"Биология. Общая биология. Профильный уровень", Захаров В.Б.
Породы животных и сорта растений — созданные человеком группы внутри видов, чьи наследуемые признаки полезны для хозяйства. Чтобы получить их, селекционеры используют наследственную изменчивость: выбирают организмы с нужными особенностями и размножают их. Отбор постепенно закрепляет признаки, а скрещивание помогает сочетать качества разных форм. При скрещивании неродственных линий гибриды первого поколения иногда оказываются особенно жизнеспособными и продуктивными.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Порода — устойчивая группа домашних животных, созданная человеком и обладающая наследуемыми хозяйственно ценными признаками. Порода — не отдельное животное, а группа особей, способных передавать характерные особенности потомству. Это позволяет разводить животных с предсказуемыми качествами, например с высокой молочной продуктивностью.
Сорт — созданная человеком группа культурных растений с наследуемыми признаками, отличающими её от других сортов того же вида. Отдельное растение может иметь особенности, но сортом называют не его одного, а группу с общими наследуемыми свойствами. Так можно получать урожай с нужными характеристиками.
Искусственный отбор — выбор человеком организмов с желательными наследственными признаками для размножения. В естественном отборе преимущество получают организмы, лучше выживающие и размножающиеся в окружающей среде; при искусственном критерии задаёт человек. Поэтому отбирают, например, животных с высокой продуктивностью или растения с ранним созреванием.
Гетерозис — повышенная жизнеспособность и продуктивность гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами. Гибриды получают при скрещивании организмов, различающихся наследственными особенностями. Гетерозис используют, когда нужно получить потомство, которое превосходит родительские линии по важным свойствам.
Создание породы или сорта начинается с изменчивости: особи одного вида не полностью одинаковы. Часть различий наследуется, потому что связана с особенностями генотипа — набора наследственной информации организма. Именно такие различия могут передаваться потомству и становиться материалом для селекции. Изменения, вызванные только условиями среды, сами по себе не гарантируют появления такого же признака у потомков.
Селекционер оставляет для размножения организмы с нужными наследственными особенностями. Их потомки снова оцениваются, и среди них также выбирают подходящих особей. Повторение этого процесса в нескольких поколениях увеличивает долю нужных наследственных вариантов в группе. Так признаки постепенно закрепляются и формируется порода или сорт.
При массовом отборе для размножения оставляют целую группу организмов, ориентируясь на их заметные признаки. Он удобен, когда нужно улучшить популяцию или сорт и не требуется прослеживать происхождение каждой особи. Индивидуальный отбор предполагает оценку конкретных организмов и их потомства. Он эффективнее, если признак нужно точно проверить на наследуемость или важно получить линию от выбранной особи.
Скрещивание позволяет объединять наследственные особенности разных организмов. Близкородственное скрещивание повышает вероятность того, что сходные наследственные варианты встретятся у потомков, поэтому его применяют для закрепления признаков; при этом оно может выявлять и нежелательные наследственные особенности. Скрещивание неродственных линий, напротив, создаёт новые сочетания наследственных вариантов. У гибридов первого поколения такие сочетания иногда обеспечивают гетерозис — преимущество по жизнеспособности или продуктивности.
Отбор и скрещивание применяют совместно, поскольку одно скрещивание не гарантирует получения нужного результата. Селекционер выбирает родительские формы, получает потомство и отбирает особей с подходящими сочетаниями признаков. Способ работы зависит от размножения организмов: например, у растений можно оценивать много потомков от одного растения, а у животных потомство обычно получают медленнее и в меньшем количестве. Проверка потомства показывает, действительно ли ценные особенности передаются по наследству.
| Способ или результат | Суть | Как используется | Возможный результат |
|---|---|---|---|
| Массовый отбор | Выбор группы организмов по заметным признакам. | Отбирают многих подходящих особей и размножают их. | Улучшение группы или сорта по выбранному признаку. |
| Индивидуальный отбор | Оценка конкретных особей и их потомства. | Размножают выбранную особь и проверяют наследование признака. | Линия с подтверждённым наследуемым свойством. |
| Близкородственное скрещивание | Скрещивание близких по родству организмов. | Используют для закрепления нужных признаков в линии. | Признак может проявляться устойчивее; возможны нежелательные последствия. |
| Скрещивание неродственных форм | Получение потомства от разных линий или форм. | Объединяют их наследственные особенности. | Потомство может сочетать ценные признаки родителей. |
| Гетерозис | Преимущество гибридов первого поколения перед родителями. | Оценивают гибриды, полученные при скрещивании линий. | Повышенная жизнеспособность или продуктивность. |
Таблица помогает сопоставить, что именно делают селекционеры и какого результата ожидают. Обратите внимание: гетерозис — не способ скрещивания, а возможный результат получения гибридов. Выбор метода зависит от цели и от того, насколько точно нужно подтвердить наследование признака.
