"Биология. Общие закономерности", Мамонтов С.Г., Захаров В.Б.
Селекция помогает создавать новые и улучшать существующие сорта растений, породы животных и штаммы микроорганизмов. Для этого человек выбирает организмы с полезными наследственными признаками, скрещивает их и проверяет, передаются ли нужные свойства потомству. Массовый и индивидуальный отбор применяют по-разному, а гибридизация позволяет сочетать признаки родительских форм. Методы работы зависят от размножения организмов; у гибридов первого поколения иногда проявляется гетерозис.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Селекция — наука о создании новых и улучшении существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Сорт, порода и штамм — группы организмов с определёнными наследственными свойствами. Селекция нужна, чтобы получать организмы с качествами, важными человеку, например высокой урожайностью или устойчивостью к болезни.
Искусственный отбор — выбор человеком организмов с нужными наследственными признаками для размножения. Потомки выбранных особей могут унаследовать эти признаки, поэтому отбор постепенно меняет свойства группы организмов. Он отличается от естественного отбора тем, что его направление задаёт цель человека.
Гибридизация — скрещивание организмов, различающихся по наследственным признакам, для получения потомства с новыми сочетаниями этих признаков. Например, можно скрестить форму с высокой урожайностью и форму, устойчивую к болезни. Полученные сочетания нужно проверять: потомство не обязательно унаследует оба полезных свойства.
Гетерозис — повышенная жизнеспособность и продуктивность гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами. Это явление может быть полезно, когда требуется получить сильное или продуктивное потомство. Гетерозис проявляется не у всех гибридов и не обязательно сохраняется при их дальнейшем размножении.
Селекционная работа начинается с изучения разнообразия исходных организмов, потому что полезные наследственные варианты уже могут встречаться в природе или существующих сортах и породах. Селекционер определяет, какие признаки нужны: например, устойчивость растения к засухе или высокая продуктивность животного. Затем подбирают особей, у которых эти свойства выражены, и выясняют, наследуются ли они. Без такой проверки внешний признак можно ошибочно принять за устойчивое наследственное качество.
При массовом отборе выбирают сразу группу организмов, подходящих по внешнему виду, и используют их для получения следующего поколения. Такой способ проще, когда нужный признак хорошо заметен у многих особей, например крупные плоды. При индивидуальном отборе каждую выбранную особь рассматривают отдельно и оценивают её потомство. Это помогает понять, передаётся ли признак наследственно, хотя требует больше времени и наблюдений.
Гибридизация объединяет наследственные особенности разных родительских форм, поэтому позволяет получить варианты, которых не было у каждой формы по отдельности. Но при скрещивании возникают разные сочетания признаков, и не все потомки окажутся подходящими. Поэтому после гибридизации отбирают растения или животных с нужными свойствами и проверяют их потомство. Последовательный отбор помогает сохранить удачное сочетание, а само скрещивание само по себе его не закрепляет.
У растений можно использовать самоопыление — перенос пыльцы на рыльце пестика того же растения или другого растения той же линии — и перекрёстное опыление между разными растениями. Это даёт селекционеру разные способы получать потомство и контролировать скрещивание. Гибридные растения сравнивают по признакам, а затем проверяют, передаются ли нужные свойства их потомкам. У животных скрещивание требует подбора пары, а ценные качества производителя часто устанавливают по потомству, потому что внешний вид родителя не раскрывает полностью его наследственные особенности.
Сравнивайте столбцы, чтобы увидеть, как один и тот же общий метод зависит от особенностей размножения и оценки потомства. В таблице указаны основные применения, а не единственные возможные способы работы. Ограничения напоминают, почему селекционеру важно проверять наследование признаков.
| Метод или особенность | Применение у растений | Применение у животных |
|---|---|---|
| Искусственный отбор | Выбирают растения с полезными признаками и используют их семена или вегетативное размножение. | Оставляют для размножения животных, обладающих нужными качествами. |
| Массовый и индивидуальный отбор | Массово выбирают группу по внешнему виду; индивидуально оценивают растение и его потомство. | Выбирают группу животных или отдельно оценивают особь и качества её потомства. |
| Гибридизация | Скрещивают растения разных линий, используя самоопыление или перекрёстное опыление. | Подбирают пары животных с различающимися полезными наследственными свойствами. |
| Оценка наследственных качеств потомства | Проверяют, проявляются ли нужные признаки у потомков отобранного растения. | Сравнивают потомство разных производителей, чтобы оценить передачу признаков. |
| Возможный результат и ограничение метода | Можно получить сочетание полезных признаков, но внешний вид не доказывает их наследуемость. | Можно улучшать качества потомства; результат зависит от наследования и подбора пары. |
Задача 1. Селекционер выбрал несколько растений с крупными плодами и получил от них семена. Нужно определить метод и его ограничение. В условии говорится о группе выбранных растений и оценке по внешнему признаку, а проверка потомства не описана.
