Výroba

Umělý výběr, kdo vyrábí krátký. Přirozený a umělý výběr. Hnací síly evoluce

A umělý výběr spočívá dědičná variabilita organismů. Jako výsledek přírodní výběr vznikají nové formy živých bytostí – druhy a umělým výběrem – nové odrůdy rostlin a plemena zvířat.

Umělý výběr - metoda selekce prováděná lidmi za účelem vytvoření plemen zvířat a odrůd rostlin. Chovatel vybere jedince s výhodnými vlastnostmi a zbytek vyřadí. Plemena a odrůdy vytvořené umělým výběrem mohou existovat pouze díky lidské péči, v divoká zvěř zemřou. Umělý výběr vznikl poměrně nedávno - od doby, kdy člověk začal chovat domácí zvířata a věnovat se zemědělství. Selekce jedinců s dědičnými změnami nezbytnými pro člověka vede k vytvoření zcela nových organismů, které v přírodě nikdy předtím neexistovaly. Tyto formy mají vlastnosti a vlastnosti, které vyhovují lidským zájmům.

Umělý výběr může být buď spontánní (nevědomý), nebo metodický (hromadný nebo individuální). Kniha o umělém výběru shrnuje tisíce let lidské praxe a tato doktrína se stala teoretickým základem moderního výběru.

Darwin věřil, že praktici dobře vědí, jak získat nová plemena domácích zvířat a odrůdy kulturních rostlin, a tak nejprve zvažoval příčiny plemen a odrůd a poté druhy v přirozeném stavu a věřil, že s tímto přístupem budou jeho nápady více odhalující. Do 40. let minulého století bylo známo velké množství velkých plemen dobytek(mléčné výrobky, maso, maso a mléčné výrobky), koně (tažní koně, závodní koně), prasata, psi a také kuřata. Počet odrůd pšenice přesáhl 300, hroznů - 1000. Plemena a odrůdy patřící ke stejnému druhu se často navzájem tak liší, že je lze zaměnit za různé druhy. Každé plemeno nebo každá varieta podle svých vlastností vždy odpovídá zájmům člověka, pro který je chová. Mnoho zastánců doktríny stálosti a neměnnosti druhů věřilo, že každé plemeno, každá varieta pochází ze samostatného divokého druhu. Darwin důkladně dospěl k závěru, že celou jejich rozmanitost vytvořil člověk sám, stejně jako se proměňovaly odrůdy kulturních rostlin různé směry jeden nebo více rodičovských divokých druhů.

Výběr– věda, která rozvíjí teorii a metody šlechtění a šlechtění plemen zvířat, odrůd rostlin a kmenů mikroorganismů. Výběr se řídí vůlí člověka. Teoretické základy výběr je založen na teorii, genetice, molekulární biologii, ekonomii a zemědělské geografii.

Metody chovu, jejich podstata:

1. Hromadná selekce – výběr skupiny jedinců s požadovanými vlastnostmi (obvykle se používá opakovaně po řadu generací).
2. Individuální výběr– výběr jednotlivých jedinců s požadovanými vlastnostmi. Nejvhodnější pro zvířata a samosprašné rostliny.
3. Interlineární - křížení dvou čistých linií pro získání heterózy (heteróza je fenomén velmi vysoké životaschopnosti v první hybridní generaci)
4. Vzdálená hybridizace– křížení nepříbuzných forem a dokonce i různých druhů. Používá se k získání neobvyklých kombinací genů pro následnou selekci.
5. Polyploidie - zvýšení počtu chromozomových sad. Používá se ve šlechtění rostlin ke zvýšení produktivity a překonání neplodnosti při mezidruhovém křížení.
6. Buněčné inženýrství– rostoucí buňky mimo tělo (v tkáňové kultuře). Umožňuje průchod somatických (nereprodukčních) buněk.
7. inženýrství (umělé přeskupení genomu. Umožňuje vložení genů jiného druhu do organismů jednoho druhu.

Umělý výběr je metoda, kterou spolu s člověkem vytvářel a vytváří vysoce produktivní plemena zvířat a odrůdy kulturních rostlin. U mikroorganismů se v poslední době používá i umělý výběr, takto se získávají cenné, například plísně produkující penicilin.

