Искусственный отбор. Для обоснования исторического принципа развития живой природы Дарвин глубоко изучил многовековую практику земледелия и животноводства и пришел к выводу: многообразие пород домашних животных и возделываемых сортов растений является результатомизменчивости, наследственности и искусственного отбора.

Искусственный отбор осуществляется человеком и может быть двояким: сознательным (методическим) - в соответствии с поставленной целью, какую намечает себе селекционер, и бессознательным, когда человек не ставит перед собой Цели по выведению породы или сорта с заранее заданными свойствами, а просто устраняет менее ценные особи и оставляет на племя лучшие. Бессознательный отбор проводился человеком на протяжении многих тысячелетий: даже дикари во время голода оставляли на племя более полезных животных, а убивали менее ценных. В неблагоприятные периоды первобытный человек в первую очередь употреблял нележкие плоды или более мелкие семена и в этом случае также совершал отбор, но бессознательный. Во всех случаях такого отбора сохранились наиболее продуктивные формы животных и более урожайные сорта растений, хотя человек здесь выступал как слепой фактор отбора, каким может быть любой другой фактор среды. .1

Многовековой практикой искусственного отбора были выведены многие ценные формы. В частности, к середине XIX в. в сельскохозяйственной практике зарегистрировано более 300 сортов пшеницы, в пустынях Северной Африки возделывалось 38 разновидностей финиковой пальмы, в Полинезии - 24 формы хлебного дерева и столько же сортов банана, в Китае - 63 сорта бамбука. Винограда насчитывалось около 1000 сортов, крыжовника - более 300, около 400 пород крупного рогатого скота, 250 пород овец, 350 пород собак, 150 пород голубей, много ценных пород кроликов, кур, уток и др. Сторонники постоянства видов считали, что каждый такой сорт или порода ведет начало от своего прямого предка. Однако Дарвин доказал, что источник многообразия пород животных и сортов культурных растений - один или небольшое число диких предков, потомки которых были преобразованы человеком в разных направлениях сообразно его хозяйственным целям, вкусам и интересам. При этом селекционер использовал присущую отбираемым формам наследственную изменчивость.

Дарвин выделял изменчивость определенную (теперь называется модификационной) и неопределенную. При определенной, или групповой, изменчивости все или почти все потомство особей, подвергавшихся действию одинаковых условий, изменяется в одном направлении; например, при нехватке пищи животные теряют в массе, в холодном климате шерсть у млекопитающих более густая 1 т. д. Неопределенная, или индивидуальная, изменчивость появляется в бесконечно разнообразных, часто едва заметных, случайных, разнонаправленных отклонениях отельных особей, живущих вместе, в пределах одного орта, одной породы, одного вида. В настоящее время эту форму изменчивости называют генотипической. Изменчивость передается потомству не только при половом размножении, но и при вегетативном: нередко у растения вырастают побеги с новыми свойствами или развиваются почки, из которых формируются плоды с новыми качествами (виноград, крыжовник) - результат мутации в соматической клетке почки.

В явлениях изменчивости Дарвин открыл ряд важных закономерностей, а именно: при изменении одного какого-либо органа или признака возможно изменение других. Например, на участке прикрепления упражняемой мышцы к кости развивается гребень, у болотных птиц шея удлиняется одновременно с удлинением конечностей, толщина волоса у овец изменяется соответственно с увеличением толщины кожи. Такая изменчивость называется соотносительной или коррелятивной. На основе коррелятивной изменчивости селекционер может предсказать те или иные уклонения от первоначальной формы и проводить отбор в желаемом направлении.

Естественный отбор в отличие от искусственного осуществляется в самой природе и состоит в отборе в пределах вида наиболее приспособленных особей к условиям конкретной среды. Дарвин открыл известную общность в механизме искусственного и естественного отбора: при первой форме отбора в результаты воплощается сознательная или неосознанная воля человека, при второй - господствуют законы природы. В том и другом случае создаются новые формы, однако при искусственном отборе, несмотря на то что изменчивость затрагивает все органы и свойства животных и растений, полученные породы животных и сорта растений сохраняют признаки, полезные для человека, но не для самих организмов. Напротив, естественный отборсохраняет особи, у которых изменения полезны для их собственного существования в данных условиях.

