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. Для обоснования исторического принципа развития живой природы Дарвин глубоко изучил многовековую практику земледелия и животноводства и пришел к выводу: многообразие пород домашних животных и возделываемых сортов растений является результатомизменчивости, наследственности и искусственного отбора.

Искусственный отбор осуществляется человеком и может быть двояким: сознательным (методическим) - в соответствии с поставленной целью, какую намечает себе селекционер, и бессознательным, когда человек не ставит перед собой Цели по выведению породы или сорта с заранее заданными свойствами, а просто устраняет менее ценные особи и оставляет на племя лучшие. Бессознательный отбор проводился человеком на протяжении многих тысячелетий: даже дикари во время голода оставляли на племя более полезных животных, а убивали менее ценных. В неблагоприятные периоды первобытный человек в первую очередь употреблял нележкие плоды или более мелкие семена и в этом случае также совершал отбор, но бессознательный. Во всех случаях такого отбора сохранились наиболее продуктивные формы животных и более урожайные сорта растений, хотя человек здесь выступал как слепой фактор отбора, каким может быть любой другой фактор среды. .1

Многовековой практикой искусственного отбора были выведены многие ценные формы. В частности, к середине XIX в. в сельскохозяйственной практике зарегистрировано более 300 сортов пшеницы, в пустынях Северной Африки возделывалось 38 разновидностей финиковой пальмы, в Полинезии - 24 формы хлебного дерева и столько же сортов банана, в Китае - 63 сорта бамбука. Винограда насчитывалось около 1000 сортов, крыжовника - более 300, около 400 пород крупного рогатого скота, 250 пород овец, 350 пород собак, 150 пород голубей, много ценных пород кроликов, кур, уток и др. Сторонники постоянства видов считали, что каждый такой сорт или порода ведет начало от своего прямого предка. Однако Дарвин доказал, что источник многообразия пород животных и сортов культурных растений - один или небольшое число диких предков, потомки которых были преобразованы человеком в разных направлениях сообразно его хозяйственным целям, вкусам и интересам. При этом селекционер использовал присущую отбираемым формам наследственную изменчивость.

Дарвин выделял изменчивость определенную (теперь называется модификационной) и неопределенную. При определенной, или групповой, изменчивости все или почти все потомство особей, подвергавшихся действию одинаковых условий, изменяется в одном направлении; например, при нехватке пищи животные теряют в массе, в холодном климате шерсть у млекопитающих более густая 1 т. д. Неопределенная, или индивидуальная, изменчивость появляется в бесконечно разнообразных, часто едва заметных, случайных, разнонаправленных отклонениях отельных особей, живущих вместе, в пределах одного орта, одной породы, одного вида. В настоящее время эту форму изменчивости называют генотипической. Изменчивость передается потомству не только при половом размножении, но и при вегетативном: нередко у растения вырастают побеги с новыми свойствами или развиваются почки, из которых формируются плоды с новыми качествами (виноград, крыжовник) - результат мутации в соматической клетке почки.

В явлениях изменчивости Дарвин открыл ряд важных закономерностей, а именно: при изменении одного какого-либо органа или признака возможно изменение других. Например, на участке прикрепления упражняемой мышцы к кости развивается гребень, у болотных птиц шея удлиняется одновременно с удлинением конечностей, толщина волоса у овец изменяется соответственно с увеличением толщины кожи. Такая изменчивость называется соотносительной или коррелятивной. На основе коррелятивной изменчивости селекционер может предсказать те или иные уклонения от первоначальной формы и проводить отбор в желаемом направлении.

Естественный отбор в отличие от искусственного осуществляется в самой природе и состоит в отборе в пределах вида наиболее приспособленных особей к условиям конкретной среды. Дарвин открыл известную общность в механизме искусственного и естественного отбора: при первой форме отбора в результаты воплощается сознательная или неосознанная воля человека, при второй - господствуют законы природы. В том и другом случае создаются новые формы, однако при искусственном отборе, несмотря на то что изменчивость затрагивает все органы и свойства животных и растений, полученные породы животных и сорта растений сохраняют признаки, полезные для человека, но не для самих организмов. Напротив, естественный отборсохраняет особи, у которых изменения полезны для их собственного существования в данных условиях.

