Primerjalne značilnosti umetne in naravne selekcije. Primerjalne značilnosti naravne in umetne selekcije

Stanovanje v naravnih razmerah, obstaja individualna variabilnost, ki se lahko kaže v treh oblikah - koristni, nevtralni in škodljivi. Organizmi s škodljivo variabilnostjo običajno odmrejo na različnih stopnjah individualnega razvoja. Nevtralna variabilnost organizmov ne vpliva na njihovo sposobnost preživetja. Posamezniki s koristno variabilnostjo preživijo zaradi prednosti v intraspecifični, interspecifični ali proti neugodne razmere okolje.

izbira vožnje

Ko se okoljske razmere spremenijo, preživijo tisti posamezniki vrste, pri katerih se je pokazala dedna variabilnost in v zvezi s tem so se razvili znaki in lastnosti, ki ustrezajo novim razmeram, in tisti posamezniki, ki te variabilnosti niso imeli, umrejo. Med svojim potovanjem je Darwin odkril, da je na oceanskih otokih, kjer prevladujejo močni vetrovi, malo dolgokrilih žuželk in veliko žuželk z rudimentarnimi krili in žuželk brez kril. Kot pojasnjuje Darwin, žuželke z normalnimi krili niso zdržale močnih vetrov na teh otokih in so poginile. In žuželke z rudimentarnimi krili in brez kril se sploh niso dvignile v zrak in so se skrile v razpokah in tam našle zavetje. Ta proces, ki sta ga spremljala dedna spremenljivost in naravna selekcija ter se je nadaljevala več tisoč let, je privedla do zmanjšanja števila dolgokrilih žuželk na teh otokih in do pojava posameznikov z rudimentarnimi krili in žuželk brez kril. Imenuje se naravna selekcija, ki zagotavlja nastanek in razvoj novih lastnosti in lastnosti organizmov izbor motiva.

Moteča izbira

Moteča izbira- to je oblika naravne selekcije, ki vodi do nastanka številnih polimorfnih oblik, ki se med seboj razlikujejo znotraj iste populacije.

Kazalniki	Naravna selekcija	umetna selekcija
Začetni material za izbor		Posamezni znaki telesa
Izbirni faktor		Okoljske razmere
Pot ugodnih sprememb	Izbrani, postanite produktivni	Ostani, kopiči, podeduj se
Pot neugodnih sprememb	Izbrano, zavrženo, uničeno	Uničen v boju za obstoj
Narava delovanja	Ustvarjalno - usmerjeno kopičenje znakov v korist osebe	Ustvarjalnost - izbor prilagodljivih lastnosti v korist posameznika, populacije, vrste, ki vodi do nastanka novih oblik
Rezultat izbire	Novo rastlinske sorte, pasme živali, sevi mikroorganizmov	Nove vrste
Izbirni obrazci	Množično, individualno, nezavedno, metodično	Motiv, stabiliziranje, destabiliziranje, moteče, spolno

Lekcija 5–6. gojenje rastlin

Oprema: tabele o splošni biologiji, ki prikazujejo raznolikost pasem in sort, glavne metode in dosežke vzreje rastlin.

MED POUKOM

I. Preizkus znanja

A. Ustni preizkus znanja

1. Ch.Darwin o razlogih za raznolikost pasem in sort.
2. Oblike umetne selekcije in njihove značilnosti.
3. Ustvarjalna vloga umetne selekcije.

B. Delo s kartami

№1. Zakaj se lahko pasma ali sorta šteje za populacijo, ki jo je ustvaril človek, t.j. populacijo, ki je nastala z voljo in prizadevanji ljudi?

№2. Pokažite primere vpliva selekcije na smer nastajanja pasme in sorte.

№3. Zakaj se množična selekcija uporablja za navzkrižno oprašene rastline? Ali množična selekcija proizvaja genetsko homogen material? Zakaj je za množično selekcijo potrebna ponovna selekcija?

II. Učenje nove snovi

1. Značilnosti biologije rastlin, ki se upoštevajo pri vzreji

Pri izbiri je treba upoštevati naslednje značilnosti rastlinska biologija:

– visoka plodnost in številni potomci;
– prisotnost samoprašnih vrst;
- sposobnost razmnoževanja z vegetativnimi organi;
– možnost umetne proizvodnje mutantnih oblik.

Te značilnosti rastlin določajo izbiro metod vzreje.

2. Križanje kot metoda povečanja raznolikosti materiala za umetno selekcijo

Glavni metodi vzreje rastlin sta hibridizacija in selekcija. Običajno se te metode uporabljajo skupaj. Hibridizacija poveča raznolikost materiala, s katerim rejec dela. Toda samo po sebi najpogosteje ne more voditi do namenske spremembe značilnosti organizmov, t.j. križi brez umetne selekcije so neučinkoviti. Pred križanjem je skrben izbor starševskih parov. Za uspešno iskanje, izbor in uporabo izvornega gradiva velik pomen imajo nauke N.I. Vavilov o središčih nastanka gojene rastline, njegov zakon homoloških vrst v dedni variabilnosti, ekološka in geografska načela taksonomije rastlin, ustvaril pa ga je tudi N.I. Vavilov, njegovi privrženci in študenti zbirka kmetijskih rastlin.