В природе постоянно наблюдается определенная и неопределенная изменчивость. Ее интенсивность здесь менее выражена, чем у домашних форм, так как изменение природной среды происходит малозаметно и чрезвычайно медленно. Возникающая качественная неоднородность особей внутри видов как бы выводит на эволюционную арену множество "претендентов", предоставляя естественному отбору браковать менее приспособленных к выживанию. Процесс природной "выбраковки", по Дарвину, осуществляется на основе изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора. Материал для естественного отбора поставляет неопределенная (генотипическая) изменчивость организмов. Именно по этой причине потомство любой пары диких (как, впрочем, и домашних) организмов оказывается неоднородным. Если изменения полезны, это повышает шансы на выживание и продолжение рода. Всякое вредное для организма изменение неукоснительно приведет к его уничтожению или невозможности оставить потомство. Выживание или гибель особи - конечный итог "борьбы за существование", которую Дарвин понимал не в прямом, а в переносном смысле. Он различалтри формы борьбы за существование:

А) внутривидовую - наиболее ожесточенную, так как особи одного вида нуждаются в сходных источниках питания, которые к тому же ограничены, в сходных условиях для размножения, одинаковых убежищах;

В) борьбу живых организмов с факторами неживой природы - условиями внешней среды при засухе, наводнениях, ранних заморозках, выпадении града гибнут многие мелкие животные, птицы, черви, насекомые, травы.

В результате всех этих сложных взаимоотношений множество организмов погибает либо, будучи ослабленными, не оставляет потомства. Выживают особи, обладающие хотя бы минимальными полезными изменениями. Приспособительные признаки и свойства возникают не сразу, они накапливаются естественным отбором из поколения в поколение, что приводит к тому, что потомки отличаются от своих предков на видовом и более высоком систематическом уровне.

Борьба за существование неизбежна в связи с существующим в природе интенсивным размножением. Эта закономерность не знает исключений. Организмов всегда рождается больше, чем способных дожить до взрослого состояния и оставить потомков. Подсчеты показывают: если бы выживали все рождающиеся мыши, то в течение семи лет потомство одной пары заняло бы всю сушу земного шара. Самка рыбы трески за один раз мечет до 10 млн. икринок, одно растение пастушьей сумки дает 73 тыс. семян, белены - 446 500 и т. п. Однако "геометрическая прогрессия размножения" никогда не осуществляется, так как между организмами происходит борьба за пространство, пищу, убежище от врагов, конкуренция при выборе полового партнера, борьба за выживание при колебаниях температуры, влажности, освещения и т. п. В этой "схватке" большинство родившихся гибнет, не оставляя потомства, и поэтому в природе численность особей каждого вида в среднем остается постоянной.

Таблица Формы отбора (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)

