"Биология. Общие биологические закономерности", Т. М. Ефимова, А. О. Шубин, Л. Н. Сухорукова
Селекция опирается на наследственные различия организмов: без них нельзя выбрать и закрепить признаки, полезные человеку. Исходным материалом могут быть культурные растения и животные, их дикие родственники, местные формы и коллекции. Искусственный отбор — это выбор организмов для размножения. При массовом отбирают группу по внешним признакам, а при индивидуальном проверяют, передаются ли нужные качества потомству.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Исходный материал для селекции — организмы и их наследственная изменчивость, используемые для создания новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Проще говоря, это организмы, среди которых можно найти наследуемые различия. Они нужны селекционеру, чтобы выбрать полезные варианты и использовать их при размножении.
Искусственный отбор — выбор человеком организмов с нужными признаками для размножения и получения потомства. Человек решает, какие качества считать полезными, например устойчивость растения к засухе или высокую молочную продуктивность животного. Так отбор помогает направлять изменение организмов в нужную сторону.
Массовый отбор — отбор группы особей по внешне заметным признакам без проверки наследования этих признаков потомством. При нём оценивают фенотип — проявление признаков организма, которое можно наблюдать. Этот способ позволяет быстро выбрать много особей, но сам по себе не показывает, передадут ли они нужное качество потомкам.
Индивидуальный отбор — отбор отдельных особей с проверкой наследственных особенностей по потомству. Потомков оценивают, чтобы определить, связано ли нужное качество с наследственностью, а не только с условиями жизни. Такой отбор требует больше времени, зато даёт более надёжную информацию о выбранном организме.
Селекция начинается с поиска исходного материала, потому что отбирать можно только среди уже имеющихся вариантов. Если все организмы одинаковы по нужному признаку, выбрать лучший вариант не получится. Поэтому селекционеру важно найти группу организмов, где признаки различаются и могут наследоваться. Чем разнообразнее исходный материал, тем выше вероятность обнаружить полезное сочетание качеств.
Наследственная изменчивость возникает, в частности, благодаря мутациям и сочетанию генов при половом размножении. Мутации меняют наследственный материал, а при образовании потомства гены родителей комбинируются по-разному. Поэтому потомки могут отличаться друг от друга и от родителей. Это разнообразие не появляется потому, что организмам «нужно» приспособиться: оно возникает, а селекционер затем выбирает подходящие варианты.
Источники исходного материала — не только готовые культурные сорта и породы. Полезные признаки могут встречаться у диких предков культурных организмов, у близких видов и в местных популяциях, то есть группах организмов одной местности. Например, местная форма может быть лучше приспособлена к климату своего региона. Коллекции растений и животных помогают сохранять разнообразие и сравнивать формы, которые могут содержать нужные наследственные особенности.
При искусственном отборе человек оставляет выбранных особей для размножения, а организмы с неподходящими признаками используют реже или не используют. Поэтому в следующих поколениях доля потомков с полезным качеством может увеличиваться. Сам отбор не создаёт наследственные изменения: он действует на уже существующие различия, а новые варианты возникают благодаря изменчивости. Результат зависит от того, насколько признак наследуется и насколько точно его оценивают.
| Признак сравнения | Массовый отбор | Индивидуальный отбор |
|---|---|---|
| Что отбирают | Группу особей | Отдельные особи |
| На основании чего отбирают | Внешне заметных признаков группы | Признаков конкретной особи |
| Проверяют ли наследование признака потомством | Обычно нет | Да, оценивают потомство |
| Число отбираемых особей | Много | Одну или несколько |
| Преимущества и ограничения | Быстрый отбор большого числа особей; наследуемость признака может остаться непроверенной | Надёжнее выявляет наследуемые качества; требует времени на оценку потомства |
Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, отбирают группу организмов или отдельных особей. Затем посмотрите, проверяют ли потомство: это главный признак, который отличает массовый отбор от индивидуального. Преимущество каждого способа оценивают с учётом цели и времени, которое есть у селекционера.
Задача 1. В группе растений выбрали несколько особей с крупными плодами и собрали с них семена. Определите вид отбора и выясните, что нужно проверить дальше.
Выбрали несколько растений по общему внешнему признаку — крупным плодам. Это отбор группы особей.
В условии не сказано, что потомство каждого растения оценивали отдельно. Значит, проверка наследования признака не проводилась.
Нужно вырастить растения из собранных семян и сравнить их плоды в сопоставимых условиях. Так можно установить, повторяется ли крупный размер у потомства.
Ответ: проведён массовый отбор. Дальше нужно выяснить, наследуется ли крупный размер плодов, поскольку на него могли повлиять условия выращивания родительских растений.
