29. Учение Чарлза Дарвина об искусственном отборе

Определения и обозначения

Искусственный отбор — выбор человеком особей с нужными признаками для размножения. Он позволяет направлять изменения домашних животных и культурных растений в желаемую сторону. Так человек создаёт породы и сорта, подходящие для своих целей. Например, можно отбирать растения с крупными плодами или животных с густой шерстью.

Наследственная изменчивость — различия между особями, которые могут передаваться потомству. Она необходима, потому что отбору нужно из чего выбирать: в группе должны быть разные наследуемые варианты признака. Если особенность не передаётся потомкам, отбор не сможет закрепить её в следующих поколениях. Поэтому одного различия между особями недостаточно.

Порода — созданная человеком группа домашних животных с общими наследственными признаками. Такие особенности закрепляются, когда для размножения снова и снова выбирают животных с нужными качествами. Порода не возникает от одного удачного скрещивания: признаки должны устойчиво передаваться потомству. Отбор помогает сохранять характерные черты породы.

Сорт — созданная человеком группа культурных растений с определёнными наследственными признаками. Его получают, выбирая растения с нужными особенностями, например крупными плодами, и размножая их. Чтобы сорт сохранял свои качества, отбор продолжают и в следующих поколениях. Таким образом, сорт тоже связан с наследованием и повторяющимся выбором.

Как это устроено

Чарлз Дарвин изучал разнообразие домашних животных и культурных растений. Даже внутри одной группы организмы могли заметно различаться по размеру, форме, окраске и другим признакам. Это разнообразие было важно: без исходных различий человеку нечего было бы выбирать. Дарвин видел, что многолетнее предпочтение одних вариантов может постепенно привести к появлению групп, непохожих на предков.

Материалом отбора служит наследственная изменчивость. В одной группе особи не совершенно одинаковы, и некоторые их различия передаются потомкам. Человек может выбрать особей с подходящим вариантом, но результат появится лишь тогда, когда этот вариант унаследуют их потомки. Если же признак обусловлен только условиями жизни и не передаётся, он не будет накапливаться поколение за поколением.

При методическом отборе человек заранее ставит цель и намеренно оставляет для размножения особей с желательными признаками. Например, заводчик выбирает наиболее густошёрстных овец, а затем получает от них потомство. Среди потомков снова отбирают подходящих животных. Повторение выбора повышает вероятность того, что нужный наследственный признак станет обычным в группе.

При бессознательном отборе человек не стремится вывести новую породу или сорт. Однако он может из поколения в поколение оставлять на разведение животных, которые лучше подходят для хозяйства, или сохранять семена от удобных ему растений. Причина накопления признаков та же: одни особи получают больше возможностей оставить потомство. Но выбор происходит без заранее сформулированной селекционной цели.

Отбор и скрещивание позволили получить множество пород животных и сортов растений, различающихся между собой и своими предками. Разнообразие домашних голубей, например, показывает, насколько разными могут стать представители одной исходной группы. Чтобы закрепить желательные сочетания признаков, выбирают подходящих родителей и скрещивают их. Затем отбирают потомков и продолжают работу в следующих поколениях.

Формы искусственного отбора

Сравнивая формы отбора, сначала выясните, была ли у человека специальная цель. Затем проверьте, как именно выбирали особей и повторялся ли выбор в поколениях. В обоих случаях речь идёт об искусственном отборе, если размножение зависит от действий человека.

Разбор задач

Задача 1

У заводчика есть овцы с разной густотой шерсти. Он оставляет для размножения наиболее густошёрстных животных. Нужно определить форму отбора и условие, необходимое для изменения признака у потомства. Обратим внимание на то, что заводчик намеренно выбрал конкретный признак.

1. Человек осознанно предпочитает овец с густой шерстью, значит, это методический отбор.
2. Сам выбор родителей ещё не гарантирует, что их потомство будет более густошёрстным.
3. Нужная густота шерсти должна быть наследственной, то есть передаваться от родителей потомкам.
4. Если потомки с нужным признаком тоже будут оставлены для размножения, его можно накапливать в следующих поколениях.