Poprvé si obrovskou roli tohoto procesu všiml Ch. Zpočátku byl výběr nevědomý: lidé šetřili jen na nejdojnější krávy, kuřata s největší produkcí vajec atd. Již v dávných dobách se uvádělo, že kvalita potomstva závisí na kvalitách rodičů (odtud přísloví : „Od špatného semene nečekejte dobré plemeno“), proto začali vybírat producenty, křížit ekonomicky nejzajímavější jedince a vybírat jejich potomky. Rodokmeny koní byly například sestaveny před 6 tisíci lety v oblasti mezi řekami Tigris a Eufrat. Tento přístup přinesl úžasné výsledky. Ve skutečnosti je těžké uvěřit, že buldok a greyhound, pastevecký pes a lapdog pocházejí z vlka. Ukazuje se, že někteří chovatelé psů potřebovali psa hlídacího, jiní loveckého, třetí saňového, čtvrtý pasteveckého psa a někteří jen pro zábavu.

Chovatelé dobytka chovali v některých oblastech masný skot, jinde dojný skot a býky používali k orbě a přepravě. Na některých místech v Africe je dobytek chován hlavně pro své obrovské rohy, které fungují jako platidlo. Pěstitelé rostlin měli také různé chutě, zvláště náladové v květinářství.

Tak se objevila četná plemena zvířat a odrůdy kulturních rostlin vyšlechtěných člověkem. Následně byly vlastnosti plemen udržovány a zdokonalovány výběrem těch plemeníků, kteří nejlépe odpovídali standardu plemene.

Zvyšováním produktivity rozmnožujících se organismů člověk věnoval pozornost pouze znakům, které mu byly užitečné. V důsledku toho se mnoho plemen nemůže rozmnožovat bez lidské pomoci: divoké kuře bankéře nesnese více než 25 kusů a kuřata nejlepší plemena kladou více než 300 vajec ročně, ale prakticky ztratili inkubaci; Tuto funkci vykonává inkubátor. Kukuřičná zrna pevně sedí na klasu a jsou obalena listovými obaly, takže nemohou spadnout. Přirozeně se taková kukuřice nebude moci množit bez lidské pomoci. Některé kulturní rostliny nevytvářejí semena vůbec a rozmnožují se pouze vegetativně, například pěstovaný bezsemenný banánovník nebo dvojité květy, které místo tyčinek vyvinou okvětní lístky. A konečně je nepravděpodobné, že by nějaká pěstovaná rostlina nebo domestikované zvíře přežilo se svými divokými příbuznými nebo jinými konkurenty.

Nejlepším důkazem toho je obrovské množství práce, která je každoročně investována do boje proti rostlinám, které napadají úrodu. Jen málokterá plemena domácích zvířat umí divoce zaskočit a zaujmout své místo ve volné přírodě, jako mustangové v Americe, králíci v Austrálii a u nás máme divoké smíšené psy, kteří na některých místech nahradili vyhlazené vlky.

Tempo ovládané člověkem je mnohem rychlejší než v přírodě. To se vysvětluje skutečností, že umělý výběr je mnohem účinnější než přirozený výběr: člověk zachovává pouze ty organismy, které potřebuje, a v přírodě ty nejužitečnější jen mírně zvyšují pravděpodobnost přežití a. Často se plemena domácích zvířat, získaná během několika stovek nebo dokonce desetiletí, od sebe liší mnohem ostřeji než druhy a dokonce i rody divokých zvířat. Pokud by takové formy byly nalezeny ve volné přírodě, byly by popsány jako nové druhy a rody.

Umělým výběrem člověk vyvinul různá plemena domácích psů od jednoho předka - vlka: 1 - vlk; 2 - lanka; 3 - potápěč; 4 - Svatý Bernard; 5 - východoevropský ovčák; 6 - Erdelteriér; 7 - setr; 8 - jezevčík; 9 - debermanpnncher; 10 - Čivava; 11 - boxer; 12 - ruský chrt; 13 - klínový pes; 14 - pudl.