Задача 2. Из нескольких животных выбрали одну особь с высокой молочной продуктивностью, изучили показатели её потомства и оставили для размножения. Назовите вид отбора и объясните значение проверки потомства.
Выбрали одну конкретную особь, а не группу. Это указывает на индивидуальный отбор.
Показатели потомства изучали специально, чтобы выяснить, повторяется ли высокая продуктивность у потомков. Если качество проявляется у них, это служит доводом в пользу его наследственной природы.
Проверка помогает не принять результат хорошего кормления или содержания за наследственное преимущество. Поэтому отбор для размножения опирается не только на показатели самой особи.
Ответ: это индивидуальный отбор. Оценка потомства помогает установить, связано ли нужное качество с наследственностью и может ли оно передаваться следующим поколениям.
Задача 3. Селекционеру нужен сорт растения, устойчивый к засухе. Предложите, какие источники исходного материала изучить и как организовать отбор, чтобы не принять временное влияние условий за наследуемое различие.
Нужно искать разнообразные формы: местные сорта, культурные растения, диких предков и близкие виды. Среди них могут встретиться организмы, у которых устойчивость к недостатку воды выражена сильнее.
Кандидатов следует сравнивать в одинаковых условиях, чтобы различия не объяснялись тем, что одни растения получили больше воды или лучше освещались. Устойчивость оценивают по тому, насколько растение сохраняет рост и развитие при засухе.
После отбора нужно получить потомство выбранных растений и проверить его в сопоставимых условиях. Если нужный признак проявляется у потомков, есть основания считать его наследуемым.
Ответ: изучить культурные и дикие родственные формы, местные сорта и коллекции. Растения нужно сравнивать при одинаковых условиях, а наследование устойчивости проверять по потомству.
Ошибка: считать, что искусственный отбор создаёт наследственные изменения. Так думают, потому что после отбора доля полезного признака может увеличиться. Но отбор сохраняет уже имеющиеся варианты, а новые возникают благодаря изменчивости; проверь себя вопросом, появились ли новые признаки из-за отбора или были выбраны среди существующих.
Ошибка: принимать любой заметный признак за наследственный. Внешний вид зависит и от среды, поэтому одинаковые растения могут дать разные плоды при разных условиях выращивания. Чтобы проверить себя, спроси, оценивали ли потомство в сопоставимых условиях и проявился ли у него признак.
Ошибка: смешивать массовый и индивидуальный отбор. Оба способа включают выбор организмов, поэтому их легко перепутать, если смотреть только на признак. Проверь, оценивали ли потомство каждой выбранной особи: при массовом это обычно не делают, а при индивидуальном такую проверку проводят.
Ошибка: считать исходным материалом только готовые сорта и породы. Это заблуждение возникает из-за того, что именно культурные формы заметны в сельском хозяйстве. Но полезные признаки могут быть у диких родственных форм и местных популяций; для самопроверки вспомни, изучал ли селекционер источники за пределами культурных форм.
Для понимания отбора нужно различать наследственную и ненаследственную изменчивость. Наследственные различия связаны с генами и могут передаваться потомкам, а проявление признака также зависит от среды. Поэтому оценивать организм только по внешнему виду недостаточно: важно выяснить, сохраняется ли качество у потомства.
Эта тема служит основой для изучения селекции растений, животных и микроорганизмов. Поиск исходного материала и выбор особей применяют при создании новых сортов, пород и штаммов. Понимание массового и индивидуального отбора помогает разобраться, как селекционеры оценивают полезные качества и проверяют их наследование.
Почему селекционеру недостаточно выбрать растение с самым крупным плодом?
Размер плода зависит не только от наследственности, но и от условий выращивания: например, питания и количества воды. Нужно проверить, сохраняется ли крупный размер у потомства при сопоставимых условиях.
Чем массовый отбор отличается от индивидуального?
При массовом отбирают группу организмов по заметным признакам и обычно не проверяют потомство каждой особи. При индивидуальном выбирают отдельных особей и оценивают их потомство, чтобы выяснить, наследуется ли нужное качество.
Какие организмы могут служить исходным материалом для селекции?
Это культурные формы и их дикие предки, близкие виды, местные сорта и породы. Селекционеры также используют коллекции растений и животных, в которых собраны разные наследственные варианты.
Как понять, что полезный признак передаётся потомству?
Нужно получить потомство от выбранной особи и оценить, проявляется ли у него нужный признак. Проверку проводят в сопоставимых условиях, чтобы отличить наследственное сходство от влияния среды.
Создаёт ли искусственный отбор новые мутации?
Нет. Искусственный отбор сохраняет и размножает организмы с уже существующими полезными вариантами признаков. Новые варианты возникают благодаря наследственной изменчивости, в том числе мутациям.
§ 30. Исходный материал для селекции. Искусственный отбор
