Теория искусственного отбора

Формы изменчивости

При создании эволюционной теории Дарвин опирался на селекционный материал своего времени. В то время было известно большое количество сортов культурных растений и пород домашних животных. Их предками являлся один или несколько диких видов. Например, все известные породы домашних собак происходят от волка или шакала. Известные породы овец — это потомки архара или муфлона, а удивительное разнообразие голубей произошло от сизого скалистого голубя. Современные сорта капусты произошли от нескольких форм дикой капусты, встречающейся в Европе и сегодня.

В условиях доминирования представлений о постоянстве и неизменности видов Ч. Дарвину важно было показать, за счет чего образуется их многообразие. Поэтому он подробно обосновал положение об изменчивости живых организмов.

Дарвин выделил три формы изменчивости: определенную (групповую), неопределенную (индивидуальную) и соотносительную (коррелятивную).

Определенная (групповая) изменчивостьпоявление одинаковых признаков у всех особей и их потомства под действием изменившегося фактора среды.

Определенная изменчивость носит массовый характер. При недостатке корма животные теряют массу, в холодном климате шерсть у млекопитающих более густая. Листья растений, находящиеся в условиях разной освещенности, отличаются по форме и т. д. Определенная изменчивость повышает приспособленность организма к конкретным условиям среды обитания, однако не передается по наследству. То есть при изменении условий среды обитания у потомков не сохраняются признаки, приобретенные их родителями.

Неопределенная (индивидуальная) изменчивостьпоявление у отдельно взятой особи в пределах одного сорта, породы, вида нового признака, который не встречался у родителей. Так, в пределах одной породы кроликов может наблюдаться различная окраска шерсти. В пределах одного сорта узамбарских фиалок — различная окраска цветков. Дарвин отмечал, что даже в сходных условиях среды потомки от пары родителей различаются между собой. Данная форма изменчивости является результатом специфического влияния условий существования на каждый отдельный организм. Истинные причины неопределенной изменчивости Дарвину были неизвестны. Однако ее наследственный характер и, как результат, значительное разнообразие особей ученый считал ведущим материалом для эволюционного процесса. Постепенно Дарвин пришел к выводу, что для эволюции важны лишь наследуемые индивидуальные изменения организмов, потому что только они могут накапливаться и передаваться из поколения в поколение.

Соотносительная (коррелятивная) изменчивостьизменение какого-то одного органа или части тела вслед за изменением других частей организма.

Например, при постоянном упражнении нижних конечностей у пород домашних уток на бедренной кости развивается гребень для прикрепления мышц. У болотных птиц удлинение шеи сопровождается одновременным удлинением конечностей. Такая форма изменчивости очень важна в селекционной практике. В данном случае селекционер может предвидеть отклонения от исходной формы и проводить отбор признаков в желаемом направлении.

Помимо изменчивости важным фактором эволюции Дарвин считал наследственность.

Наследственность — свойство организмов передавать потомкам свои признаки и свойства.

Впоследствии Г. Мендель в своих законах (о единообразии гибридов первого поколения и расщеплении признаков во втором поколении) объяснил механизмы наследования признаков. Таким образом, по Дарвину, наследственность и изменчивость — общие свойства всех живых организмов. Именно они являются главными предпосылками эволюционного процесса.

Искусственный отбор

Изучив причину разнообразия пород животных и сортов растений, Дарвин приступил к выяснению механизмов их возникновения. Ученый отмечал, что в древности люди стремились сохранить наиболее ценные экземпляры животных и растений и получить от них потомство. В ряду поколений такие ценные признаки накапливались и закреплялись. Это обеспечивало лучшее воспроизводство стада у животных и повышало урожай у растений. Такую силу, которая постепенно приводит к возникновению новых пород животных и сортов растений, Дарвин назвал искусственным отбором.

Искусственный отбор — процесс выбора человеком наиболее ценных в хозяйственном отношении животных и растений и использование их для дальнейшего разведения.