Hibridizacija se lahko izvede različne sheme. Obstajajo preprosti križi (parni) in zapleteni križi (stopni, povratni ali povratni).

Preprosto , oz dvojice , se imenuje križanje med dvema starševskima oblikama, proizvedenima enkrat. Različne med njimi so ti vzajemni(vzajemno) križanci. Spomnimo se, da je njihovo bistvo v tem, da se izvedeta dva križanja, očetovska oblika prvega križanja pa se pri drugem križanju uporablja kot materinska, materinska oblika pa kot očetova. Takšna križanja se uporabljajo v dveh primerih: ko je razvoj najdragocenejše lastnosti posledica citoplazmatske dednosti (na primer odpornost proti zmrzali pri nekaterih sortah ozimne pšenice) ali ko je semena pri hibridih odvisna od tega, ali je ena ali druga sorta vzeta kot materinski ali očetovski obliki. Vzajemna križanja kažejo, da je včasih vpliv citoplazme materine sorte zelo pomemben.
Torej, v Raziskovalnem inštitutu za oljnice. V.S. Pustovoita (Krasnodar), kot rezultat vzajemnega križanja sort sončnic 3519 in 6540, so bili pridobljeni medsortni hibridi, ki so se bistveno (za 2,5-krat) razlikovali po stopnji poškodbe metlišča, odvisno od tega, katera sorta je bila vzeta za matično sorto, in ki - kot očetovska oblika. Seveda so bili v proces vzreje vključeni hibridi z večjo odpornostjo na ogrščico.

zapleteno imenujemo križanja, pri katerih se uporabljata več kot dve starševski obliki ali se hibridni potomci ponovno križajo z enim od staršev. Razlikujemo med stopničastimi in zadnjimi sestavljenimi križi.
Kompleksna stopenjska hibridizacija- To je sistem zaporednih križanj nastalih hibridov z novimi oblikami, pa tudi hibridov med seboj. Na ta način lahko zberete v eni sorti najboljše lastnosti veliko izvirnih oblik. To metodo je prvi razvil in uspešno uporabil slavni sovjetski žlahtnitelj A.P. Shekhurdin pri ustvarjanju sort mehke spomladanske pšenice Lutescens 53/12, Albidum 43, Albidum 24, Steklovidnaya, Saratovskaya 210, Saratovskaya 29 itd., Kot tudi številne sorte jare pšenice durum.
Pri povratni križi nastale hibride križajo s starševsko obliko, katere lastnost želijo izboljšati. Če se takšna križanja večkrat ponovijo, se imenujejo nasičen, oz absorpcija(povratni križi). V tem primeru je hibrid nasičen z genskim materialom enega od staršev, genetski material drugega starša pa se izpodrine (absorbira) in v hibridnem genomu ostane en ali več genov, odgovornih za neko dragoceno lastnost, npr. , odpornost na sušo ali odpornost na eno od bolezni. Kot donatorje tovrstnih lastnosti se praviloma uporabljajo lokalne divje rastoče oblike, ki so najpogosteje nizko produktivne, zato se morajo rejci zateči k povratnim križanjem.

V gojenju rastlin se uporabljajo naslednje vrste križancev.

Inbreeding, oz inbreeding, se uporabljajo kot ena od stopenj povečanja produktivnosti. Za to se izvede samopraševanje navzkrižno oprašenih rastlin, kar vodi do povečanja homozigotnosti. Po 3-4 generacijah nastanejo tako imenovane čiste linije - genetsko homogeni potomci, pridobljeni s posamezno selekcijo enega posameznika ali para osebkov v nizu generacij. Številne nenormalne lastnosti so recesivne. V čistih linijah se pojavljajo fenotipsko. To vodi do škodljivega učinka, zmanjšanja sposobnosti preživetja organizmov, tj sorodstvena depresija. Toda kljub škodljivemu učinku samoopraševanja pri navzkrižno oprašenih rastlinah se pogosto in uspešno uporablja v vzreji za pridobivanje čistih linij. Potrebni so za dedno fiksiranje zaželenih, dragocenih lastnosti, pa tudi za križanje med črto. Pri samooprašljivih rastlinah ni kopičenja neugodnih recesivnih mutacij, saj hitro postanejo homozigotni in se izločijo z naravno selekcijo.

Interline križanje– navzkrižno opraševanje med različnimi samooprašnimi linijami, zaradi česar se v nekaterih primerih pojavijo medlinijski hibridi z visokim donosom. Za pridobitev medlinijskih hibridov koruze na primer iz izbranih rastlin iztrgamo mehurčke in, ko se pojavijo stigme pestičev, jih oprašijo s cvetnim prahom iste rastline. Da preprečimo opraševanje s cvetnim prahom drugih rastlin, so socvetja prekrita s papirnatimi izolatorji. Tako se v več letih pridobi več čistih linij, nato pa se čiste linije križajo med seboj in izberejo tiste, katerih potomci dajejo največje povečanje donosa.