Ч. Дарвин обратил внимание на многообразие пород и сортов. Отметив особые изменения, свойства, признаки у животных и растений, человек отбирает для себя только особей, обладающих нужными ему особенностями. Например, отбирая дыню и арбуз, человек планирует получение качественных плодов. У моркови и свеклы ценятся только сладкие корнеплоды, у картофеля - крупные клубни, у мака - нераскрывающиеся коробочки. Отбор по полезным для человека признакам растений и животных Ч. Дарвин назвал искусственным отбором. Впервые Ч. Дарвин заметил, что нельзя только изменчивостью объяснить все различия между породами и сортами. Если изменчивость в природе подвергает изменениям все органы растений и животных, то при искусственном отборе человек отбирает организмы с необходимыми для него признаками, поэтому Ч. Дарвин поставил перед собой цель - выяснить механизм эволюционного процесса. Для этого он начал изучать сельскохозяйственную практику Англии.
Ч. Дарвин исследовал получение новых форм организмов (пород животных и сортов растений) в практике сельского хозяйства. Затем он приступил к изучению причин появления новых видов в природе и заметил, что основным принципом процесса образования новых форм в природе и практике сельского хозяйства является отбор. Он сумел показать огромные различия между искусственным и естественным отбором. В результате Ч. Дарвин заложил основу учения об искусственном и естественном отборе. В работе "Изменение домашних животных и культурных растений", изданной в 1868 г., Ч. Дарвин дал полное описание происхождения пород и их многообразия. Он изучил около 400 пород крупного рогатого скота. Животные отличались друг от друга по величине черепа, форме тела, окраске, по развитию скелета и мышц. Несмотря на множество отличий, он пришел к выводу, что предком всех полученных путем искусственного отбора пород и сортов является один дикий вид. Множество примеров, приведенных Ч. Дарвиным, полностью опровергло господствовавшее в то время убеждение, что у каждой породы или сорта есть свой дикий предок. Опровергая такое мнение, Ч. Дарвин приводил много примеров. Например, все породы домашних кур произошли от дикой банкив- ской курицы, домашние утки - от утки- кряквы, породы кроликов - от дикого европейского кролика (рис. 15). Породы крупного рогатого скота берут начало от дикого европейского быка - тура, собаки - от волков и т. д.

Рис. 15. Дикий кролик

Примеры искусственного отбора. В 1862 г. Ч. Дарвин на Международной сельскохозяйственной выставке в Лондоне обратил внимание на сорт многоколосой пшеницы, выведенной майором Галлетом. После знакомства с Галлетом он узнал пути выведения этого сорта. Галлет начинал работу над улучшением сорта пшеницы в 1856 г. Сначала он отбирал с пшеничного поля несколько экземпляров с самыми крупными колосьями. Насчитав 87 зерен, посеял их на отдельном участке. Из них он получил пшеницу с 10 крупными колосьями, на следующий год - уже с 17 колосьями, на четвертый год - с 39 колосьями. Итак, он каждый год отбирал на семена самые многоколосые экземпляры. В итоге Галлет вывел сорт многоколосой пшеницы за 6 лет. Селекция в то время использовалась не только в растениеводстве, но и в животноводстве. Таким образом, на практике было доказано, как проводится непрерывный отбор новых пород животных и сортов растений.
В результате искусственного отбора у пород животных и сортов растений изменяются только нужные человеку признаки. Однако сохраняется хотя бы один общий признак. Для доказательства этого рассмотрим несколько примеров.
Селекционерами выведено шесть сортов капусты, не похожих друг на друга. Но сходство семян и цветов осталось неизменным. Существующие ныне многочисленные сорта культурных фиалок с различной окраской цветов объединяет одинаковая форма листьев.
Новые сорта и породы служат для удовлетворения потребностей человека и совершенствуются с каждым годом.
Однако у животных и растений, выведенных человеком, сильно развиты отдельные признаки, бесполезные и даже вредные для самого организма. Высокопродуктивная порода коротконогих свиней очень полезна для человека (дают много жира). Но тучность очень вредна для организма свиньи. Тучные, коротконогие свиньи не приспособлены к существованию в природных условиях. Грузная, с короткими ногами, она не может защищаться от врагов. Голубь с большим зобом (дутыш) получает корм с ладони человека, так как огромный зоб мешает клевать корм с земли (рис 16).
Таким образом, в результате искусственного отбора человек создает только необходимые для себя породы животных и сорта растений. При этом развивается именно тот признак, который особенно интересует человека. Неопределенная (мутационная) изменчивость очень полезна, так как мутация - редкое явление.
Искусственный отбор протекает успешно среди большего количества особей, при этом возможности отбора расширяются.

Искусственный отбор - процесс создания новых пород животных и сортов культурных растений путем сохранения и размножения особей с ценными для человека признаками и свойствами.

Отбор. Искусственный отбор.

1. С целью изучения искусственного отбора Ч. Дарвин обратился к практике сельского хозяйства Англии.

