§ 58. Искусственный отбор и его роль в увеличении биологического разнообразия на Земле

Определения и обозначения

Искусственный отбор — целенаправленный выбор человеком организмов с желательными наследственными признаками для размножения. Он позволяет постепенно менять свойства домашних животных, культурных растений и микроорганизмов. Для этого человек решает, какие особи оставят потомство.

Порода — созданная человеком группа домашних животных с общими наследственными признаками, устойчиво передающимися потомству. Например, животных одной породы могут разводить из-за нужных человеку особенностей продуктивности или внешнего вида. Понятие помогает отличать устойчивую группу от отдельных животных с похожими признаками.

Сорт — созданная человеком группа культурных растений с ценными наследственными признаками. К таким признакам могут относиться свойства плодов или устойчивость к определённым условиям. Название сорта показывает, что растения отбирали и размножали ради заданных человеку особенностей.

Штамм — культура микроорганизмов с определёнными наследственными свойствами, используемая человеком. Такие свойства могут быть важны, например, для практического применения микроорганизмов. Понятие позволяет обозначить группу, свойства которой сохраняются при размножении культуры.

Как это устроено

Искусственный отбор возможен потому, что особи одной популяции различаются, а часть этих различий наследуется. Если бы все организмы были одинаковыми по нужному признаку, выбирать было бы не из чего. Человек замечает наследственные варианты, полезные для его целей, и использует их как материал отбора.

Чтобы изменить состав потомства, человек влияет на то, какие особи размножаются. Выбранных производителей скрещивают или размножают, а остальным ограничивают возможность оставить потомство. Поэтому желательные наследственные особенности чаще встречаются в следующих поколениях, чем при свободном размножении всей группы.

Отбор должен быть направлен на наследуемые особенности, а не только на приобретённые изменения. Потомки могут получить от родителей наследственные варианты признаков, но не обязательно повторят результат тренировки или особого ухода. Если изменение возникло лишь из-за условий жизни и не передаётся по наследству, оно не закрепится таким отбором.

При длительном повторении отбора в потомстве накапливаются и закрепляются нужные сочетания наследственных признаков. Так группы организмов постепенно начинают отличаться от исходных форм. Результатом могут стать породы животных, сорта растений или штаммы микроорганизмов с устойчивыми свойствами.

Множество выведенных форм расширяет разнообразие организмов, используемых человеком. Однако это разнообразие зависит от человеческого выбора: люди решают, какие формы разводить и сохранять. Некоторые из них хорошо проявляют ценные свойства при уходе, но могут хуже выживать без него, потому что отбор не обязательно направлен на приспособленность к природной среде.

Сравнение естественного и искусственного отбора

Сравнивайте отборы по тому, кто определяет преимущество и какие особи оставляют потомство. Это помогает не путать причину отбора с его результатом: например, выживание в засуху само по себе ещё не показывает, искусственный отбор идёт или естественный. Важно выяснить, кто задаёт направление и почему выбранные особи размножаются чаще.

Разбор задач

В популяции домашних кур есть наследственные различия по яйценоскости. Заводчик оставляет для размножения кур, несущих больше яиц. Нужно определить тип отбора и признак, который становится его объектом. Для ответа важно установить, кто выбирает производителей и наследуется ли различие.

1. Заводчик целенаправленно выбирает особей, поэтому направление отбора задаёт человек.
2. Он оставляет потомство от кур с высокой яйценоскостью, а не просто от тех, кто лучше выживает в природной среде.
3. По условию различия наследственные, значит, выбранная особенность может передаваться потомкам.

Ответ: это искусственный отбор; его объект — наследственно обусловленная высокая яйценоскость. Если бы различие возникало только из-за временного ухода и не наследовалось, оно не стало бы устойчивым результатом отбора.

Из исходной популяции растений многие поколения отбирали экземпляры с крупными плодами. Требуется объяснить, почему одного выбора в одном поколении недостаточно для получения устойчивого сорта. Здесь нужно различать размер плодов у отдельных растений и наследование признака потомством.

1. Крупные плоды могут быть следствием наследственных особенностей, но могут зависеть и от условий выращивания.
2. Если крупный размер не передаётся потомству, отобранные растения не обеспечат устойчивого повторения признака.
3. Отбор проводят снова в следующих поколениях, выбирая растения, потомство которых сохраняет нужную особенность.

Ответ: одного поколения недостаточно, потому что нужно проверить наследуемость крупного размера и закрепить его повторным отбором. Устойчивый сорт формируется постепенно, а не появляется только от выбора нескольких крупных плодов.

Для получения сорта, устойчивого к засухе, выбирают растения, выжившие в сухих условиях. Нужно понять, является ли это искусственным отбором, и определить фактор, задающий направление. Само выживание в засуху встречается и при естественном отборе, поэтому одного описания признака недостаточно.

1. Выясняем, кто отбирает растения: если это человек, целенаправленно оставляющий их для размножения, отбор искусственный.
2. Учитываем, что выживание в сухих условиях служит критерием выбора, но не обязательно означает действие только естественного отбора.
3. Определяем направление по цели: человек стремится получить устойчивый к засухе сорт и сохраняет подходящие наследственные варианты.

Ответ: отбор искусственный, если растения выбирает и размножает человек ради получения сорта. Направление определяет цель человека, даже когда он использует выживание в природных условиях как признак для отбора.

Типичные ошибки

• Ошибка — думать, что человек непосредственно создаёт нужный наследственный признак. Так считают, потому что результат отбора выглядит как ответ на человеческую задачу, но отбор использует уже существующие наследственные различия и их сочетания. Проверьте себя вопросом: был ли у организмов материал для отбора до выбора производителей?

• Ошибка — приравнивать искусственный отбор к тренировке или изменению условий содержания. Их путают, потому что в обоих случаях человек воздействует на организм, однако приобретённое изменение не обязательно наследуется. Проверьте, передаётся ли особенность потомству без повторения тех же условий.

• Ошибка — считать, что искусственный отбор всегда улучшает приспособленность к жизни в природе. Это кажется логичным, если выбранный признак считают полезным вообще, но человек сохраняет то, что нужно ему, а не обязательно то, что помогает организму выживать самостоятельно. Проверьте, полезен ли признак вне ухода и условий, созданных человеком.

• Ошибка — полагать, что порода, сорт или штамм возникают за одно поколение. Отдельные особи могут обладать нужным признаком сразу, но устойчивость группы требует проверки наследования. Проверьте, сохраняется ли признак у потомков в нескольких поколениях отбора.

Связь с другими темами

Для понимания искусственного отбора нужны знания о наследственности, изменчивости и размножении: без различий, которые передаются потомству, отбор не даст устойчивого результата. С естественным отбором тема связана общим влиянием на состав популяций, но отличается действующим фактором и направлением. Эти понятия применяют при изучении селекции, сельского хозяйства и животноводства. Они также важны для сохранения генетического разнообразия организмов.

Что запомнить

• Искусственный отбор направляется потребностями человека.
• Материалом для отбора служит наследственная изменчивость.
• Человек оставляет для размножения организмы с желательными ему признаками.
• Устойчивые результаты отбора закрепляются в ряде поколений.
• Породы, сорта и штаммы — результаты искусственного отбора.
• Искусственный отбор увеличивает разнообразие созданных человеком форм, но может снижать их приспособленность к жизни без его участия.