Změny druhové diverzity jsou ovlivněny působením přirozeného a umělého výběru. Přirozený výběr se v přírodě vyskytuje a může měnit směr v závislosti na měnících se podmínkách prostředí. Umělý výběr řídí člověk.

Definice

Přírodní výběr je hybnou silou evoluce, díky které vznikají nové, adaptovanější druhy. Termín byl vytvořen přírodovědcem Charlesem Darwinem.
Důvody přirozeného výběru jsou:

nepříznivé podmínky;
mezidruhová konkurence;
vnitrodruhová soutěž.

Rýže. 1. Různé druhy Vorobjov.

Umělý výběr je selekce a fixace v genomu jedinců určitých vlastností, které jsou užitečné pro člověka. Umělý výběr je základem chovu. Výběrem „pracujících“ jednotlivců člověk nezávisle vyrábí jídlo, materiály a léky. Zpočátku, bez znalosti genetiky a výběru, byl vývoj nových plemen, odrůd a kmenů lidmi spontánní. Postupně se člověk pomocí selekce a genetického inženýrství naučil jasně dosahovat svých cílů.

Příkladem umělého výběru jsou všechny zemědělské aktivity, přirozeným výběrem je výskyt ledních medvědů, hmyzu odolného vůči pesticidům, bakterií požírající nylon. Díky selekci člověk vyvinul linie dojnic a masných krav, psů, kukuřice, vinných bakterií a vysoce produktivní bavlny.

Rýže. 2. Porovnání divoké a pěstované kukuřice.

Srovnání

Navzdory zvláštnostem procesů existují mezi těmito dvěma typy výběru rozdíly. jisté podobnosti:

výchozí materiál je individuální vlastnosti organismus a dědičná variabilita;
příznivé, nezbytné (pro člověka nebo organismus samotný) vlastnosti jsou fixovány a předávány dědičností;
jedinci s nepříznivými vlastnostmi jsou zničeni, vyřazeni buď lidmi nebo v procesu evoluce.

Popis rozdílů je uveden v tabulce porovnání umělého a přirozeného výběru.

*Známky výběru*	*Srovnávací charakteristiky*
*Známky výběru*	Přírodní výběr	Umělý výběr
	Populace	Individuální nebo skupinové
	Přírodní ekosystémy	Farmy, chovatelské stanice, školky
Doba trvání	Nepřetržitě několik tisíc let	Několik let, v průměru 10 let na získání nového plemene nebo nové odrůdy
	Podmínky a vlivy prostředí	Lidské činy
Kritérium	Fitness populace	Získání vlastností užitečných pro člověka
	Volba řízení – směřující k lepší adaptabilitě populace na změněné podmínky prostředí; Stabilizující selekce je zachování užitečných vlastností za relativně konstantních podmínek; Disruptivní selekce - fixace opačných variant jednoho znaku v populaci	Nevědomá selekce – konsolidace v populaci Nejlepší vlastnosti náhodně, bez konkrétního účelu; Metodický výběr - cílevědomé lidské jednání k zachování určité vlastnosti v populaci
Výsledek	Vznik nových druhů	Získávání nových plemen, odrůd, kmenů

Rýže. 3. Grafy forem přirozeného výběru.

Význam

Navzdory rozdílům v přístupech by se typům výběru nemělo bránit. Umělý výběr je nerozlučně spjat s přírodním výběrem, protože Zpočátku jej lidé používali k výběru volně žijících jedinců vytvořených v přírodních podmínkách. Příroda přitom může nezávisle ovlivňovat plemena a odrůdy již vyšlechtěné člověkem.

TOP 4 článkykteří spolu s tím čtou

Působení umělého nebo přírodního výběru ovlivňuje změnu biologické rozmanitosti a zlepšení existující druhy. Kromě toho může člověk vychovat produktivnější jedince v umělých podmínkách, málo závislých na faktorech prostředí.

Průměrné hodnocení: 4.2. Celkem obdržených hodnocení: 160.

Na umělý výběr člověk neustále vybírá ty nejlepší producenty a nejlepší potomky a chová je. Vlastnosti, podle kterých se výběr provádí, mohou být velmi odlišné: ekonomické i estetické.