В природе постоянно наблюдается определенная и неопределенная изменчивость. Ее интенсивность здесь менее выражена, чем у домашних форм, так как изменение природной среды происходит малозаметно и чрезвычайно медленно. Возникающая качественная неоднородность особей внутри видов как бы выводит на эволюционную арену множество "претендентов", предоставляя естественному отбору браковать менее приспособленных к выживанию. Процесс природной "выбраковки", по Дарвину, осуществляется на основе изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора. Материал для естественного отбора поставляет неопределенная (генотипическая) изменчивость организмов. Именно по этой причине потомство любой пары диких (как, впрочем, и домашних) организмов оказывается неоднородным. Если изменения полезны, это повышает шансы на выживание и продолжение рода. Всякое вредное для организма изменение неукоснительно приведет к его уничтожению или невозможности оставить потомство. Выживание или гибель особи - конечный итог "борьбы за существование", которую Дарвин понимал не в прямом, а в переносном смысле. Он различалтри формы борьбы за существование:

А) внутривидовую - наиболее ожесточенную, так как особи одного вида нуждаются в сходных источниках питания, которые к тому же ограничены, в сходных условиях для размножения, одинаковых убежищах;

В) борьбу живых организмов с факторами неживой природы - условиями внешней среды при засухе, наводнениях, ранних заморозках, выпадении града гибнут многие мелкие животные, птицы, черви, насекомые, травы.

В результате всех этих сложных взаимоотношений множество организмов погибает либо, будучи ослабленными, не оставляет потомства. Выживают особи, обладающие хотя бы минимальными полезными изменениями. Приспособительные признаки и свойства возникают не сразу, они накапливаются естественным отбором из поколения в поколение, что приводит к тому, что потомки отличаются от своих предков на видовом и более высоком систематическом уровне.

Борьба за существование неизбежна в связи с существующим в природе интенсивным размножением. Эта закономерность не знает исключений. Организмов всегда рождается больше, чем способных дожить до взрослого состояния и оставить потомков. Подсчеты показывают: если бы выживали все рождающиеся мыши, то в течение семи лет потомство одной пары заняло бы всю сушу земного шара. Самка рыбы трески за один раз мечет до 10 млн. икринок, одно растение пастушьей сумки дает 73 тыс. семян, белены - 446 500 и т. п. Однако "геометрическая прогрессия размножения" никогда не осуществляется, так как между организмами происходит борьба за пространство, пищу, убежище от врагов, конкуренция при выборе полового партнера, борьба за выживание при колебаниях температуры, влажности, освещения и т. п. В этой "схватке" большинство родившихся гибнет, не оставляя потомства, и поэтому в природе численность особей каждого вида в среднем остается постоянной.

Таблица Формы отбора (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)

На изменение видового многообразия влияют действия естественного и искусственного отбора. Естественный отбор протекает в природе и может менять направление в зависимости от изменяющихся условий среды. Искусственный отбор направляется человеком.

Определение

Естественный отбор - движущая сила эволюции, благодаря которой формируются новые более приспособленные виды. Термин ввёл натуралист Чарльз Дарвин.
Причинами естественного отбора являются:

• неблагоприятные условия;
• межвидовая конкуренция;
• внутривидовая конкуренция.

Рис. 1. Различные виды воробьёв.

Искусственный отбор - выборка и закрепление в геноме особей определённых признаков, полезных для человека. Искусственный отбор лежит в основе селекции. Отбирая «рабочих» особей, человек самостоятельно производит еду, материалы, лекарства. Изначально, без знаний генетики и селекции, выведение новых пород, сортов, штаммов человеком носило спонтанный характер. Постепенно человек с помощью селекции и генной инженерии научился чётко достигать поставленных целей.

Примером искусственного отбора является вся сельскохозяйственная деятельность, естественного - возникновение белого медведя, устойчивых к пестицидам насекомых, поедающих нейлон бактерий. Человек благодаря селекции вывел линии молочных и мясных коров, собак, кукурузу, винные бактерии, высокопроизводительный хлопчатник.

Рис. 2. Сравнение дикой и окультуренной кукурузы.

Сравнение

Несмотря на особенности протекания процессов, между двумя видами отбора существуют определённые сходства:

• исходным материалом являются индивидуальные особенности организма и наследственная изменчивость;
• благоприятные, необходимые (человеку или самому организму) признаки закрепляются, передаются по наследству;
• особи с неблагоприятными признаками уничтожаются, отбраковываются либо человеком, либо в процессе эволюции.

Описание различий представлено в таблице сравнения искусственного и естественного отбора.

Рис. 3. Графики форм естественного отбора.

Значение

Несмотря на разность подходов, не следует противопоставлять виды отбора. Искусственный отбор неразрывно связан с естественным, т.к. изначально человек использовал для отбора диких особей, сформировавшихся в естественных условиях. В то же время природа может самостоятельно воздействовать на уже выведенные человеком породы и сорта.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

Действие искусственного или естественного отбора влияет на изменение биологического разнообразия и совершенствование существующих видов. Кроме того, человек может выращивать в искусственных условиях более производительных особей, мало завися от факторов внешней среды.

Средняя оценка: 4.2 . Всего получено оценок: 160.

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