Križanje- križanje rastlin različne sorte med seboj z namenom manifestacije v hibridih kombinirane variabilnosti. Ta vrsta križanja je najpogostejša v vzreji in je osnova proizvodnje mnogih visoko donosne sorte. Uporablja se tudi za samoprašne vrste, kot je pšenica. S cvetov rastline ene sorte pšenice odstranimo prašnike, zraven postavimo rastlino druge sorte v kozarec vode in obe rastlini prekrijemo s skupnim izolatorjem. Kot rezultat dobite hibridna semena, ki združuje lastnosti različnih sort, ki so potrebne za rejca.

oddaljena hibridizacija- križanje rastlin različni tipi, včasih pa tudi porod, kar prispeva k prejemu novih oblik. Običajno pride do križanja znotraj vrste. Toda včasih je mogoče dobiti hibride iz križanja rastlin različnih vrst istega rodu in celo različne vrste. Torej, obstajajo hibridi rži in pšenice, pšenice in divjih žit Aegilops. Vendar so oddaljeni hibridi običajno sterilni. Glavni vzroki za neplodnost:

- pri oddaljenih hibridih je normalen potek zorenja zarodnih celic običajno nemogoč;
- kromosomi obeh starševskih rastlinskih vrst so tako različni, da se ne morejo konjugirati, zaradi česar ni normalnega zmanjšanja njihovega števila, proces mejoze je moten.

Te motnje so še pomembnejše, če se vrste križanja razlikujejo po številu kromosomov (npr. diploidno število kromosomov pri rži je 14, pri navadni pšenici - 42). Obstaja veliko kultiviranih rastlin, ki so nastale kot posledica oddaljene hibridizacije. Na primer, kot rezultat dolgoletnega dela akademika N.V. Tsitsina in njegovi sodelavci so pridobili dragocene sorte žit, ki temeljijo na hibridizaciji pšenice s trajnim plevelom pšenične trave. Kot rezultat hibridizacije pšenice z ržjo (ti hibridi so običajno sterilni) je nastala nova kultivirana rastlina, imenovana tritikala (lat. triticum- pšenica, secale- rž). Ta rastlina je zelo obetavna kot krmna in žitna kultura, ki daje visoke donose in je odporna na škodljive vplive okolja.

3. Fenomen hibridne moči in njena genetska osnova

Tudi sredi XVIII stoletja. Ruski akademik I.Kelreuter je opozoril na dejstvo, da so v nekaterih primerih pri križanju rastlin hibridi prve generacije veliko močnejši od starševskih oblik. Nato je Charles Darwin zaključil, da hibridizacijo v mnogih primerih spremlja močnejši razvoj hibridnih organizmov. Imenuje se večja sposobnost preživetja, produktivnost hibridov prve generacije v primerjavi s križanimi starševskimi oblikami. heterosis. Heteroza se lahko pojavi pri križanju pasem pri živalih, sort in čistih linij pri rastlinah. Tako medsortni hibrid koruze Grushevskaya in Dnepropetrovsk daje 8–9 % povečanje pridelka, medvrstni hibrid dveh samooprašenih linij istih sort pa 25–30 % povečanja pridelka. Znani so tudi primeri heteroze z oddaljenim križanjem vrst in rodov rastlin in živali.

Tako je fenomen heteroze kot dedni izraz učinkov hibridizacije poznan že dolgo. Vendar se je njegova uporaba v procesu vzreje začela relativno nedavno, v tridesetih letih prejšnjega stoletja. Odkritje in razumevanje pojava heteroze je omogočilo določitev nove smeri v procesu vzreje - ustvarjanje visoko produktivnih hibridov rastlin in živali.

V dvajsetih letih prejšnjega stoletja se začne novo obdobje v preučevanju fenomena heteroze. 20. stoletje iz del ameriških genetikov J. Shella, E. Easta, R. Hella, D. Jonesa. Kot rezultat njihovega dela so bile v koruzi s samoopraševanjem pridobljene samooplodne linije, ki se od prvotnih rastlin razlikujejo po zmanjšani produktivnosti in vitalnosti, t.j. huda sorodstvena depresija. Ko pa je Shell prečkal čiste linije, je nepričakovano dobil zelo močne hibride prve generacije, ki so po vseh parametrih produktivnosti znatno presegli tako prvotne linije kot sorte, iz katerih so bile te linije pridobljene s samoopraševanjem. S temi deli se je začela široka uporaba heteroze v selekcijskem procesu.

Kaj pojasnjuje pojav heteroze, tj. moč hibridov z genetskega vidika? Genetiki so predlagali več hipotez za razlago. Najpogostejša sta naslednja dva.

Hipoteza o prevladi razvil ameriški genetik D. Jones. Temelji na ideji o ugodno delujočih dominantnih genih v homozigotnem ali heterozigotnem stanju. Če imajo križane oblike le dva prevladujoča ugodno delujoča gena ( AAbbCCdd x aaBBccDD), potem jih ima hibrid štiri ( AaBbCcDd), ne glede na to, ali so v homozigotnem ali heterozigotnem stanju. To po mnenju zagovornikov te hipoteze določa heterozis hibrida, tj. njegove prednosti pred izvirnimi oblikami.

