4. Эволюция культурных форм организмов (по Ч.Дарвину)

Определения и обозначения

Искусственный отбор — направленное сохранение человеком организмов с признаками, которые он считает полезными, и их размножение. Например, для разведения оставляют самых яйценоских кур. Это понятие показывает, кто управляет отбором и почему меняется состав потомства.

Методический отбор — сознательный отбор, при котором человек заранее ставит цель и последовательно подбирает производителей. Селекционер может стремиться получить животных определённой массы или растения с крупными плодами. Такое определение нужно, чтобы отличать плановую работу от случайного накопления признаков.

Бессознательный отбор — накопление желательных для человека признаков без заранее поставленной цели вывести определённую форму. Хозяин просто оставляет на племя более крепких животных или на семена — лучшие растения. Понятие объясняет, как культурные формы могли изменяться ещё до появления научной селекции.

Наследственная изменчивость — различия между организмами, которые могут передаваться потомству и служат материалом для отбора. Она возникает благодаря новым изменениям наследственного материала и сочетанию признаков при размножении. Без неё человеку было бы нечего выбирать и закреплять.

Как это устроено

У домашних животных и культурных растений потомки не полностью одинаковы с родителями и друг с другом. Различия возникают из-за изменений наследственного материала и новых сочетаний генов при размножении. Часть таких различий наследуется, поэтому сохраняется в следующих поколениях. Именно наследуемые варианты, а не случайные особенности внешности, могут стать материалом искусственного отбора.

Человек сравнивает особей и оставляет для размножения тех, у кого нужный признак выражен сильнее. Их потомки получают соответствующие наследственные варианты, поэтому вероятность проявления признака возрастает. Если повторять такой выбор много поколений, доля подходящих особей увеличивается. Так меняется не отдельный организм, а состав всей группы.

При методическом отборе цель формулируют заранее: например, получить растения с определённой урожайностью или животных с заданными качествами. Затем подбирают производителей, оценивают потомство и снова оставляют лучших особей. При бессознательном отборе отдельной программы нет, но практическая польза направляет выбор человека. Поэтому признак также может накапливаться, хотя результат сначала не был запланирован.

Длительное повторение отбора и размножения постепенно усиливает различия между исходной группой и её отбираемой частью. Если одновременно сохраняют несколько наследуемых признаков, формируется устойчивое сочетание свойств. Так появляются разнообразные породы животных и сорта растений. Они созданы из природного материала, но поддерживаются человеком: без дальнейшего отбора некоторые особенности могут ослабнуть или исчезнуть.

Формы искусственного отбора по Ч. Дарвину

Сначала определите, была ли цель выведения формы известна заранее. Затем выясните, подбирали ли производителей специально или лишь сохраняли удобных и полезных особей. Последняя строка показывает общий результат, но главным различающим признаком остаётся наличие или отсутствие заранее поставленной цели.

Разбор задач

Задача 1

У заводчика есть животные, различающиеся по выраженности наследуемого признака. Он оставляет для размножения особей с наиболее выраженным признаком. Определите, какой процесс описан и почему он может изменить потомство.

1. Выделяем действие человека: он не случайно допускает животных к размножению, а выбирает особей по нужному признаку.
2. Проверяем условие о наследовании. Признак назван наследуемым, значит, его варианты могут перейти к потомкам.
3. Определяем процесс: это искусственный отбор. В следующих поколениях нужный вариант будет встречаться чаще, потому что его носители оставляют больше потомков.

Ответ: описан искусственный отбор. Он изменяет потомство благодаря наследственной изменчивости и повторному размножению выбранных особей.

Задача 2

Фермер много поколений оставлял на семена растения с наиболее крупными плодами, не ставя цели вывести отдельный сорт. Объясните, какой вид отбора здесь проявляется и как он действует.

1. Устанавливаем, что выбор повторяется много поколений и связан с полезным для фермера признаком — размером плодов.
2. Сопоставляем условие с определениями. Заранее поставленной цели создать конкретный сорт нет, поэтому отбор не является методическим.
3. Называем механизм: это бессознательный искусственный отбор. Если крупноплодность наследуется, растения с таким признаком чаще становятся родителями, и он постепенно накапливается.

Ответ: проявляется бессознательный отбор. Практический выбор крупных плодов без специального селекционного плана постепенно меняет потомство.

Задача 3

Селекционер хочет получить породу животных с несколькими заданными признаками. Опишите последовательность действий и объясните, почему одного поколения отбора недостаточно.

1. Сначала формулируют цель и определяют, какие признаки должны сочетаться в будущей породе.
2. Из исходной группы выбирают производителей, у которых нужные признаки выражены и, по возможности, подтверждены качествами родственников или потомков.
3. Получают потомство, сравнивают его с целью и снова оставляют лучших животных для размножения. Повторяют отбор несколько поколений, пока сочетание признаков не станет устойчивым.

Ответ: это методический отбор. Одного поколения недостаточно, потому что признаки должны не только проявиться, но и закрепиться в наследуемом сочетании, а случайные варианты нужно отделить от устойчивых.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать, что человек непосредственно создаёт нужные наследственные изменения. Так думают, потому что результат селекции заметен после работы человека. Проверка проста: спросите, существовал ли исходный наследственный вариант; отбор сохраняет его, а не создаёт по заказу.

Ошибка 2. Путать методический и бессознательный отбор. Причина путаницы в том, что оба процесса полезны человеку и могут привести к похожим результатам. Проверяйте не пользу результата, а наличие заранее поставленной цели.

Ошибка 3. Полагать, что любой признак отобранной особи передастся потомству. Внешнее проявление может зависеть от среды и не наследоваться. Нужно выяснить, относится ли признак к наследственным особенностям.

Ошибка 4. Считать породы и сорта отдельными видами. Их легко перепутать с видами из-за заметных различий между формами. Помните: породы и сорта — культурные формы исходного вида, созданные и поддерживаемые отбором.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о наследственности, изменчивости и размножении организмов: они объясняют появление и передачу различий. Искусственный отбор сопоставляют с естественным, чтобы увидеть различие между ролью человека и факторов среды. Эти понятия используются при изучении селекции, происхождения пород и сортов, а также практического применения генетики.

Что запомнить

• Искусственный отбор осуществляется человеком.
• Материалом для отбора служит наследственная изменчивость.
• При отборе сохраняют организмы с признаками, нужными человеку.
• Методический отбор ведётся ради заранее поставленной цели.
• Бессознательный отбор не предполагает заранее сформулированной цели выведения.
• Породы и сорта формируются постепенно, через отбор и размножение организмов с нужными признаками.