Ответ: это методический искусственный отбор. Чтобы признак изменялся в потомстве и закреплялся, густая шерсть должна наследоваться, а отобранные овцы — оставить потомство.

Задача 2

В течение многих поколений хозяева оставляли на семена самые крупные плоды, но не ставили цель создать новый сорт. Нужно объяснить, почему действия хозяев относятся к искусственному отбору, и назвать его форму. Здесь важно отличить наличие выбора от наличия специального замысла.

1. Семена сохраняют люди, поэтому размножение растений зависит от их действий.
2. Для получения семян предпочтение постоянно отдают растениям с крупными плодами.
3. Хозяева не стремятся вывести новый сорт и не формулируют такую цель.
4. Повторение выбора в поколениях может способствовать накоплению крупноплодности, если она наследуется.

Ответ: это искусственный отбор, потому что люди решают, от каких растений получить следующее поколение. Его форма — бессознательный отбор: выбор повторяется, но специальной цели создать сорт нет.

Задача 3

В первой группе растений крупные плоды появляются из-за условий выращивания и не передаются потомству. Во второй группе крупноплодные растения регулярно оставляют на семена, а признак наследуется. Определим, где отбор может привести к созданию сорта. Для этого проверим не только наличие выбора, но и наследуемость признака.

1. В первой группе крупный плод связан с условиями, а потомки не наследуют эту особенность.
2. Даже если отбирать такие растения, их потомство не будет устойчиво крупноплодным.
3. Во второй группе растения с крупными плодами выбирают для размножения, и признак передаётся потомкам.
4. Повторный выбор и размножение позволяют постепенно накапливать крупноплодность.

Ответ: сорт может быть создан во второй группе. Там соединены необходимые условия: наследственная изменчивость, выбор подходящих растений, получение от них семян и повторение отбора в поколениях.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что отбор сам создаёт нужные изменения. Так думают, потому что после отбора группа действительно становится более подходящей для цели человека. Но отбор только сохраняет уже существующие наследственные различия, а не порождает их направленно. Проверьте себя: спросите, какие варианты признака были у особей до выбора.

Ошибка: полагать, что достаточно выбрать особь с нужным признаком. Отдельная особь может не оставить потомства, а её признак может не наследоваться. Поэтому важно, чтобы выбранные организмы размножились и передали особенность потомкам. Для проверки проследите всю цепочку: выбор, размножение, наследование.

Ошибка: называть бессознательный отбор естественным. Путаница возникает потому, что человек не ставит специальной цели. Однако при бессознательном отборе именно его привычки или хозяйственные решения влияют на то, кто размножается. Проверьте, участвует ли человек в сохранении особей; если да, это не естественный отбор.

Ошибка: считать породу или сорт результатом одного поколения. Иногда кажется, что достаточно получить потомство от двух подходящих родителей. Но для устойчивости признаки должны передаваться и закрепляться у многих потомков. Проверьте, требуется ли повторный отбор: для формирования и поддержания породы или сорта он обычно необходим.

Связь с другими темами

Чтобы понять искусственный отбор, нужно знать, что особи одного вида различаются, а наследственные признаки переходят от родителей к потомству. Эти идеи объясняют, почему человек может выбирать производителей и получать изменения в их потомках. Искусственный отбор связан с селекцией — выведением пород животных и сортов растений. Сравнение с естественным отбором поможет понять эволюционное учение Дарвина: в обоих случаях закрепляются наследственные различия, но выбор происходит по-разному.

Что запомнить

• Искусственный отбор осуществляется при участии человека.
• Материал для отбора — наследственная изменчивость.
• Человек оставляет для размножения особей с нужными ему признаками.
• Методический отбор проводят целенаправленно.
• Бессознательный отбор происходит без заранее поставленной цели.
• Повторение отбора в поколениях приводит к накоплению признаков.
• Породы и сорта — результаты искусственного отбора.