"Биология (изд. «Просвещение»)", Сухорукова Л.Н., Кучменко B.C.
Селекция — наука о создании и улучшении пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Она нужна, чтобы получать организмы с полезными для человека свойствами: высокой урожайностью, устойчивостью к засухе или способностью производить нужные вещества. Селекционер выбирает родителей и потомство по заданным признакам, но не создаёт их произвольно: основой служит наследственная изменчивость. Поэтому селекция похожа на эволюцию, направление которой задаёт человек.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Селекция — наука о создании и улучшении пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Её цель — получить организмы с наследственными свойствами, полезными человеку. Селекция помогает, например, повышать урожайность культур и получать микроорганизмы, производящие нужные вещества.
Порода — созданная человеком группа домашних животных с наследственно закреплёнными признаками. Представители одной породы могут отличаться друг от друга, но сохраняют общий набор характерных свойств. Это понятие нужно, чтобы обозначать результаты селекции животных и сравнивать их по хозяйственно важным качествам.
Сорт — созданная человеком группа культурных растений с наследственно закреплёнными хозяйственно ценными признаками. Такими признаками могут быть высокая урожайность, крупные плоды или устойчивость к засухе. Понятие сорта помогает отличать селекционные группы растений и выбирать подходящие для выращивания.
Штамм — культура микроорганизмов с определёнными наследственными свойствами. Например, разные штаммы могут неодинаково быстро расти или производить различные количества полезного вещества. Выделение штаммов позволяет находить и размножать микроорганизмы, нужные для производства и биотехнологии.
Селекцию называют эволюцией, направляемой человеком, потому что человек определяет, какие организмы будут размножаться. Он выбирает особей с нужными признаками, а их потомки могут унаследовать эти особенности. Если такой выбор повторять из поколения в поколение, состав группы постепенно меняется в заданную сторону.
Для отбора необходима наследственная изменчивость — различия между организмами, способные передаваться потомству. Она возникает не потому, что селекционер пожелал получить конкретное качество, а служит материалом, из которого он выбирает подходящие варианты. Если все организмы одинаковы по наследуемому признаку, отбор не сможет сделать этот признак более выраженным или распространённым.
При массовом искусственном отборе оставляют для размножения группу особей, отвечающих требованиям, а не оценивают вклад каждого родителя отдельно. Этот способ подходит, когда нужный признак хорошо заметен и достаточно часто наследуется. При индивидуальном отборе выделяют конкретные организмы и проверяют их потомство: так выясняют, передаётся ли выбранное свойство. Проверка потомства требует больше времени, зато позволяет точнее отбирать родителей.
Гибридизация — скрещивание организмов, различающихся наследственными признаками; она позволяет получить потомство с сочетаниями свойств обеих родительских форм. Близкородственное скрещивание может помочь закрепить нужные качества, но вместе с ними повышается вероятность проявления вредных наследственных особенностей. Неродственное скрещивание объединяет более различающиеся формы, а полученные гибриды иногда оказываются особенно жизнеспособными. Такой эффект называют гетерозисом, однако в следующих поколениях он может ослабнуть.
Одинаковый приём нельзя применять ко всем объектам без учёта их биологии. У растений важно, как они размножаются и возможно ли контролировать опыление; у животных учитывают особенности скрещивания и длительность получения потомства. Микроорганизмы быстро размножаются, поэтому можно отбирать культуры по полезным наследственным свойствам, например по скорости роста или производству вещества. Подход выбирают так, чтобы нужный признак можно было обнаружить и проверить у потомков.
| Объект селекции | Что получают | Какие признаки улучшают | Применяемые подходы |
|---|---|---|---|
| Микроорганизмы | Штамм | Способность производить нужные вещества, скорость роста | Отбор культур с полезными наследственными свойствами |
Таблица показывает, как цель селекции связана с объектом и способом его улучшения. Для микроорганизмов результатом становится штамм, а оценивать его можно по полезным наследуемым свойствам. При выборе культуры проверяют, насколько хорошо она проявляет нужный признак.
В группе растений часть экземпляров созревает раньше других. Нужно закрепить раннее созревание в следующих поколениях. Для этого признак должен передаваться потомству, а выбранные растения должны дать семена.
Сначала сравним растения по срокам созревания и выделим те, которые созрели раньше. Это пример искусственного отбора: нужный признак определяет человек. Не следует выбирать растения только потому, что они крупнее или красивее, если цель — раннее созревание.
Затем оставим выбранные растения для размножения и получим новое поколение. Среди потомков снова определим, какие экземпляры созревают раньше. Повторение отбора помогает увеличить долю растений с нужной наследуемой особенностью.
Ответ: нужно отбирать рано созревающие растения и размножать их, повторяя отбор в последующих поколениях. Если раннее созревание не передаётся потомству, одним выбором родителей закрепить его не удастся. Поэтому оценивают не только сами растения, но и их потомство.