Formy umělého výběru (podle Darwina):

Nevědomý výběr- jedná se o selekci, ve které není cílem vytvořit novou odrůdu nebo plemeno. Lidé zachovávají podle jejich názoru nejlepší jedince a ničí (vylučují) nejhorší. Ve venkovských oblastech a v naší době provádějí majitelé nevědomou selekci slepic, psů a holubů. Nevědomá selekce vznikla již dávno, od chvíle, kdy byl pes domestikován. Nevědomá selekce vede ke změnám rostlin a zvířat, ke zdokonalování plemen a odrůd, k vytváření nových místních plemen a odrůd. Požadovaný výsledek tohoto výběru se tvoří pomalu, ale může být působivý. Při archeologických vykopávkách v Peru tak byla objevena zrna kukuřice 34krát větší než ta moderní. Předkové Tádžiků (Sogďanů) pěstovali meruňky, jejichž plody obsahovaly až 70 % cukru. Při sušení na stromech tyto plody neopadaly.
Metodický výběr- jedná se o výběr prováděný osobou podle konkrétního plánu, s konkrétním cílem - vytvoření plemene nebo variety. Metodický umělý výběr se vyznačuje následujícími rysy:
je stanoven cíl: chovatel rozhodne, které znaky je třeba změnit a kterým směrem, tj. určí se směr selekce (produkce vajec, masitost, krásný hřeben, krásný ocas, krásné opeření);
je vypracován plán vytvoření plemene (odrůdy): která plemena (odrůda) a v jakém pořadí je třeba křížit, jaké typy křížení použít;
jsou vytvářeny zvláštní podmínkyživot;
metodický výběr je kreativita.

Mechanismus metodického umělého výběru

Ve stádě, v hejnu, na poli, v zahradě člověk mezi mnoha jedinci identifikuje jedince s vlastnostmi, které potřebuje. K získání organismů z potřebné kvalityčlověk využívá nejen přirozené mutace, ale i ty získané uměle – pomocí mutagenů.
Vybírají se neobyčejní jedinci – jedinci s neobvyklými vlastnostmi.
Probíhá výběr.
Vybraní jedinci jsou kříženi.
Potomci jsou utraceni.
Selekce, křížení a utracení se provádějí znovu, dokud se nedosáhne požadovaného výsledku.
Z generace na generaci člověk metodicky vybírá do šlechtění (k reprodukci) ty producenty, u kterých se vybraný znak projevuje v největší míře.
Vlivem relativní variability dochází i k restrukturalizaci dalších vlastností v organismech, což vede ke vzniku odrůdy s novými vlastnostmi.

Primitivní metodický výběr byl ve starověkém Egyptě: 3000 př.n.l. E. Pěstovaly se zde 3 druhy pšenice a 3 formy ječmene. V Číně 2 tisíce let před naším letopočtem. E. byla provedena selekce skotu, koní a okrasných rostlin. V Starověký Řím, podle Plinia staršího (23-79) byly pěstovány tyto odrůdy pšenice: italská, bójská, sicilská, pontská, chersonská, africká, egyptská. Sekundární metodologický výběr vznikl v Evropě ve druhé polovině 18. století v Holandsku a Anglii.

Základem výběru je metodický výběr. Metodickým výběrem člověk vytvořil širokou škálu odrůd (rajčata - 50, angrešt - 300, pšenice - 400, hrozny - 1000, hrušky a růže - po 5 tisíc, jabloně - 10 tisíc) a plemen (koně - 150, kuřata - 250, ovce - 250, psi - 350, skot - 400, holubi - 500).

Ne všechny druhy organismů jsou stejně náchylné k umělému výběru. . Plemen koní je tedy méně než psů. Ne všechny druhy se pod vlivem umělého výběru výrazně mění. Pod vlivem umělého výběru se velbloudi, sobi a jaki změnili jen velmi málo. Je to dáno tím, že podmínky existence po domestikaci se příliš neliší od těch, ve kterých žili jejich předci.