1. Заложил основу искусственного отбора.
2. Доказал единство происхождения различных пород и сортов от одного дикого вида.
3. На каких примерах Ч. Дарвин доказал существование дикого вида пород и сортов?
4. Приведите примеры, доказывающие вред искусственного отбора для организма.
5. Объясните термин искусственный отбор.
6. Каковы результаты искусственного отбора?
7. Объясните, чем отличаются породы голубей от их дикого предка (рис. 16).

Рис. 16. Породы голубей и их дикий предок: 1 - дикий скалистый голубь; 2 - якобинец; 3 - павлиний голубь; 4 - дутыш; 5 - мохнатый голубь; 6 - турман

1. Дайте определение искусственного отбора.

Какие органы данных растений изменяются путем искусственного отбора? Ответы занесите в таблицу, в соответствующих местах поставив знак "+". (Таблицу зарисуйте отдельно в тетради.)

И искусственного отбора лежит наследственная изменчивость организмов. В результате естественного отбора создаются новые формы живых существ – виды, и при искусственном отборе – новые сорта растений и породы животных.

Искусственный отбор – метод селекции, осуществляемый человеком с целью создания пород животных и сортов растений. Селекционер отбирает особей с выгодными признаками и отбраковывает остальных. Породы и сорта, созданные путем искусственного отбора, могут существовать только благодаря заботам человека, в дикой природе они гибнут. Искусственный отбор возник совсем недавно – с тех времен, когда человек стал разводить домашних животных и заниматься земледелием. Отбор особей с нужными человеку наследственными изменениями приводит к созданию совершенно новых, никогда ранее не существовавших в природе организмов. Эти формы обладают признаками и свойствами, к интересам человека.

Искусственный отбор может быть как стихийным (бессознательным), так и методическим (массовым или индивидуальным). В об искусственном отборе обобщена тысячелетняя практика человека, и это учение стало теоретической основой современной селекции.

Дарвин считал, что практикам хорошо известно, как получать новые породы домашних животных и сорта культурных растений, поэтому он рассмотрел сначала причины , пород и сортов, а потом видов в естественном состоянии, полагая, что при таком подходе его идеи будут более показательными. К 40-м годам прошлого столетия было известно большое число пород крупного рогатого скота (молочных, мясных, мясо-молочных), лошадей (тяжеловозов, скаковых) свиней, собак, а также кур. Число сортов пшеницы превышало 300, винограда – 1000. Породы и сорта, принадлежащие к одним и тем же видам, часто настолько отличаются друг от друга, что их можно принять за разные виды. Каждая порода или каждый сорт по своим признакам всегда отвечает интересам человека, ради которых он их разводит. Многие сторонники учения о постоянстве и неизменяемости видов считали, каждая порода, каждый сорт произошли от отдельного дикого вида. Дарвин обстоятельно пришел к заключению, что человек сам создавал все их многообразие, как и сортов культурных растений, изменяя в разных направлениях один или несколько родоначальных диких видов.

Селекция – наука, разрабатывающая теорию и методы выведения и улучшения пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Селекция – это , направляемая волей человека. Теоретическими основами селекции служат теория, генетика, молекулярная биология, экономика, география сельского хозяйства.

Методы селекции , их суть:

1. Массовый отбор – выделение группы особей, обладаемых желаемыми признаками (как правило применяется многократно в ряду поколений).
2. Индивидуальный отбор – выделение отдельных особей с желаемыми признаками. Наиболее применим для животных и самоопыляющихся растений.
3. Межлинейная – скрещивание двух чистых линий для получения гетерозиса (гетерозис – явление очень высокой и жизнестойкости в первом гибридном поколении)
4. Отдаленная гибридизация – скрещивание неблизкородственных форм и даже разных видов. Применяют для получения необычных комбинаций генов для последующего отбора.
5. Полиплоидия – увеличение числа хромосомных наборов. Используют в селекции растений для повышения урожайности и преодоления бесплодия при межвидовом скрещивании.
6. Клеточная инженерия – выращивание клеток вне организма (в культуре ткани). Позволяет проводить соматических (неполовых) клеток.
7. инженерия (искусственная перестройка генома. Позволяет встраивать в организма одного вида гены другого вида.