Hipoteza o preveliki prevladi predlagala ameriška genetika J. Shell in E. East. Temelji na spoznanju, da heterozigotno stanje za enega ali več genov daje prednost pred homozigotnimi stanji za enega ali več genov. Shema, ki ponazarja hipotezo o prevladanju enega gena, je precej preprosta. Kaže, da je heterozigotno stanje za gen Ah ima prednosti pri sintezi gensko nadzorovanega produkta pred homozigoti za alele tega gena. Od druge generacije hibridov učinek heteroze zbledi, ker. nekateri geni preidejo v homozigotno stanje:

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

Obstajajo številne druge hipoteze o heterozi. Najbolj zanimiva med njimi hipoteza kompenzacijskega kompleksa genov, ki ga je predlagal domači genetik V.A. Strunnikov. Njegovo bistvo je naslednje. Naj bodo mutacije, ki močno zmanjšajo sposobnost preživetja in produktivnost. Kot rezultat selekcije se pri homozigotih oblikuje kompenzacijski kompleks genov, ki v veliki meri nevtralizira škodljive učinke mutacij. Če potem tako mutantno obliko prekrižamo z normalno (brez mutacij) in s tem mutacije prenesemo v heterozigotno stanje, t.j. nevtralizirajo njihovo delovanje z normalnim alelom, potem bo kompenzacijski kompleks, ki se je razvil v zvezi z mutacijami, zagotovil heterozo.

Tako je kljub dejstvu, da genetska osnova heteroze še ni povsem razjasnjena, eno gotovo: pozitivno vlogo pri hibridih igra visoka heterozigotnost, ki vodi do manifestacije povečane fiziološke aktivnosti.

4. Premagovanje neplodnosti medvrstnih rastlinskih hibridov

Daljinska hibridizacija se v vzreji zaradi sterilnosti dobljenih hibridov ne uporablja široko. Eden od izjemnih dosežkov sodobne genetike in vzreje je bil razvoj metode za premagovanje neplodnosti medvrstnih hibridov, ki je v nekaterih primerih vodila do pridobivanja normalno plemenskih hibridov. To je bilo prvič doseženo v letih 1922–1924. ruski genetik, študentka N.I. Vavilov, Georgij Dmitrijevič Karpečenko (1899–1942) pri križanju redkvice in zelja. Obe vrsti imata (v diploidnem nizu) po 18 kromosomov. V skladu s tem njihove gamete nosijo po 9 kromosomov (haploidni niz). Hibrid ima 18 kromosomov, vendar je popolnoma sterilen, ker. "redki" in "zeljevi" kromosomi v mejozi se med seboj ne konjugirajo.

Redki hibrid zelja (rafanobrassika)

G.D. Karpečenko je z delovanjem kolhicina podvojil število kromosomov hibrida. Posledično je bilo v hibridnem organizmu 36 kromosomov, sestavljenih iz dveh popolnih diploidnih nizov redkvice in zelja. To je ustvarilo normalne možnosti za mejozo kot vsak kromosom je imel par. Kromosomi "zelje" so bili konjugirani z "zeljem", "redki" pa z "redkimi". Vsaka gameta je nosila en haploidni niz redkvice in zelja (9 + 9 = 18). Imenujejo se vrste, ki so v enem organizmu združile različne genome in nato njihovo večkratno povečanje alopoliploidi. Zigota je imela spet 36 kromosomov.

Tako je nastali zelje redki hibrid, imenovan rafanobrassica, postal ploden. Hibrid se ni razdelil na starševske oblike, ker kromosomi redkvice in zelja so vedno končali skupaj. Ta umetna rastlina ni bila videti ne kot redkev ne kot zelje. Stroki so bili sestavljeni iz dveh polovic, od katerih je ena spominjala na strok zelja, druga na redkvico. Oddaljena hibridizacija v kombinaciji s podvojitvijo števila kromosomov (poliploidija) je privedla do ponovne vzpostavitve plodnosti.

G.D. Karpečenko je prvi jasno pokazal odnos med oddaljeno hibridizacijo in poliploidijo pri pridobivanju plodnih oblik. To je zelo pomembno tako za evolucijo kot za selekcijo.

5. Uporaba somatskih mutacij v gojenju rastlin

Uporaba somatskih mutacij je uporabna za selekcijo rastlin, ki se razmnožujejo vegetativno. Preko vegetativno razmnoževanje mogoče je ohraniti koristno somatsko mutacijo ali ohraniti in razmnoževati katero koli heterozigotno obliko, ki ima ekonomsko uporabne lastnosti. Na primer, le s pomočjo vegetativnega razmnoževanja se ohranijo lastnosti številnih sort sadnih in jagodičja. Med spolnim razmnoževanjem se lastnosti sort, sestavljenih iz heterozigotnih posameznikov, ne ohranijo in pride do njihovega cepljenja.

6. Umetna selekcija v vzreji rastlin

Kot smo že povedali, je hibridizacija pri selekciji učinkovita le v kombinaciji s selekcijo. Pri vzreji rastlin se uporabljata tako množična kot individualna selekcija.

Med množično selekcijo veliko število posamezniki izberejo skupino rastlin z najboljšimi fenotipi, katerih genotipi niso znani. Množična selekcija se izvaja med navzkrižno oprašenimi rastlinami. Skupno gojenje izbranih rastlin spodbuja njihovo prosto križanje, kar vodi v heterozigotnost posameznikov. Množična selekcija se izvaja večkrat v številnih naslednjih generacijah. Zatekamo se v primeru, ko je potrebno razmeroma hitro izboljšati eno ali drugo sorto. Toda prisotnost modifikacijske variabilnosti zmanjšuje vrednost sort, vzrejenih z množično selekcijo.