Ответ: применён массовый отбор. Его ограничение в том, что выбор только по внешнему виду не позволяет точно установить наследуемость крупноплодности.
Задача 2. Две родительские линии растений различаются устойчивостью к болезни и урожайностью. Нужно предложить общий план, чтобы получить потомство с обоими признаками. Одного выбора «лучшей» линии недостаточно: каждая из них имеет только одно из нужных свойств. Поэтому потребуется объединить признаки скрещиванием и проверить результат.
Ответ: нужно скрестить линии, затем отобрать потомков с устойчивостью и высокой урожайностью и проверить передачу признаков следующим поколениям. Если сочетание не наследуется устойчиво, отбор продолжают.
Задача 3. В первом поколении гибриды животных продуктивнее родительских форм, но при размножении гибридов между собой преимущество не сохраняется. Требуется объяснить наблюдение и предложить способ использования таких животных. Сравнение с родительскими формами и указание на первое поколение — признаки, важные для распознавания явления.
Ответ: это проявление гетерозиса. Таких гибридов можно использовать для получения продукции, но не считать автоматически стабильной племенной линией, сохраняющей преимущество в следующих поколениях.
Ошибка: считать искусственный отбор разновидностью естественного. Их путают, потому что в обоих случаях одни организмы оставляют больше потомства, чем другие. Различие в направлении: при искусственном отборе организмы выбирает человек по нужным ему признакам. Проверь себя вопросом: кто определяет, какие особи будут размножаться?
Ошибка: приравнивать массовый отбор к индивидуальному. В обоих случаях оценивают признаки организмов, поэтому методы легко смешать. При массовом отбирают группу, а при индивидуальном отдельно изучают особь и её потомство. Чтобы проверить ответ, посмотри, упоминается ли оценка потомков конкретного организма.
Ошибка: полагать, что любой гибрид обязательно обладает гетерозисом. Сам факт скрещивания ещё не означает, что гибриды станут продуктивнее или жизнеспособнее родителей. Гетерозис — возможный результат, а не обязательное свойство всех гибридов. Проверка простая: сравнить показатели гибридов первого поколения с показателями обеих родительских форм.
Ошибка: считать, что скрещивание само закрепляет желаемый признак. При гибридизации у потомков возникают разные сочетания признаков, поэтому подходящими могут оказаться не все особи. Эту ошибку допускают, если принимают получение гибридов за завершение работы. Проверь себя: предусмотрены ли в плане последующий отбор и проверка наследования признака?
Чтобы понять селекцию, нужно знать, что такое наследственность и изменчивость, а также различать генотип — наследственную основу организма — и фенотип, то есть наблюдаемые признаки. Эти понятия объясняют, почему внешнее сходство не всегда гарантирует передачу свойства потомству. Закономерности наследования помогают понять, какие сочетания признаков могут появиться после скрещивания.
Селекция применяет знания генетики на практике: её методы используют при выведении сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Сельское хозяйство получает от неё организмы с нужными человеку свойствами. Поэтому отбор и скрещивание связаны не только с биологией, но и с задачами производства продуктов и сырья.
Чем искусственный отбор отличается от естественного?
При искусственном отборе направление задаёт человек: он оставляет для размножения организмы с нужными ему признаками. Естественный отбор происходит без такого целенаправленного выбора и связан с выживанием и размножением в определённых условиях среды.
Чем массовый отбор отличается от индивидуального?
При массовом отборе выбирают группу особей по заметным признакам, например по размеру плодов. При индивидуальном оценивают отдельный организм и, чтобы проверить наследование признака, изучают его потомство.
Зачем селекционеры скрещивают организмы с разными признаками?
Скрещивание позволяет объединить в потомстве наследственные признаки разных родительских форм. Затем потомков отбирают и проверяют, потому что нужное сочетание может проявиться не у всех и не всегда закрепляется.
Почему при селекции животных важно оценивать потомство производителя?
Внешний вид животного не всегда показывает, какие наследственные признаки оно передаст потомкам. Оценка потомства помогает выявить производителей, от которых чаще получают животных с нужными качествами.
Что такое гетерозис и всегда ли он сохраняется в следующих поколениях?
Гетерозис — повышенная жизнеспособность или продуктивность гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами. Он проявляется не у всех гибридов и может не сохраняться при их размножении между собой.
44. Методы селекции растений и животных