Один родитель отличается высокой урожайностью, другой устойчив к засухе. Требуется получить сорт, сочетающий оба качества. Одного отбора среди исходных растений может быть недостаточно, если нужные признаки находятся у разных форм.
Сначала скрестим растения, чтобы объединить наследственные особенности родительских форм. Такой подход называется гибридизацией. Она создаёт потомство с разными сочетаниями признаков, но не гарантирует, что каждый гибрид получит оба нужных качества.
Затем сравним потомков по урожайности и устойчивости к засухе. Оставим для размножения те растения, у которых проявились оба признака. Если признак наследуется неустойчиво, отбор повторяют среди следующих поколений.
Ответ: подходит гибридизация с последующим отбором потомства. Скрещивание объединяет наследственные варианты, а отбор помогает найти растения с нужным сочетанием. Для закрепления результата важно проверить, сохраняются ли качества у потомков.
При скрещивании двух линий растений гибриды оказались жизнеспособнее исходных форм. Это может быть проявлением гетерозиса — повышения жизнеспособности или продуктивности гибридов первого поколения. Нужно объяснить наблюдение и оценить, сохранится ли эффект при дальнейшем размножении.
Сопоставим гибриды с исходными линиями и убедимся, что преимущество связано со скрещиванием. Различия наследственных вариантов родительских форм могут дать гибридам удачное сочетание свойств. Такой результат называют гетерозисом, но он проявляется не при любом скрещивании.
Далее учтём, что при размножении гибридов их наследственные сочетания могут изменяться и расщепляться. Поэтому потомки способны различаться между собой и утратить часть преимущества первого поколения. Для сохранения эффекта часто используют повторное скрещивание исходных линий, а не размножают гибриды без проверки.
Ответ: повышенная жизнеспособность может объясняться гетерозисом. При размножении гибридов полезный эффект не обязательно сохраняется, поэтому потомство нужно оценивать. Для получения одинаковых гибридов вновь скрещивают подходящие родительские формы.
Ошибка — считать, что селекция создаёт признаки без наследственной изменчивости. Так думают, потому что связывают результат с намерением селекционера, а не с уже существующими наследуемыми различиями. Проверь себя: отбор может сохранять варианты, которые передаются потомству, но не заменяет источник изменчивости.
Ошибка — путать искусственный отбор с естественным. В обоих случаях одни организмы оставляют больше потомков, поэтому процессы кажутся одинаковыми. Различие в том, кто определяет направление: человек при искусственном отборе или условия среды при естественном.
Ошибка — использовать слова порода, сорт и штамм как взаимозаменяемые. Причина обычно в том, что все три понятия обозначают результат селекции. Проверь себя по объекту: породы создают у животных, сорта — у растений, а штаммы — у микроорганизмов.
Ошибка — ожидать, что любое скрещивание сразу даст устойчивый результат. Гибриды могут получить разные сочетания признаков, а полезное свойство не всегда сохраняется у потомков. Чтобы проверить себя, спроси, выявили ли нужный вариант и закрепили ли его отбором в следующих поколениях.
Чтобы понять селекцию, нужно знать о наследственности и изменчивости: первая объясняет передачу признаков, вторая даёт материал для отбора. Связь с эволюцией и естественным отбором помогает увидеть сходство процессов и различие в их направляющей силе. В природе отбор зависит от среды, а в селекции цели задаёт человек.
Селекционные методы используют в сельском хозяйстве, чтобы улучшать культурные растения и домашних животных. Они применяются и в биотехнологии, например при отборе микроорганизмов, производящих полезные вещества. Поэтому знания о селекции помогают понять, как получают организмы со свойствами, нужными человеку.
Почему селекцию называют эволюцией, направляемой человеком?
Селекционер выбирает организмы с нужными признаками и допускает их к размножению. Если признаки наследуются, они могут становиться более распространёнными в следующих поколениях. Направление изменений задаёт человек.
Чем искусственный отбор отличается от естественного?
При искусственном отборе организмы для размножения выбирает человек, исходя из своих целей. При естественном отборе преимущество получают организмы, лучше приспособленные к условиям среды. Поэтому направления этих процессов могут различаться.
Зачем селекционеру нужна наследственная изменчивость?
Она создаёт различия между организмами, некоторые из которых могут быть полезны человеку. Отбор сохраняет и усиливает именно такие наследуемые особенности. Без наследственных различий отбирать было бы нечего.
Чем порода отличается от сорта и штамма?
Порода — группа домашних животных, сорт — группа культурных растений, а штамм — культура микроорганизмов. У каждой такой группы наследственно закреплены определённые свойства. Название зависит от того, к какой группе организмов она относится.
Почему полезные признаки гибридов не всегда сохраняются в следующих поколениях?
При размножении гибридов наследственные сочетания признаков могут изменяться и расщепляться. Поэтому потомки не обязательно будут такими же однородными и жизнеспособными, как исходные гибриды. Чтобы закрепить нужные качества, селекционер отбирает потомство или использует подходящие родительские линии.
Селекция — эволюция, направляемая человеком