Individualna selekcija se v vzreji rastlin uporablja kot način ohranjanja za razmnoževanje. najboljše rastline. Gojijo se ločeno drug od drugega, da se s primerjavo s prvotnimi oblikami in med seboj prepoznajo dragocene lastnosti pri potomcih. Kot že vemo, so najpogosteje samoprašne rastline predmet individualne selekcije, njen rezultat pa so čiste linije.

7. Vloga naravne selekcije v vzreji rastlin

Naravna selekcija ima odločilno vlogo pri vzreji. Na katero koli rastlino skozi njeno življenje deluje cela vrsta okoljskih dejavnikov, ki mora biti odporna na škodljivce in bolezni, prilagojena določenemu temperaturnemu in vodnemu režimu. Zato posamezniki zaradi naravne selekcije oblikujejo prilagoditve na okolje. Na nobenem območju ne more biti gojenih rastlin, ki bi bile enako produktivne. Sorte so razvrščene pod vplivom naravne selekcije.

8. Inducirana mutageneza, poliploidija in njihova uporaba v gojenju rastlin

Inducirana mutageneza temelji na vplivu različnih sevanj in kemičnih mutagenov na telo, da dobimo mutacije. Mutageni vam omogočajo, da dobite široko paleto različnih mutacij. Od 1.000 umetno pridobljenih mutacij se 1-2.000 izkaže za koristnih. Toda v tem primeru je potrebna stroga individualna selekcija mutantnih oblik in nadaljnje delo z njimi.

Metode mutageneze se uspešno uporabljajo v vzreji rastlin. Zdaj je bilo na svetu ustvarjenih več kot tisoč sort, ki vodijo rodovnik iz posameznih mutantnih rastlin, pridobljenih kot rezultat umetne mutageneze. Znana sorta jara pšenica Novosibirskaya 67 je bila pridobljena na Inštitutu za citologijo in genetiko Sibirske podružnice Ruske akademije znanosti po obdelavi semena začetnega materiala sorte Novosibirskaya 7 rentgenski žarki. Ta sorta ima kratko in močno slamico, ki preprečuje, da bi rastline polegle v času žetve.

V vzreji rastlin se pogosto uporablja tudi metoda pridobivanja poliploidnih oblik. Poliploidija je vrsta genomske mutacije in je sestavljena iz večkratnega povečanja števila kromosomov v primerjavi s haploidnim. Poliploidne oblike lahko pridobimo z obdelavo semen s kolhicinom med njihovim kalitvijo.

Večkratno povečanje števila kromosomov spremlja povečanje mase semen in plodov, kar vodi do povečanja pridelka kmetijskih rastlin. Akademik P.M. Žukovski: "Človeštvo se hrani in oblači predvsem s produkti poliploidije." V Rusiji eksperimentalno pridobljen poliploid sorte krompirja, pšenica, sladkorna pesa, ajda in druge gojene rastline.

III. Utrjevanje znanja

Splošni pogovor med učenjem nove snovi.

IV. Domača naloga

Preučite odstavek učbenika (značilnosti biologije rastlin, ki se upoštevajo pri vzreji, glavne metode vzreje rastlin in njihove značilnosti).

Se nadaljuje

umetna selekcija. Da bi utemeljil zgodovinsko načelo razvoja divjih živali, je Darwin poglobljeno preučil večstoletno prakso poljedelstva in živinoreje ter prišel do zaključka, da je raznolikost pasem domačih živali in gojenih rastlinskih sort posledica spremenljivosti, dednosti in umetnosti. izbor.

Umetno selekcijo izvaja človek in je lahko dvojna: zavestna (metodična) - v skladu s ciljem, ki si ga zastavi žlahtnitelj, in nezavedna, ko si človek ne zastavi cilja vzreje pasme ali sorte z vnaprej določenimi lastnostmi. , ampak preprosto izloči manj vredne posameznike in pusti najboljše za pleme. Nezavedno selekcijo je človek izvajal že več tisočletij: tudi divjaki so med lakoto pustili več koristnih živali za pleme in pobili manj vredne. V neugodnih obdobjih je primitivni človek uporabljal predvsem nezrele plodove ali manjša semena, v tem primeru pa je tudi selekcioniral, vendar nezavedno. V vseh primerih takšne selekcije, najbolj produktivne oblike živali in še več produktivne sorte rastline, čeprav je človek tu deloval kot slepi selekcijski faktor, ki je lahko kateri koli drug okoljski dejavnik. .ena

Stoletna praksa umetne selekcije je vzgojila številne dragocene oblike. Zlasti do sredine XIX stoletja. V kmetijski praksi je v puščavah registriranih več kot 300 sort pšenice Severna afrika Gojili so 38 sort datljeve palme, v Polineziji - 24 oblik kruha in enako število sort banan, na Kitajskem - 63 sort bambusa. Bilo je okoli 1000 sort grozdja, več kot 300 kosmulj, okoli 400 pasem govedi, 250 pasem ovac, 350 pasem psov, 150 pasem golobov, veliko dragocene pasme zajci, piščanci, race itd. Zagovorniki stalnosti vrst so verjeli, da vsaka taka sorta ali pasma izvira od svojega neposrednega prednika. Vendar je Darwin dokazal, da je vir raznolikosti živalskih pasem in sort gojenih rastlin eden ali majhno število divjih prednikov, katerih potomce je človek preoblikoval v različne smeri v skladu s svojimi gospodarskimi cilji, okusi in interesi. V tem primeru je žlahtnitelj uporabil dedno spremenljivost, ki je značilna za izbrane oblike.

