, în natură, numărul de indivizi din fiecare specie, în medie, rămâne constant.

Tabel Forme de selecție (T.L. Bogdanova. Biologie. Sarcini și exerciții. Un ghid pentru solicitanții la universități. M., 1991)

Indicatori	selecție artificială	Selecție naturală
Material inițial pentru selecție		Semne individuale ale corpului
Factorul de selectare		Condiții de mediu (natura vie și neînsuflețită)
Schimbați calea:
favorabil	Selectați, deveniți productiv	Rămâi, acumulează, fii moștenit
nefavorabil	Selectat, aruncat, distrus	Distrus în lupta pentru existență
Natura acțiunii	Creativ - acumulare direcționată de semne în beneficiul unei persoane	Creativ - selecția trăsăturilor adaptative în beneficiul unui individ, populație, specie, care duce la apariția de noi forme
Rezultatul selecției	Noi soiuri de plante, rase de animale, tulpini de microorganisme	Specii noi
Formulare de selecție	Masa; individual; inconștient (spontan); metodic (conștient)	Conducerea, sprijinirea abaterilor în condițiile de mediu în schimbare; stabilizând, menținând constanta vitezei medii de reacție în condiții constante de mediu

Se are în vedere doctrina selecției artificiale. Vom analiza principalele caracteristici, tipuri și caracteristici ale acestui concept în articolul nostru.

Forțele motrice ale evoluției

Conform teoria evoluționistă, vederi moderne a apărut ca urmare a unei serii de modificări adaptative la animalele sălbatice. Sub influența a ce procese s-a întâmplat acest lucru? Acestea includ variabilitatea ereditară și lupta pentru existență, a cărei consecință este selecția naturală. Esența acestuia din urmă constă în supraviețuirea predominantă a speciilor cele mai apte. Se întâmplă în natură chiar și acum.

Caracteristicile selecției artificiale

Omul a învățat de mult să folosească selecția pentru a obține specii cu proprietăți utile. Pentru a face acest lucru, el salvează descendenții celor mai productivi indivizi. Acest tip de selecție se numește artificială. Scopul său este de a aduce valoare relaţiile economice plante și tulpini de microorganisme.

Formarea lor a început cu domesticirea și cultivarea speciilor sălbatice. De exemplu, toate rasele moderne de câini au un singur strămoș, care este un lup. Inițial, principala caracteristică a selecției artificiale a fost natura sa inconștientă. Aceasta înseamnă că o persoană a realizat-o fără un scop anume. El a lăsat cei mai mari indivizi de animale pentru reproducere și cele mai bune semințe pentru semănat anul urmator. Exemplare mai puțin valoroase au fost folosite pentru hrană. Rezultatele unui astfel de proces vor fi vizibile numai după mult timp.

Cum să obțineți apariția de noi trăsături la plantele și animalele autopolenizate care sunt capabile de autofertilizare? În acest caz, crescătorii folosesc mutații - schimbări bruște bruște ale genotipului care apar ca urmare a acțiunii anumitor factori. Se numesc mutageni. Acest lucru a fost dovedit experimental. Dacă se efectuează autopolenizarea plantelor cu cele mai mari semințe, atunci semnele utile nu apar nici după șase generații.

Selecția conștientă este mai eficientă. Se mai numește și metodic. În același timp, o persoană deduce în mod conștient aspect artificial cu proprietăți specifice. O astfel de selecție se efectuează într-un număr de generații până când se obține rezultatul dorit.

Caracteristicile comparative ale selecției artificiale și naturale

Ambele tipuri de selecție au o serie de caracteristici similare. Baza lor este variabilitatea ereditară - proprietatea organismelor de a transmite anumite semneși caracteristicile de dezvoltare ale descendenților. În ambele cazuri, proprietățile care cresc viabilitatea indivizilor sunt valoroase. În selecția naturală, speciile care nu au schimbări favorabile mor ca urmare a luptei pentru existență. Și cu artificiale sunt respinse sau distruse.

Principala caracteristică a selecției artificiale este participarea directă a omului și rata mare de obținere a rezultatelor. Schimbările necesare pot fi realizate pe o perioadă de 10 până la 20 de ani. În natură, aceste procese durează sute și chiar milioane de ani.

Selecția în masă

Există două forme de selecție artificială. Una dintre ele este masivă. În acest caz caracteristici benefice materialele sursă sunt determinate numai pe baza trăsăturilor fenotipice. Astfel, o persoană determină vizual ce specie să folosească pentru reproducere și cultivare ulterioară.

O astfel de selecție artificială este un exemplu de utilizare metode simpleîn selecție. Este folosit destul de des, dar are o serie de dezavantaje. În ciuda similitudinii externe, indivizii pot fi eterogeni genetic: heterozigoți sau homozigoți pentru alela dominantă. În acest caz, eficiența selecției este redusă semnificativ. Rezultatul așteptat va apărea doar în cazul încrucișării heterozigoților. Dar în generațiile următoare, manifestarea trăsăturilor benefice va scădea, pe măsură ce numărul de organisme homozigote va crește.

