Считается учение об искусственном отборе. Основные характеристики, виды и особенности этого понятия мы разберем в нашей статье.

Движущие силы эволюции

Согласно эволюционной теории, современные виды возникли в результате ряда адаптационных изменений диких животных. Под действием каких процессов это происходило? К ним относятся наследственная изменчивость и борьба за существование, следствием которых является естественный отбор. Суть последнего заключается в преобладающем выживании наиболее приспособленных видов. В природе он происходит и сейчас.

Характеристика искусственного отбора

Человек уже давно научился использовать отбор для получения видов с полезными свойствами. Для этого он сохраняет потомков самых производительных особей. Такой вид отбора называется искусственным. Его целью является выведение ценных в хозяйственном отношении растений и штаммов микроорганизмов.

Их формирование началось с приручения и выращивания диких видов. К примеру, все современные породы собак имеют единственного предка, которым является волк. Первоначально основной характеристикой искусственного отбора являлся его бессознательный характер. Это значит, что человек осуществлял его без определенной цели. Самых крупных особей животных он оставлял для размножения, а лучшие семена - для посева на следующий год. Менее ценные экземпляры использовались в пищу. Результаты такого процесса будут видны только через продолжительное время.

Как достигнуть появления новых признаков у самоопыляемых растений и животных, которые способны к самооплодотворению? В этом случае селекционеры применяют мутации - резкие скачкообразные изменения генотипа, которые возникают в результате действия определенных факторов. Их называют мутагенными. Это доказано опытным путем. Если проводить самоопыление растений с самыми крупными семенами, то полезные признаки не появляются даже спустя шесть поколений.

Более эффективным является сознательный отбор. Его еще называют методическим. При этом человек сознательно выводит искусственный вид с конкретными свойствами. Такой отбор ведется в ряду поколений, пока не будет достигнут желаемый результат.

Сравнительная характеристика искусственного и естественного отбора

Оба вида отбора имеют ряд сходных признаков. Их основой является наследственная изменчивость - свойство организмов передавать определенные признаки и особенности развития потомкам. В обоих случаях ценными оказываются свойства, которые повышают жизнеспособность особей. При естественном отборе виды, которые не имеют благоприятных изменений, погибают в результате борьбы за существование. А при искусственном они бракуются или уничтожаются.

Основной характеристикой искусственного отбора является непосредственное участие человека и высокие темпы получения результата. Необходимые изменения могут быть достигнуты за период от 10 до 20 лет. В природе эти процессы происходят сотни и даже миллионы лет.

Массовый отбор

Существует две формы искусственного отбора. Одним из них является массовый. В этом случае полезные свойства исходного материала определяются только на основе фенотипических признаков. Таким образом, человек визуально определяет, какие виды использовать для дальнейшего размножения и культивации.

Такой искусственный отбор - пример использования простых методов в селекции. Применяется он достаточно часто, однако имеет ряд недостатков. Несмотря на внешнюю схожесть, особи могут быть разнородны генетически: гетерозиготными или гомозиготными по доминантной аллели. В этом случае эффективность отбора значительно снижается. Ожидаемый результат появится только в случае скрещивания гетерозигот. Но в следующих поколениях проявление полезных признаков будет уменьшаться, поскольку будет увеличиваться число гомозиготных организмов.

Индивидуальный отбор

Эта форма имеет ряд преимуществ. Индивидуальный искусственный отбор, примеры которого мы рассматриваем, проводится с учетом генотипа исходного материала. Для этого применяют метод анализирующего скрещивания, а также изучения родословных.

После выбора родительских пар применяют систему скрещивания - гибридизацию. Она может осуществляться в пределах одного или разных видов. В любом случае селекционеры встречаются с рядом сложностей. Так, после ряда родственных скрещиваний повышается гомозиготность потомства. Следствием этого является вырождение, ослабление и гибель линии. Но этот метод является идеальным для получения чистых линий.

При неродственном скрещивании повышается первоначально гетерозиготность. Это приводит к появлению у потомков первого поколения гибридной силы. Такое явление называется гетерозис. Гибриды при этом имеют большую жизнеспособность по сравнению с родителями. Но в последующих поколениях этот эффект ослабевает.

Итак, к основным характеристикам искусственного отбора относятся направленная деятельность человека, быстрые темпы получения результата, учет особенностей генотипа отборочного материала.

Отбор основывается на изменчивости и наследственности. Многообразие культурных форм животных и растений происходит от единичных родоначальных форм. Породы и сорта отличаются по признакам, отражающим различные интересы человека. Это результат разнонаправленной естественной изменчивости и искусственного отбора, проводимого человеком. Природа поставляет последовательные изменения, а человек их суммирует в полезном для себя направлении, приспосабливая животных и растения к своим целям. Изменчивость дает только материал для отбора, новые же формы создаются человеком, накапливающим желательные для него изменения в ряду поколений.