Darwin je ločil med določno (sedaj imenovano modifikacijsko) in nedoločeno variabilnostjo. Z določeno ali skupinsko variabilnostjo se vsi ali skoraj vsi potomci posameznikov, izpostavljenih enakim razmeram, spreminjajo v eno smer; na primer pri pomanjkanju hrane živali izgubijo težo, v hladnem podnebju imajo sesalci debelejšo dlako 1 t. ena orta, ena pasma, ena vrsta. Trenutno se ta oblika variabilnosti imenuje genotipska. Spremenljivost se prenaša na potomce ne le med spolnim razmnoževanjem, ampak tudi med vegetativnim razmnoževanjem: pogosto rastlina zraste poganjke z novimi lastnostmi ali razvije popke, iz katerih nastanejo plodovi z novimi lastnostmi (grozdje, kosmulje) - posledica mutacije v somatska celica ledvic.

Pri pojavih variabilnosti je Darwin odkril številne pomembne zakonitosti, in sicer: ko se spremeni en organ ali lastnost, se lahko spremenijo drugi. Na primer, na mestu pritrditve obremenjene mišice na kost se razvije greben, pri močvarnih pticah se vrat podaljša hkrati s podaljševanjem okončin, debelina dlake pri ovcah se ustrezno spreminja s povečanjem debeline kožo. Takšna variabilnost se imenuje korelativna ali korelativna. Na podlagi korelativne variabilnosti lahko žlahtnitelj napove določena odstopanja od prvotne oblike in izbere v želeno smer.

Naravna selekcija za razliko od umetnega se izvaja v sami naravi in ​​je v selekciji znotraj vrste najbolj prilagojenih posameznikov na razmere določenega okolja. Darwin je odkril določeno skupnost v mehanizmu umetne in naravne selekcije: v prvi obliki selekcije je v rezultatih utelešena zavestna ali nezavedna volja osebe, v drugi prevladujejo zakoni narave. V obeh primerih pa nastajajo nove oblike z umetno selekcijo, kljub dejstvu, da variabilnost vpliva na vse organe in lastnosti živali in rastlin, nastale živalske pasme in rastlinske sorte ohranjajo lastnosti, ki so uporabne za človeka, ne pa za organizme. sami. Nasprotno, naravna selekcija ohranja posameznike, pri katerih so spremembe v danih pogojih koristne za njihov lastni obstoj.

V naravi nenehno opažamo dokončno in nedoločeno variabilnost. Njena intenzivnost je tu od spremembe manj izrazita kot pri domačih oblikah naravno okolje se dogaja zahrbtno in izjemno počasi. Nastajajoča kvalitativna heterogenost posameznikov znotraj vrste tako rekoč prinaša številne "kandidate" na evolucijsko areno, pri čemer naravno selekcijo prepušča tistim, ki so manj prilagojeni na preživetje, zavračajo. Proces naravnega "odstrela" po Darwinu poteka na podlagi variabilnosti, boja za obstoj in naravne selekcije. Material za naravno selekcijo zagotavlja nedoločena (genotipska) variabilnost organizmov. Zaradi tega se potomci katerega koli para divjih (pa tudi domačih) organizmov izkažejo za heterogene. Če so spremembe koristne, se povečajo možnosti za preživetje in razmnoževanje. Vsaka sprememba, škodljiva za organizem, bo neizogibno vodila do njegovega uničenja ali nezmožnosti zapustitve potomcev. Preživetje ali smrt posameznika je končni rezultat »boja za obstoj«, ki ga je Darwin razumel ne v neposrednem, temveč v prenesenem pomenu. Ločil je tri oblike boja za obstoj:

A) intraspecifična - najbolj ostra, saj posamezniki iste vrste potrebujejo podobne vire hrane, ki so v podobnih pogojih za razmnoževanje tudi omejena, enaka zavetišča;

C) boj živih organizmov z dejavniki nežive narave - okoljske razmere med sušo, poplavami, zgodnjimi zmrzali, padanjem toče, poginejo številne male živali, ptice, črvi, žuželke, trave.

Zaradi vseh teh zapletenih odnosov mnogi organizmi umrejo ali pa, ko so oslabljeni, ne pustijo potomcev. Posamezniki z vsaj minimalnimi koristnimi spremembami preživijo. Prilagodljive lastnosti in lastnosti se ne pojavijo takoj, nabirajo se z naravno selekcijo iz generacije v generacijo, kar vodi v dejstvo, da se potomci razlikujejo od svojih prednikov na vrstni in višji sistematični ravni.

