Забезпечення населення Землі продуктами харчування -одна з найважливіших і найбільш гострих сучасних проблем. Досить згадати, що приблизно 12% жителів планети страждають від нестачі харчування, а близько мільярда людей хронічно голодують. Виведення нових високопродуктивних сортів рослин і створення порід сільськогосподарських тварин може допомогти у вирішенні даної проблеми. Саме такими завданнями і займається селекція. У даній статті ми розглянемо її основні методи, а також з'ясуємо, якими є стосунки між штучним відбором і селекцією тварин, рослин і мікроорганізмів.
Сучасна селекція і її завдання
Нагодувати населення країни - основний пріоритетпрактичної науки, що займається збільшенням продуктивності сучасних сортів і порід, а також створенням нових їх форм, які покликані задовольнити нагальні потреби як сільського господарства, так і різних галузей харчової промисловості. Як підкреслював великий російський вчений-генетик М. І. Вавілов, вивчення особливостей відносини між штучним відбором і селекцією вкрай необхідно для вибору потрібної форми, а також при проведенні гібридизації. Н. І. Вавилов особливу роль надавав різноманітності генотипів особин, які є основою селекційних дослідів. Ще одна найважливіша завдання, що стоїть перед наукою, - охорона генного матеріалу диких видів рослин і тварин, чиї генотипи служать сховищем цінних ознак і властивостей.
Чарльз Дарвін і його вчення про штучному відборі
Щоб зрозуміти, якими є стосунки міжштучним відбором і селекцією, давайте розберемося, що ж являє собою сам штучний відбір і яка його роль у виведенні нових порід домашніх тварин і сортів культурних рослин. Згадаймо, що Чарльз Дарвін визначив штучний відбір як вид людської діяльності, спрямований як несвідомо, так і з певною метою на збереження найбільш продуктивних особин і отримання від їх схрещування великої кількості нащадків. Методична форма штучного відбору в даний час є одним з головних інструментів в арсеналі селекціонерів-практиків.
Як це не сумно, але властивості і ознаки,вибрані як корисні і потрібні для людини, в більшості випадків виявляються індиферентними і навіть шкідливими для самих рослин або тварин. Живі організми стають заручниками потреб і примх людини. Наприклад, широко відомі голландські породи великої рогатої худоби, що дає до 14 тисяч літрів молока на рік, не можуть існувати без спеціальних кормів і ретельного догляду. Ще один приклад: пташенята турманів - декоративної породи голубів - не здатні самостійно пробити шкаралупу яйця, так як в результаті штучного відбору довжина дзьоба птахів сильно редукувати, а ось їх здатність до складних шкереберть під час польоту, навпаки, стала дуже високою. Крім цього, встановлено, що зниження життєздатності як рослинних, так і тваринних організмів коррелятивно пов'язано з підвищенням модифікаційної мінливості організмів.
Форми штучного відбору і їх ефективність
Продовжуючи розглядати питання, які стосункиміж штучним відбором і селекцією, розглянемо дві його форми: індивідуальну і масову. Перша з них дає найкращі практичні результати, так як для досліджень залишають одиничних особин з найбільш перспективними генотипами і зовнішніми ознаками. Генофонд таких організмів визначають за допомогою генеалогічного методу, а також аналізує і поворотного схрещувань. Масовий вид відбору менш перспективний через деяких недоліків, наприклад, група фенотипически однорідних особин може виявитися як гомо- так і гетерозиготними. Схрещуючи останні між собою, селекціонер спочатку може домогтися швидкого прояву бажаних ознак, але в ході подальших схрещувань буде спостерігатися збільшення частоти народження гомозиготних особин, що призводить до зниження показників селекційної роботи.
результати відбору
Індивідуальний, а також масовий штучнийвідбір і селекція можуть використовувати результати обох форм мінливості: як мутаційної, так і модификационной. Це дозволяє вченим створювати породи і сорти з заздалегідь очікуваними ознаками і властивостями. Спеціально підібрані батьківські пари, до яких застосовують різні форми гібридизації, забезпечують поява потомства з прогнозованими фенотипическими ознаками.
Відмінності штучного відбору від селекції
Розглядаючи методи виведення нових порід ісортів, які використовуються дослідниками, можна простежити загальні риси, а саме застосування нерідного схрещування і явища гетерозису, а також аналізують форм схрещування. Це наводить на думку, що штучний відбір і селекція - одне і теж. Насправді такі прийоми селекції, як, наприклад, індукований мутагенез, реціпроктних схрещування, перенесення генного матеріалу, біотехнологічні методи, значно складніше і ширше, ніж прийоми штучного відбору.
Ці види селекційної роботи призводять до появираніше не існують в природі генномодифікованих організмів, чиї властивості на кілька порядків вище, ніж у існуючих біологічних видів. Наприклад, генномодифіковані сорти картоплі, чиї геноми містять молекули ДНК, виділені з хромосом колорадського жука, є стійкими до багатьох шкідників і не уражаються фітофторою.
Різноманітність вихідних форм - основа селекційної роботи
Знайомство з сімома районами Землі, які єцентрами походження і одомашнення сільськогосподарських рослин і тварин, допомагає в з'ясуванні питання, які стосунки між штучним відбором і селекцією. Велика колекція насіння (близько 1600 видів рослин), зібрана в експедиціях академіка М. Вавилова, до сих пір є головним селекційним матеріалом, застосовуваним вченими різних країн в практичній роботі по виведенню нових сортів з унікальними ознаками. Потрібно відзначити, що всі центри походження культурних форм територіально й історично пов'язані з першими людськими цивілізаціями, які займалися в ті давні часи землеробством і скотарством.
Практичне застосування результатів селекції
Спільними зусиллями міжнародних селекційнихорганізацій і науково-дослідних інститутів в даний час виведено велику кількість нових сортів, порід і штамів, а також створені організми, які раніше не жили на Землі. Наприклад, методом віддаленої гібридизації був створений гібрид капусти і суріпиці, названий ріпаком. В даний час це одне з головних рослин-медоносів. Воно також широко використовується в якості цінного зеленого корму.
Не будемо забувати, що в основі створення новихселекційних методів лежить штучний відбір. Селекція, приклад результатів якої ми привели раніше, сприяла розвитку таких перспективних галузей, як генна та клітинна інженерія, а також біотехнологія. Більше чотирьох тисяч сортів пшениці, близько восьми тисяч форм тюльпанів, 25 тисяч сортів основних харчових рослин: рису, картоплі, кукурудзи, соняшнику - реальний внесок селекції в розвиток світового виробництва продуктів харчування.
Біотехнологія і її роль в народному господарстві
Ця галузь науки як основи для своїхдосліджень також використовує штучний відбір. Селекція мікроорганізмів раніше проводилася людиною несвідомо і застосовувалася в основному в хлібопеченні, в технології виробництва вина і сиру. У 20 столітті, названому ерою антибіотиків, біотехнологія мікроорганізмів стала широко використовуватися для виведення високопродуктивних штамів, що виробляють пеніцилін і його похідні. В даний час велика перспектива відкривається для виведення штамів грибів, водоростей і найпростіших, здатних до біологічного очищення води та грунту.
У даній статті ми з'ясували, які відносини між штучним відбором і селекцією, а також визначили їх роль в боротьбі з дефіцитом продуктів харчування у населення нашої планети.