Искусственный отбор – процесс создания новых пород животных и сортов культурных растений путем систематического сохранения особей с определенными, ценными для человека признаками и свойствами в ряде поколений при содействии их размножению.

Дарвин различает две формы искусственного отбора.

Бессознательный искусственный отбор. Наиболее ранняя форма селекционного процесса. Его сущность заключается в том, что человек не ставил перед собой цели улучшения своих одомашненных животных и выведенных культурных растений, но стремился сохранить для размножения лучших животных и лучшие семена. Тем самым уничтожались менее ценные животные и растения. Таким образом возникли тонкорунные овцы, ароматные розы, высокомасличные сорта подсолнечника и т.д.

Методический искусственный отбор проводится с конца XVIII века и заключается в том, что селекционер сознательно ставит перед собой определенную задачу и тщательно подбирает производителей, наиболее соответствующих целям, выбраковывая остальных. Методический отбор всегда творческий процесс, который приводит к образованию новых пород и сортов по заранее продуманному проекту.

В современном понимании искусственный отбор – способ создания человеком методом гибридизации (скрещивания) высокопродуктивных пород животных и сортов растений. Искусственный отбор основан на изоляции природных популяций и избирательном скрещивании организмов, обладающих признаками, желательными для человека.

Формами искусственного отбора являются:

Инбридинг – близкородственное скрещивание особей с целью сохранения и распространения желательных признаков. Однако длительный инбридинг приводит к снижению плодовитости, повышая число гомозиготных генотипов.

Аутбридинг – неродственное разведение – скрещивание особей из генетически различных популяций (обычно между различными сортами и линиями). Увеличение мощности гибридов обусловлено повышением гетерозиготности в результате смешения генов.

Принципы искусственного отбора.

Изменчивость и наследственность. Без изменчивости возникновение новых форм было бы невозможно, так как только изменчивость организмов дает новый материал для отбора.

Отбор и размножение небольшого числа «лучших», наиболее совершенных особей и устранение (элиминация) из процесса воспроизведения всех менее совершенных форм.

Накопление положительных изменений в результате повторяющихся в ряде поколений избирательного размножения только наиболее совершенных форм.

Искусственный отбор — способ, с помощью которого наряду с человек создал и создает высокопродуктивные породы животных и сорта культурных растений. В последнее время искусственный отбор применяется и для микроорганизмов, этим путем получены ценные , например, плесневых грибов, вырабатывающих пенициллин.

Впервые огромную роль этого процесса отметил Ч. . Сначала отбор был бессознательным: люди лишь сохраняли для самых молочных коров, более яйценоских кур и т. д. Еще в глубокой древности было подмечено, что качество потомства зависит от качеств родителей (отсюда пословица: «От худого семени не жди доброго племени»), поэтому стали подбирать производителей, скрещивать наиболее интересных для хозяйственных целей особей и производить отбор в их потомстве. Родословные лошадей, например, составлялись еще 6 тыс. лет назад в междуречье Тигра и Евфрата. Такой подход дал поразительные результаты. В самом деле, трудно поверить, что бульдог и борзая, овчарка и болонка ведут свое происхождение от волка. Оказывается, что одним собаководам требовалась собака сторожевая, другим — охотничья, третьим — ездовая, четвертым — пастушеская, а некоторым — просто для забавы.

Скотоводы разводили в одних местностях мясной скот, в других — молочный, использовали быков для вспашки и перевозок. В некоторых местах Африки скот разводят главным образом из-за огромных рогов, играющих роль своеобразной валюты. Растениеводы также отличались разнообразием вкусов, особенно прихотливых в цветоводстве.

Так появились многочисленные породы животных и сорта культурных растений, выведенные человеком. Впоследствии особенности пород поддерживали и усовершенствовали отбором тех производителей, которые наиболее соответствовали породному стандарту.

Повышая продуктивность размножаемых организмов, человек обращал внимание лишь на полезные ему признаки. В результате многие породы не могут размножаться без помощи человека: дикая банкивская курица несет не больше 25, а куры лучших пород несут более 300 яиц в год, но они практически утратили насиживания; эту функцию выполняет инкубатор. Зерна кукурузы плотно сидят в початке и закрыты листовыми обвертками, поэтому они не могут осыпаться. Естественно, без помощи человека такая кукуруза размножаться не сможет. Некоторые культурные растения вообще не образуют семян и размножаются лишь вегетативно, например культурный бессемянный банан или махровые цветы, у которых вместо тычинок развиваются лепестки. И наконец, вряд ли любое культурное растение или одомашненное животное устояло бы в со своими дикими родичами или другими конкурентами.