Boj za obstoj je neizogiben v povezavi z intenzivno reprodukcijo, ki obstaja v naravi. Ta vzorec ne pozna izjem. Vedno se rodi več organizmov kot tistih, ki so sposobni preživeti do odraslosti in pustiti potomce. Izračuni kažejo: če bi vse rojene miši preživele, bi v sedmih letih potomci enega para zasedli celotno zemljo globus. Samica polenovke odloži do 10 milijonov jajčec naenkrat, ena rastlina pastirske vreče proizvede 73 tisoč semen, kokošinja 446.500 itd. geometrijska progresija razmnoževanje" se nikoli ne izvaja, saj med organizmi poteka boj za prostor, hrano, zavetje pred sovražniki, tekmovanje pri izbiri spolnega partnerja, boj za preživetje z nihanji temperature, vlažnosti, osvetlitve itd. V tem "boju" večina rojenih umre in ne pusti potomcev, zato v naravi število posameznikov vsake vrste v povprečju ostaja konstantno.

Tabela Oblike izbire (T.L. Bogdanova. Biologija. Naloge in vaje. Vodnik za prijavitelje na univerze. M., 1991)

Kazalniki	umetna selekcija	Naravna selekcija
Začetni material za izbor		Posamezni znaki telesa
Izbirni faktor		Okoljske razmere (živa in neživa narava)
Spremeni pot:
ugodno	Izbrani, postanite produktivni	Ostani, kopiči, podeduj se
neugodno	Izbrano, zavrženo, uničeno	Uničen v boju za obstoj
Narava delovanja	Ustvarjalno - usmerjeno kopičenje znakov v korist osebe	Ustvarjalnost - izbor prilagodljivih lastnosti v korist posameznika, populacije, vrste, ki vodi do nastanka novih oblik
Rezultat izbire	Nove rastlinske sorte, živalske pasme, sevi mikroorganizmov	Nove vrste
Izbirni obrazci	maša; posameznik; nezavestno (spontano); metodično (zavestno)	Vožnja, podpiranje odstopanj v spreminjajočih se okoljskih razmerah; stabiliziranje, ohranjanje konstantnosti povprečne reakcijske hitrosti v stalnih okoljskih pogojih

Upošteva se doktrina umetne selekcije. V našem članku bomo analizirali glavne značilnosti, vrste in značilnosti tega koncepta.

Gonilne sile evolucije

Po navedbah evolucijsko teorijo, sodobne poglede je nastala kot posledica vrste prilagoditvenih sprememb pri divjih živalih. Pod vplivom katerih procesov se je to zgodilo? Sem spadata dedna variabilnost in boj za obstoj, katerega posledica je naravna selekcija. Bistvo slednjega je v prevladujočem preživetju najprimernejših vrst. To se v naravi dogaja tudi zdaj.

Značilnosti umetne selekcije

Človek se je že dolgo naučil uporabljati selekcijo za pridobivanje vrst s koristnimi lastnostmi. Da bi to naredil, rešuje potomce najbolj produktivnih posameznikov. Ta vrsta selekcije se imenuje umetna. Njegov namen je prinesti dragoceno gospodarskih odnosov rastlin in sevov mikroorganizmov.

Njihovo oblikovanje se je začelo z udomačitvijo in gojenjem divjih vrst. Na primer, vse sodobne pasme psov imajo enega samega prednika, to je volk. Sprva je bila glavna značilnost umetne selekcije njena nezavedna narava. To pomeni, da ga je oseba izvajala brez določenega cilja. Največje živali je pustil za razmnoževanje, najboljša semena pa za setev naslednje leto. Za hrano so bili uporabljeni manj vredni primerki. Rezultati takšnega postopka bodo vidni šele po dolgem času.

Kako doseči pojav novih lastnosti pri samoprašnih rastlinah in živalih, ki so sposobne samooploditve? V tem primeru rejci uporabljajo mutacije - nenadne nenadne spremembe genotipa, ki nastanejo kot posledica delovanja določenih dejavnikov. Imenujejo se mutageni. To je bilo eksperimentalno dokazano. Če se izvede samoopraševanje rastlin z največjimi semeni, se koristni znaki ne pojavijo niti po šestih generacijah.

Zavestna izbira je učinkovitejša. Imenuje se tudi metodična. Hkrati pa človek zavestno sklepa umeten videz s posebnimi lastnostmi. Takšna selekcija se izvaja v več generacijah, dokler ni dosežen želeni rezultat.

Primerjalne značilnosti umetne in naravne selekcije

Obe vrsti izbire imata številne podobne lastnosti. Njihova osnova je dedna variabilnost - lastnost organizmov, da prenašajo določeni znaki in razvojne značilnosti potomcev. V obeh primerih so dragocene lastnosti, ki povečujejo sposobnost preživetja posameznikov. V naravni selekciji vrste, ki nimajo ugodnih sprememb, umrejo zaradi boja za obstoj. In pri umetnih so zavrnjene ali uničene.

Glavna značilnost umetne selekcije je neposredna udeležba človeka in visoka stopnja pridobivanja rezultatov. Potrebne spremembe je mogoče doseči v obdobju od 10 do 20 let. V naravi ti procesi trajajo stotine in celo milijone let.

Množična selekcija

Obstajata dve obliki umetne selekcije. Eden od njih je ogromen. V tem primeru koristne lastnosti izvorni material se določi le na podlagi fenotipskih lastnosti. Tako oseba vizualno določi, katere vrste naj uporabi za nadaljnjo reprodukcijo in gojenje.