Задача 1. В стаде животных встречаются особи с разной молочной продуктивностью. Нужно предложить, каких животных оставлять для размножения, чтобы повысить продуктивность стада. Одной высокой продуктивности отдельного животного недостаточно: она могла зависеть от кормления или условий содержания. Поэтому важно выяснить, передаётся ли это свойство потомству.
Ответ: оставлять высокопродуктивных животных, а результат проверять по потомству и повторять отбор в следующих поколениях.
Задача 2. У растений одного сорта различаются сроки созревания. Требуется получить линию с более ранним созреванием и проверить результат. Различия могут быть связаны как с наследственностью, так и с неодинаковыми условиями роста. Поэтому надо отбирать отдельные растения и проверять их потомков в сопоставимых условиях.
Ответ: провести индивидуальный отбор раннеспелых растений, отдельно размножить их и проверить раннее созревание у потомков.
Задача 3. Две неродственные линии растений имеют разные ценные признаки. Нужно получить потомство, сочетающее эти признаки, и объяснить, почему гибриды первого поколения могут быть продуктивнее. Простое размножение каждой линии по отдельности не объединит их наследственные особенности. Для этого требуется скрещивание с последующим отбором.
Ответ: скрестить неродственные линии и отобрать подходящие гибриды; их повышенная продуктивность может проявиться как гетерозис.
Ошибка: считать, что отбор сам создаёт наследственные изменения. Так думают, потому что после отбора группа действительно меняется. Однако отбор увеличивает долю уже имеющихся наследственных вариантов, а не направленно изменяет организм. Проверка: спросите себя, были ли нужные различия у организмов до отбора.
Ошибка: приравнивать породу или сорт к виду. Названия пород и сортов воспринимаются как названия больших самостоятельных групп. Но это созданные человеком группы внутри видов, которые различаются отдельными наследуемыми свойствами. Проверка: порода объединяет домашних животных одного вида, а сорт — культурные растения одного вида.
Ошибка: считать любой признак наследственным. Внешний облик зависит не только от генотипа, но и от среды, поэтому высокое растение или продуктивное животное не обязательно передаст это качество потомкам. Ошибку допускают, когда оценивают только сам организм. Проверка: выращивайте потомство выбранных особей в сопоставимых условиях и наблюдайте, сохраняется ли признак.
Ошибка: полагать, что гетерозис обязательно сохранится в следующих поколениях. Преимущество гибридов первого поколения не означает, что все потомки будут такими же. При размножении сочетания наследственных вариантов меняются, поэтому эффект часто ослабевает. Проверка: сравнивайте продуктивность каждого поколения отдельно, а не переносите вывод о первом поколении на всех потомков.
Для понимания селекции нужны знания о наследственной и ненаследственной изменчивости, а также о генотипе и фенотипе: они помогают отличить передаваемый признак от влияния среды. Законы наследования и знания о скрещивании объясняют, какие особенности могут появиться у потомства. Позже эти представления пригодятся при изучении биотехнологии и генетической инженерии, а также при обсуждении сохранения разнообразия культурных растений и домашних животных.
Чем порода отличается от сорта?
Порода — созданная человеком группа домашних животных с наследуемыми особенностями, а сорт — группа культурных растений с характерными наследуемыми признаками. И порода, и сорт относятся к одному виду, а не образуют отдельные виды.
Почему искусственный отбор не может закрепить признак, который не передаётся по наследству?
Отбор влияет на то, какие организмы оставляют потомство, но потомкам передаются только наследственные особенности. Если признак возник лишь из-за условий среды, потомство может его не унаследовать. Поэтому результат проверяют по потомкам.
Чем массовый отбор отличается от индивидуального?
При массовом отборе выбирают группу организмов по заметным признакам и размножают её. При индивидуальном оценивают конкретные особи и, как правило, проверяют их потомство. Второй способ помогает точнее установить, наследуется ли нужное свойство.
Зачем селекционеры скрещивают разные линии?
Скрещивание позволяет объединить наследственные особенности двух линий, например раннее созревание одной и устойчивость другой. Потомство оценивают и отбирают особей, у которых нужные качества сочетаются.
Почему гетерозис чаще всего проявляется у гибридов первого поколения?
У гибридов первого поколения сочетаются наследственные варианты двух родительских линий, что может повышать жизнеспособность и продуктивность. В следующих поколениях признаки расщепляются и сочетания меняются, поэтому первоначальное преимущество часто ослабевает.
11.1. Создание пород животных и сортов растений