Дарвин выделял две формы искусственного отбора — бессознательный и методический. При бессознательном отборе человек не ставит перед собой цель создать новую породу или сорт. Он путем размножения одних особей и удаления других медленно изменяет полезные для себя признаки организмов. Это наиболее древняя форма искусственного отбора.

Например, человек отбирал для последующего посева растения пшеницы с наиболее крупными, здоровыми и долго хранящимися семенами. Коров отбирали по величине надоя и мясистости, а выбор овец производился по густоте шерсти.

Благодаря такому дифференцированному подходу из поколения в поколение усиливались определенные признаки размножаемых особей. В итоге бессознательная форма искусственного отбора медленно, но верно приводила к образованию новых пород и сортов.

Методический отбор — целенаправленное выведение человеком пород животных или сортов растений. В данном случае селекционер обращает внимание на признаки, которые максимально желательны для него в конкретных условиях. Далее он уже конструирует породу или сорт. На основе наследственной изменчивости организмов человек целенаправленно подбирает пары для скрещивания. Он также обеспечивает максимальное развитие и закрепление желаемых признаков из поколения в поколение.

Например, породы коров выводят по мясистости или по надоям молока. Породы кур — по яйценоскости, количеству мяса и даже по бойцовым качествам, собак — по способности к различным видам охоты, служебному использованию, декоративности и др.

Теория искусственного отбора показала, что это основной механизм, обусловивший возникновение разнообразия культурных растений и домашних животных. В то же время Дарвин подчеркивал особую важность бессознательного отбора. Безусловно, его протекание во многом сходно с теми явлениями, которые происходят в природе. Поэтому именно бессознательный отбор является связующим звеном между искусственным и естественным отбором.

Созданная Дарвином теория искусственного отбора сегодня не только не утратила значимости, но и расширила сферу применения. Во времена Дарвина исходный материал для выведения новых пород животных и сортов растений отбирался из природы. Сегодня благодаря методам биотехнологии и генетической инженерии получают исходный материал для дальнейшего отбора с заданными признаками. Благодаря успехам генетической инженерии получены новые генетически модифицированные сорта зерновых, томатов, картофеля и других сельскохозяйственных культур, более урожайные и устойчивые к заболеваниям.

На сегодняшний день налажено производство человеческого инсулина путем использования генномодифицированных бактерий, выведены новые породы мышей для научных исследований и т. д.

Генетически модифицированный организм (ГМО) — это живой организм, генотип которого целенаправленно изменен человеком в научных или хозяйственных целях при помощи методов генетической инженерии. Например, белорусские и российские ученые ввели в геном коз человеческий ген, отвечающий за синтез белка лактоферрина. Данный белок теперь будет содержаться в молоке коз в большом количестве. Обладая, по мнению ученых, уникальным антибактериальным действием, лактоферрин будет незаменим в формировании иммунитета у детей на искусственном вскармливании.

В настоящее время достижения белорусских селекционеров позволили обеспечить сельское хозяйство собственными породами животных и сортами растений. Породы черно-пестрых и крупных белых свиней соответствуют всем показателям мировых стандартов. Данный факт находит подтверждение на международных животноводческих выставках. Выведенные в Беларуси собственные сорта большинства культурных растений полностью соответствуют природно-климатическим условиям республики.

В изменчивых природно-климатических условиях нашей страны очень важна устойчивость культурных растений к весенним заморозкам. Еще одним негативным климатическим фактом может быть низкая температура воздуха в период цветения растений. В этой связи отечественными селекционерами были выведены устойчивые к весеннему подмерзанию сорта яблонь: Вербное, Заславское, Белорусское сладкое и др.

Таким образом, современные успехи селекции, основанные на использовании достижений генетики, разных методов скрещивания и мутагенеза подтверждают творческую роль искусственного отбора, отмеченную Дарвином в его эволюционной теории.

Дарвин выделял три формы изменчивости: определенную (групповую), неопределенную (индивидуальную) и соотносительную (коррелятивную). Искусственный отбор является главным механизмом, обусловившим возникновение и разнообразие сортов культурных растений и пород домашних животных. Дарвин описал две формы искусственного отбора: бессознательный и методический.