Selecția individuală

Acest formular are o serie de avantaje. Selecția artificială individuală, exemple din care luăm în considerare, se efectuează ținând cont de genotipul materialului sursă. Pentru aceasta se folosește metoda de analiză a încrucișărilor, precum și studiul pedigree-urilor.

După alegerea perechilor parentale, se folosește un sistem de încrucișare - hibridizare. Poate fi realizat în cadrul acelorași tipuri sau diferite. În orice caz, crescătorii întâmpină o serie de dificultăți. Deci, după o serie de încrucișări înrudite, homozigozitatea descendenților crește. Consecința acestui lucru este degenerarea, slăbirea și moartea liniei. Dar această metodă este ideală pentru a obține linii curate.

Cu încrucișarea neînrudită, inițial crește heterozigozitatea. Acest lucru duce la apariția vigorii hibride la descendenții primei generații. Acest fenomen se numește heteroză. Hibrizii au in acelasi timp o viabilitate mai mare in comparatie cu parintii lor. Dar în generațiile următoare, acest efect slăbește.

Deci, principalele caracteristici ale selecției artificiale includ activitatea umană dirijată, ritmul rapid de obținere a rezultatelor și luarea în considerare a caracteristicilor genotipului materialului de selecție.

LUCRARE PRACTICĂ № 4

Subiect:Comparația dintre selecția naturală și cea artificială.

Ţintă:Oferiți o descriere comparativă a selecției naturale și artificiale, găsiți asemănări și diferențe, aflați rolul selecției naturale și artificiale.

Echipament:fila. selecție naturală, selecție artificială.

Proces de lucru

1. Selecția naturală este supraviețuirea și reproducerea organismelor unei anumite specii care sunt cele mai adaptate la condițiile de mediu. Selecția artificială este creșterea de către om a noi varietăți de organisme ale unei anumite specii.

№ p/p	Proprietăți	Tip de selecție
		Natural	Artificial
	Sursa schimbării evolutive	Variabilitatea ereditară, lupta pentru existență	variabilitate ereditară
	Cauză	Efectul factorilor de mediu și al mărimii populației	Factorul uman
	Forta motrice	Evoluţie	Selecții
	Ce formulare sunt salvate	Forme cu semne vitale adaptate mediului	Formulare cu caracteristici utile pentru oameni. Aceste semne pot fi dăunătoare organismului
	Ce forme sunt eliminate	Forme care nu sunt viabile sau neadaptate la condițiile de mediu	Formulare cu caracteristicile necesare unei persoane
	Consecințele selecției	Formarea de noi specii: a) stabilizatoare b) conducerea c) izbucnirea	Creșterea de noi rase și soiuri: a) conștient b) inconștient
	Tipuri de selecție

Ieșire:Asemănări: baza sau sursa schimbărilor evolutive în selecția artificială și naturală este variabilitatea ereditară. Ca rezultat al selecției naturale și artificiale, se formează noi forme organice.

Caracteristici ale diferenței: Baza selecției naturale este variabilitatea ereditară și lupta pentru existență. Aceasta este principala forță motrice a evoluției. Acționează întotdeauna în beneficiul organismului, al populației și al speciei în ansamblu, deoarece contribuie la supraviețuirea celor mai apte organisme.

Dintre diferitele modificări ereditare, rămân doar cele care îndeplinesc condițiile de existență. Aceste schimbări duc în cele din urmă la apariția unor noi tipuri de organisme.

Acesta este rolul creator al selecției naturale.

Există tipuri de selecție naturală: stabilizatoare, de conducere și rozryvayuchy (perturbatoare): a) Selecția de stabilizare - se reduce la eliminarea indivizilor cu o abatere mare a Caracteristicii de la stabil (medie). Mentine constanta fenotipului in conditii stabile; b) Conducerea autovehiculului - actioneaza in cazul unei schimbari a conditiilor de existenta si se reduce la eliminarea indivizilor cu trasaturi stabile. Există o schimbare a normei de reacție într-o anumită direcție; c) Perturbativ - opereaza in conditii instabile si se reduce la eliminarea indivizilor cu caracteristici medii, intermediare si la conservarea tipurilor extreme. Conduce la polimorfism în populație.

Selecția artificială este efectuată de o persoană care selectează și stochează în organismele vii numai trăsături care sunt utile pentru sine. Rolul creativ al selecției artificiale este creșterea altora noi. soiuri de plante, rase de animale și tulpini de microorganisme. Selecția artificială poate fi conștientă și inconștientă: a). Inconștient - atunci când o persoană selectează în mod inconștient