Лучшее доказательство этого — огромные затраты труда, которые вкладывают каждый год в борьбу с растениями, засоряющими посевы. Лишь немногие породы домашних животных могут одичать и занять свое место в дикой природе, как, например, мустанги в Америке, кролики в Австралии, а у нас — одичавшие собаки-дворняги, занявшие кое-где место истребленных волков.

Темпы , управляемой человеком, гораздо быстрее, чем в природе. Это объясняется тем, что искусственный отбор гораздо эффективнее естественного: человек сохраняет только те организмы, которые ему нужны, а в природе большинство полезных лишь несколько увеличивают вероятность выживания и . Часто породы домашних животных, полученные за немногие сотни, а то и десятки лет, отличаются друг от друга значительно более резко, чем виды и даже роды диких животных. Если бы такие формы нашли в диком состоянии, то они были бы описаны как новые виды и роды.

Путем искусственного отбора человек вывел разнообразные породы домашних собак от одного предка — волка: 1 — волк; 2 — ланка; 3 — водолаз; 4 — сенбернар; 5 — восточно-европейская овчарка; 6 — эрдельтерьер; 7 — сеттер; 8 — такса; 9 — деберманпннчер; 10 — чихуа-хуа; 11 — боксер; 12 — русская борзая; 13 — болонка; 14 — пудель.

14. Искусственный отбор и его формы

Под искусственным отбором понимают отбор, производимый человеком. Ч. Дарвин выделил несколько принципов, которые позволяют оценить искусственный отбор как творческую причину эволюции культурных форм. Все культурные формы животных и растений приспособлены человеком к его нуждам и прихотям. Большая часть одомашненных животных и окультуренных растений полезна в хозяйственном отношении как поставщики пищи и сырья для промышленности, меньшая часть служит для развлечения (декоративное цветоводство, спортивные лошади, голуби), охраны и охоты (собаки). Полезность домашних форм для человека является первым принципом искусственного отбора, целью и стимулом его осуществления. Постепенное усиление полезных признаков через отбор их носителей (особей) в последовательном ряду поколений – второй принцип искусственного отбора. Так, у растений расы отличаются друг от друга как раз такими признаками, по которым шел направленный отбор, например: весьма разнообразны листья капусты (как хозяйственно ценный признак) и сходны цветки у разных сортов этого растения, в то же время разнообразны цветки анютиных глазок (декоративный признак) и сходны их листья. Еще одним важным принципом искусственного отбора является чистопородное разведение и изоляция. Ключ к обьяснению того, что домашние формы являются полезными и совершенными, отмечает Ч. Дарвин, заключается во власти человека накапливать изменения путем отбора; природа доставляет последовательные изменения, человек слагает их в известных, полезных ему направлениях. В накоплении различий в ряду поколений состоит механизм действия искусственного отбора.

Изучение истории создания пород и сортов привело Ч.Дарвина к важному выводу, что большинство их имеют монофилетическое (от одного корня) происхождение.

Формы отбора . Выделяют бессознательный отбор и методический отбор. Бессознательный отбор известен с глубокой древности, когда человек сохранял наиболее ценных особей, уничтожая остальных: люди оставляли для размножения самых молочных коров, более яйценоских кур и т. д. Тогда же было подмечено, что качество потомства зависит от качества родителей. При выведении новых сортов растений или пород животных человек среди многих организмов отмечает такие, которые имеют новые, интересующие его признаки. Эти формы используются, то есть отбираются в качестве производителей, и в потомстве снова делается отбор особей, унаследовавших требуемый признак. Таким образом, человек методически отбирает особи с определенными признаками, накапливая из поколения в поколение наследуемые изменения. Отбор, в результате которого человек создает новые формы с определенной целью, называется методическим.

Обстоятельства, благоприятствующие искусственному отбору . Интенсивность искусственного отбора может быть различной, и Ч. Дарвин отмечает следующие обстоятельства, ему благоприятствующие: 1) значительную степень изменчивости (чем шире изменчивость, тем больше вероятность создания новых форм); 2) количество особей (чем больше особей, тем шире проявляется изменчивость, больше возможностей для отбора; 3) устранение нежелательных скрещиваний и тщательный подбор производителей; 4) накапливающее действие отбора, то есть усиление нужных признаков в поколениях.

Результативность действия искусственного отбора . Благодаря проведению искусственного отбора удается довольно быстро добиться желаемых результатов: например, если дикая корова дает примерно 700 литров молока в год, то домашние породы могут давать порядка 10000 и более литров молока в год; в результате умелого отбора выведены клоны кур, дающих 200-300 и даже более 500 яиц в год; выведенные человеком породы лошадей могут сильно различаться по скорости передвижения, перевозке тяжестей.

