"Биология (базовый уровень)", Вахрушев А.А., Бурский О.В., Раутиан А.С., Родионова Е.И., Розанов М.Н.
Селекция — это создание человеком новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов с полезными признаками. Она использует наследственную изменчивость и искусственный отбор, поэтому её называют искусственной эволюцией. Селекционер выбирает нужные организмы, скрещивает их или размножает отдельно, а затем проверяет потомство. Главная задача селекции — получить формы, которые дают больше урожая, устойчивы к болезням, хорошо приспособлены к условиям среды или обладают нужными производственными свойствами.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Селекция — наука и практическая деятельность по созданию и улучшению сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Она использует наследственную изменчивость и отбор, направляемые человеком. Понятие нужно, чтобы отличать целенаправленное изменение организмов от естественной эволюции.
Сорт, порода и штамм — группы организмов, созданные человеком и имеющие устойчивые наследственные признаки: сорт относится к растениям, порода — к домашним животным, штамм — к микроорганизмам. Их признаки сохраняются при размножении, если условия и методы разведения подходят. Эти обозначения показывают, с каким объектом селекции работает специалист.
Искусственный отбор — выбор человеком особей с желательными признаками для дальнейшего размножения. Он бывает массовым, когда оставляют группу похожих организмов, и индивидуальным, когда отдельно оценивают потомство каждой особи. Отбор нужен потому, что без него полезная наследственная особенность может исчезнуть в следующих поколениях.
Материалом для селекции служит наследственная изменчивость, потому что без различий между организмами выбирать было бы нечего. Новые варианты признаков возникают благодаря мутациям, а новые сочетания уже имеющихся генов — при половом размножении и скрещивании. Среда может выявить полезное свойство, но закрепить его в популяции удаётся только тогда, когда оно передаётся потомкам.
При массовом отборе из общей группы оставляют для размножения всех особей, которые соответствуют заданному признаку. Метод прост и эффективен, когда признак хорошо заметен и зависит от многих генов, например размер плодов. Индивидуальный отбор требует проверить потомство каждой выбранной особи, поэтому он медленнее, зато позволяет точнее определить наследуемость признака.
Гибридизация нужна для объединения признаков разных родителей. Сначала подбирают исходные формы, затем проводят контролируемое скрещивание и выращивают потомство. В следующих поколениях отбирают организмы, у которых нужное сочетание признаков сохраняется; именно поэтому одного скрещивания обычно недостаточно.
Близкородственное скрещивание, или инбридинг, помогает получить генетически однородные линии, но повышает вероятность проявления вредных рецессивных аллелей. Неродственное скрещивание, или аутбридинг, увеличивает разнообразие потомства и может объединить полезные свойства удалённых линий. У гибридов первого поколения иногда наблюдается гетерозис — повышенная жизнеспособность и продуктивность по сравнению с родителями.
Методы селекции зависят от особенностей организма. У растений применяют полиплоидию, когда увеличивается число наборов хромосом, а также искусственное получение мутаций и последующий отбор. У микроорганизмов особенно важны мутагенез и выращивание культур на питательных средах, где быстро можно проверить множество вариантов.
Таблица помогает сопоставить действие метода и результат, которого от него ожидают. При выборе способа сначала определяют, какой признак нужно получить, а затем оценивают скорость, точность и возможные ограничения метода. Один селекционный проект обычно сочетает несколько приёмов.
| Метод или понятие | Суть | Возможный результат |
|---|---|---|
| Массовый отбор | Выбор группы особей с нужным признаком | Улучшение признака в популяции |
| Индивидуальный отбор | Проверка потомства отдельной особи | Закрепление наследственной особенности |
| Гибридизация | Скрещивание форм с разными свойствами | Сочетание признаков родителей |
| Инбридинг | Скрещивание близкородственных организмов | Получение однородных линий |
| Аутбридинг | Скрещивание неродственных форм | Повышение разнообразия и иногда гетерозис |
| Полиплоидия | Увеличение числа наборов хромосом | Крупные органы или повышенная устойчивость у растений |
Условие. У гороха высокий стебель доминирует над низким. Обозначим аллель высокого стебля буквой A, а аллель низкого стебля — буквой a. Скрестили два растения с генотипами Aa и Aa: определите генотипы и фенотипы потомков, а также вероятность получить низкорослое растение.
Сначала нужно установить, какие аллели получает каждый родитель. Каждый из них образует два типа половых клеток, поэтому нельзя сразу записывать всё потомство как высокое: рецессивный аллель может встретиться с таким же аллелем у другого родителя.
Ответ. Генотипическое расщепление равно 1AA : 2Aa : 1aa, а фенотипическое — 3 высоких растения к 1 низкому. Вероятность получить низкорослое растение составляет 1/4, или 25 процентов. Такой расчёт показывает, почему селекционеру приходится выращивать много потомков: нужное сочетание признаков появляется не у каждого организма.
Ошибка 1. Считать, что любой приобретённый признак наследуется. Её допускают, когда путают влияние условий среды с изменением генотипа. Проверка простая: спросите, сохранится ли признак у потомков при одинаковых условиях; если нет, он, вероятно, модификационный.
Ошибка 2. Называть любой отбор естественным. В селекции решение принимает человек, а в природе особи оставляются благодаря действию среды и конкуренции. Чтобы проверить себя, определите, кто выбирает организмы для размножения.
Ошибка 3. Путать доминирование с большей распространённостью аллеля. Доминантный аллель проявляется в гетерозиготе, но это не значит, что он встречается чаще. Для проверки запишите генотипы AA, Aa и aa и отдельно посчитайте их доли.
Ошибка 4. Ожидать полезный результат сразу после скрещивания. Первое поколение может иметь нужный признак, но не сохранять его в потомстве. Нужно проверить следующие поколения и отобрать организмы с устойчивым наследованием.
Селекция опирается на генетику: законы расщепления объясняют появление разных генотипов у потомков. С эволюцией её связывает отбор, но направление изменений задаётся человеком, а не природными условиями. С клеточной биологией тема связана через мутации, хромосомные наборы и полиплоидию. Практическое значение селекции раскрывается в сельском хозяйстве, медицине и биотехнологии.
Почему селекцию называют искусственной эволюцией?
При селекции человек направленно изменяет состав популяции, оставляя для размножения организмы с нужными наследственными признаками. Это похоже на естественный отбор, но его направление задаёт не среда, а человек.
Чем сорт отличается от породы и штамма?
Сорт — группа культурных растений с ценными признаками, порода — группа домашних животных, а штамм — генетически однородная линия микроорганизмов. Все эти формы созданы и поддерживаются человеком.
Зачем при селекции используют гибридизацию?
Гибридизация объединяет наследственные признаки разных организмов в одном потомстве. Это позволяет получить сочетание свойств, которого не было у каждого из родителей, например урожайность одного и устойчивость другого.
§ 35–36. Селекция — искусственная эволюция