От диких видов Дарвин доказал с помощью ряда аргументов. Например, дикие банкивские куры, распространённые в густых лесах Индии и Юго-Восточной Азии, не очень боятся человека, спят на деревьях и ветвях кустарников и при скрещивании с домашними курами дают нормальное потомство. Все это является доказательством того, что домашние куры произошли от диких банкивских кур (рис. 26). Именно таким путём Дарвин доказал, от каких диких видов произошли те или иные породы домашних животных и сорта культурных растений.

Д. К. Беляев

Дарвин не мог в то время экспериментально доказать возмож-ность одомашнивания диких животных путём искусственного отбора. Это впоследствии сделал русский учёный, академик Дмитрий Константинович Беляев. В ходе наблюдений за чёрно-бурыми лисицами он заметил, что по отношению к человеку они ведут себя по-разному. Оказалось, что животные одной группы были крайне агрессивными и бросались на человека, второй группы — хотели этого, но боялись, лисицы же третьей группы были спокойными.

Беляев отобрал из третьей группы лисиц самцов и самок и скрестил их между собой. Из полученного потомства учёный продолжал отбирать особей, быстро привыкающих к человеку. В результате искусственного отбора, проведённого среди нескольких поколений таких лисиц, были получены похожие на домашних собак, т. е. быстро привыкающие к человеку и отвечающие на ласку животные. Проведение искусственного отбора исходя из повадок животных привело к изменению их морфологических и физиоло-гических признаков. Так, в результате экспериментов были получены лисицы с отвислыми ушами и загнутым кверху хвостом. Дикие лисицы обычно дают потомство раз в год, а одомашненные — дважды: в декабре-январе и марте-апреле.

В процессе искусственного отбора человек старался улучшить полезные для него признаки и свойства растений и животных. Доказательством этого является создание мясных пород овец и свиней , сортов растений, не дающих семена, бесшёрстных пород собак, не способных летать против ветра павлиньих голубей и т.д.

Путём искусственного отбора созданы сорта низкорослой пшеницы , гороха, моркови, абрикоса, фисташки, перси-ка, граната, инжира, винограда, ореха, яблони и разнообразные сорта других растений.

Некоторые сорта растений и породы животных созданы на основе одного дикого вида, а другие — на основе нескольких диких видов. Например, различные породы собак получены от шакалов и волков , породы овец — от ряда их диких предков — архара , муфлона и аргали, породы кур — от дикой банкивской курицы, породы голубей — от дикого сизого скалистого голубя (рис. 25), породы крупного рогатого скота — от степных и лесных диких видов крупного рогатого скота, а сорта капусты — от дикого вида капусты.

Проводя искусственный отбор, человек ставит перед собой цель изменить не все признаки и свойства растений и животных, а только те, которые представляют для него интерес. Поэтому в результате искусственного отбора признаки и свойства организмов, не соответ-ствующие потребностям человека, остаются неизменными или незначительно изменяются согласно закону корреляции. Например, хотя разные сорта хлопчатника и различаются по скороспелости, урожайности, технологическим качествам волокна, все они сходны по строению цветка и корней. У анютиных глазок, наоборот, цветки разнообразные, а листья похожи, так как при выведении этого расте-ния учитывались эстетические потребности человека. Такое положе-ние можно наблюдать и у животных. Шерсть тонкорунных овец высоко ценится. Поэтому у овец разных пород шерсть резко различается. Этого нельзя сказать о крупном рогатом скоте.

1. отбор и сохранение организмов, пригодных для достижения поставленной цели;
2. исключение организмов, не соответствующих потребностям человека;
3. отбор родительских форм для скрещивания и получение из них нового потомства.

Методы создания новых сортов и пород в последующий после Дарвина период значительно усовершенствовались. В настоящее время при этом используются методы скрещивания родительских организмов, далёких друг от друга в систематическом и эколо-гическом отношении, получения мутантных организмов под воздей-ствием химических и физических факторов, пересадки гена, хромосомы и ядра из одной