Таким образом, Ч. Дарвин в результате тщательного рассмотрения проблемы окультуривания определяет факторы эволюции культурных форм - изменчивость, наследственность, искусственный отбор. Это имело большое значение для дальнейшей разработки им на большом фактическом материале проблемы происхождения видов. Он делает предположение, что, быть может, сходным путем происходит образование видов и разновидностей в природных условиях. В этом случае требовалось установить наличие индивидуальной изменчивости у диких видов животных и растений. Требовалось приведение доказательства существования в природе направляющего фактора, действующего аналогично отбору, практикуемого человеком. Ч. Дарвин приступает к изучению этих вопросов.

От диких видов Дарвин доказал с помощью ряда аргументов. Например, дикие банкивские куры, распространённые в густых лесах Индии и Юго-Восточной Азии, не очень боятся человека, спят на деревьях и ветвях кустарников и при скрещивании с домашними курами дают нормальное потомство. Все это является доказательством того, что домашние куры произошли от диких банкивских кур (рис. 26). Именно таким путём Дарвин доказал, от каких диких видов произошли те или иные породы домашних животных и сорта культурных растений.

Д. К. Беляев

Дарвин не мог в то время экспериментально доказать возмож-ность одомашнивания диких животных путём искусственного отбора. Это впоследствии сделал русский учёный, академик Дмитрий Константинович Беляев. В ходе наблюдений за чёрно-бурыми лисицами он заметил, что по отношению к человеку они ведут себя по-разному. Оказалось, что животные одной группы были крайне агрессивными и бросались на человека, второй группы — хотели этого, но боялись, лисицы же третьей группы были спокойными.

Беляев отобрал из третьей группы лисиц самцов и самок и скрестил их между собой. Из полученного потомства учёный продолжал отбирать особей, быстро привыкающих к человеку. В результате искусственного отбора, проведённого среди нескольких поколений таких лисиц, были получены похожие на домашних собак, т. е. быстро привыкающие к человеку и отвечающие на ласку животные. Проведение искусственного отбора исходя из повадок животных привело к изменению их морфологических и физиоло-гических признаков. Так, в результате экспериментов были получены лисицы с отвислыми ушами и загнутым кверху хвостом. Дикие лисицы обычно дают потомство раз в год, а одомашненные — дважды: в декабре-январе и марте-апреле.

В процессе искусственного отбора человек старался улучшить полезные для него признаки и свойства растений и животных. Доказательством этого является создание мясных пород овец и свиней , сортов растений, не дающих семена, бесшёрстных пород собак, не способных летать против ветра павлиньих голубей и т.д.

Путём искусственного отбора созданы сорта низкорослой пшеницы , гороха, моркови, абрикоса, фисташки, перси-ка, граната, инжира, винограда, ореха, яблони и разнообразные сорта других растений.

Некоторые сорта растений и породы животных созданы на основе одного дикого вида, а другие — на основе нескольких диких видов. Например, различные породы собак получены от шакалов и волков , породы овец — от ряда их диких предков — архара , муфлона и аргали, породы кур — от дикой банкивской курицы, породы голубей — от дикого сизого скалистого голубя (рис. 25), породы крупного рогатого скота — от степных и лесных диких видов крупного рогатого скота, а сорта капусты — от дикого вида капусты.

Проводя искусственный отбор, человек ставит перед собой цель изменить не все признаки и свойства растений и животных, а только те, которые представляют для него интерес. Поэтому в результате искусственного отбора признаки и свойства организмов, не соответ-ствующие потребностям человека, остаются неизменными или незначительно изменяются согласно закону корреляции. Например, хотя разные сорта хлопчатника и различаются по скороспелости, урожайности, технологическим качествам волокна, все они сходны по строению цветка и корней. У анютиных глазок, наоборот, цветки разнообразные, а листья похожи, так как при выведении этого расте-ния учитывались эстетические потребности человека. Такое положе-ние можно наблюдать и у животных. Шерсть тонкорунных овец высоко ценится. Поэтому у овец разных пород шерсть резко различается. Этого нельзя сказать о крупном рогатом скоте.

1. отбор и сохранение организмов, пригодных для достижения поставленной цели;
2. исключение организмов, не соответствующих потребностям человека;
3. отбор родительских форм для скрещивания и получение из них нового потомства.

Методы создания новых сортов и пород в последующий после Дарвина период значительно усовершенствовались. В настоящее время при этом используются методы скрещивания родительских организмов, далёких друг от друга в систематическом и эколо-гическом отношении, получения мутантных организмов под воздей-ствием химических и физических факторов, пересадки гена, хромосомы и ядра из одной