Takšna umetna selekcija je primer uporabe preproste metode v izboru. Uporablja se precej pogosto, vendar ima številne pomanjkljivosti. Kljub zunanji podobnosti so posamezniki lahko genetsko heterogeni: heterozigotni ali homozigotni za dominantni alel. V tem primeru se učinkovitost izbire znatno zmanjša. Pričakovani rezultat se bo pojavil le v primeru križanja heterozigotov. Toda v naslednjih generacijah se bo manifestacija koristnih lastnosti zmanjšala, saj se bo povečalo število homozigotnih organizmov.

Individualna selekcija

Ta oblika ima številne prednosti. Individualna umetna selekcija, katere primere obravnavamo, se izvaja ob upoštevanju genotipa izvornega materiala. Za to se uporablja metoda analize križank, pa tudi študija rodovnikov.

Po izbiri starševskih parov se uporablja sistem križanja - hibridizacija. Izvaja se lahko znotraj istih ali različnih vrst. V vsakem primeru se rejci srečujejo s številnimi težavami. Torej, po seriji sorodnih križanj se homozigotnost potomcev poveča. Posledica tega je degeneracija, oslabitev in smrt linije. Toda ta metoda je idealna za pridobivanje čistih linij.

Z nepovezanim križanjem se sprva heterozigotnost poveča. To vodi do pojava hibridne moči pri potomcih prve generacije. Ta pojav se imenuje heteroza. Hibridi imajo hkrati večjo sposobnost preživetja v primerjavi s svojimi starši. Toda v naslednjih generacijah ta učinek oslabi.

Torej, glavne značilnosti umetne selekcije vključujejo usmerjeno človeško dejavnost, hiter tempo pridobivanja rezultatov in upoštevanje značilnosti genotipa selekcijskega materiala.

PRAKTIČNO DELO št. 4

Zadeva:Primerjava naravne in umetne selekcije.

Cilj:Podajte primerjalni opis naravne in umetne selekcije, poiščite podobnosti in razlike, ugotovite vlogo naravne in umetne selekcije.

oprema:zavihek. naravna selekcija, umetna selekcija.

Delovni proces

1. Naravna selekcija je preživetje in razmnoževanje organizmov določene vrste, ki so najbolj prilagojeni okoljskim razmeram. Umetna selekcija je vzreja novih sort organizmov določene vrste s strani človeka.

№ p/n	Lastnosti	Vrsta izbire
		Naravni	Umetno
	Vir evolucijskih sprememb	Dedna variabilnost, boj za obstoj	dedna variabilnost
	Vzrok	Vpliv okoljskih dejavnikov in velikosti populacije	Človeški faktor
	Gonilna sila	Evolucija	Izbori
	Kateri obrazci so shranjeni	Okolju prilagojene oblike z vitalnimi znaki	Obrazci s uporabnimi funkcijami za ljudi. Ti znaki so lahko škodljivi za telo
	Katere oblike so izločene	Oblike, ki niso sposobne preživeti ali neprilagojene okoljskim razmeram	Obrazci z lastnostmi, potrebnimi za osebo
	Posledice izbire	Nastajanje novih vrst: a) stabilizacija b) vožnja c) pokanje	Vzreja novih pasem in sort: a) zavestno b) nezavestno
	Vrste izbire

zaključek:Podobnosti: osnova oziroma vir evolucijskih sprememb pri umetni in naravni selekciji je dedna variabilnost. Kot rezultat naravne in umetne selekcije nastajajo nove organske oblike.

Značilnosti razlike: Osnova naravne selekcije je dedna spremenljivost in boj za obstoj. To je glavna gonilna sila evolucije. Vedno deluje v korist organizma, populacije in vrste kot celote, saj prispeva k preživetju najmočnejših organizmov.

Od različnih dednih sprememb ostanejo le tiste, ki izpolnjujejo pogoje obstoja. Te spremembe sčasoma vodijo do nastanka novih vrst organizmov.

To je ustvarjalna vloga naravne selekcije.

Obstajajo vrste naravne selekcije: stabilizirajoča, poganja in rozryvayuchy (moti): a) stabilizacijska selekcija - se zmanjša na izločanje posameznikov z velikim odstopanjem lastnosti od stabilne (povprečne). V stabilnih pogojih ohranja konstantnost fenotipa; b) Vožnja - deluje v primeru spremembe pogojev obstoja in se zmanjša na eliminacijo posameznikov s stabilnimi lastnostmi. Obstaja premik v normi reakcije v določeni smeri; c) Disruptiven - deluje v nestabilnih razmerah in se reducira na eliminacijo posameznikov s srednjimi, vmesnimi lastnostmi in ohranjanje ekstremnih tipov. Povzroča polimorfizem v populaciji.

Umetno selekcijo izvaja oseba, ki v živih organizmih izbere in shrani le lastnosti, ki so uporabne zase. Ustvarjalna vloga umetne selekcije je vzreja novih. rastlinske sorte, živalske pasme in sevi mikroorganizmov. Umetna selekcija je lahko zavestna in nezavedna: a). Nezavedno - ko se oseba nezavedno odloči