Výběr nazývaný proces rozdílné (nerovné) reprodukce genotypů. Neměli bychom přitom zapomínat, že ve skutečnosti probíhá selekce podle fenotypů ve všech fázích ontogeneze organismů (jedinců). Nejednoznačné vztahy mezi genotypem a fenotypem vyžadují testování vybraných rostlin podle potomstva.

Existuje mnoho forem umělého výběru. Podívejme se podrobněji na nejčastěji používané formy výběru.

Hromadný výběr – je vybrána celá skupina. Například semena z nejlepších rostlin se spojí a vysejí dohromady. Hromadná selekce je považována za primitivní formu výběru, protože nevylučuje vliv modifikační variability (včetně dlouhodobých modifikací). Používá se při výrobě semen. Doporučuje se pro selekci nových rostlin zaváděných do kultury nebo plodin, které byly z hlediska šlechtění málo prozkoumány. Výhodou této formy výběru je zachování vysoké úrovně genetické diverzity ve vybrané skupině rostlin.

Individuální výběr – vybírají se jednotliví jedinci a semena z nich sebraná se vysévají samostatně. Individuální selekce je považována za progresivní formu výběru, protože eliminuje vliv modifikační variability.

Je zvažována jedna z nejprogresivnějších metod selekce zohledňující variabilitu modifikace metoda rodokmenu (anglický rodokmen - rodokmen), na základě individuálního výběru nejlepších jedinců s posouzením jejich potomků. Při hodnocení materiálu se neodmítají jednotliví jedinci, ale pro chovatele nežádoucí celé linie obsahující alely. Tato metoda je zvláště účinná při výběru samoopylovačů s krátkým životním cyklem (ročníky). Metoda rodokmenu však není použitelná pro druhy náchylné k depresi příbuzenské plemenitby a tím spíše pro dvoudomé druhy rostlin. Proto se při selekci cizosprašných rostlin používá speciální forma individuální selekce - rodinná selekce (rodina je soubor jedinců vypěstovaných ze semen odebraných z jedné rostliny, přičemž dárce pylu je obvykle neznámý).

Pokud jsou různé rodiny od sebe izolovány, pak se takový výběr nazývá jednotlivec-rodina. Při rozmnožování každé čeledi jsou vyřazeni jedinci s nežádoucími znaky a zbývající nejlepší jedinci jsou volně křížově opylováni. Rodina je pak posuzována na základě jejího potomstva. Ty čeledi, ve kterých je velká část rostlin s nežádoucími znaky odmítnuta a vyloučena z procesu šlechtění, a čeledi s vysokými průměrnými ukazateli se používají pro další množení a selekci semen. Tato selekční metoda je modifikací rodokmenové metody aplikované na cizosprašné rostliny.

Přísnost výběru předpokládá z pohledu chovatele nemilosrdné vyřazení těch nejhorších rodin, což je v rozporu s myšlenkou biodiverzity jako jednoho z nejdůležitějších přírodních zdrojů. Rodinný výběr proto musí být doplněn o metody iterativního výběru založené na zachování původního materiálu. Při opakovaném výběru v každé generaci je materiál vybírán z nejlepších jedinců pro klonování a předběžné testování odrůd. Paralelně pokračuje regenerace semen v každé rodině. Zároveň se zintenzivňuje práce na vytváření kolekcí čeledí využívajících genetický potenciál organismů žijících v jiných ekologických a geografických podmínkách a také genetický potenciál experimentálně získaných mutantních rostlin.

Používá se k prevenci homozygotizace a inbreedingové deprese výběr rodinné skupiny . Tato metoda je založena na spojení rodin do jedné skupiny, které jsou fenotypově podobné ve volitelných znacích, ale liší se původem. Každá taková skupina je izolována od jiných podobných skupin. V rámci skupiny pak dochází ke vzájemnému opylení mezi členy různých rodin.

Typ rodinného výběru je výběr sourozence . Selekce sourozenců je založena na výběru pro nejbližší příbuzné (sourozence – bratry a sestry). Speciálním případem sourozeneckého výběru je výběr slunečnice na obsah oleje metodou půl na půl. Při použití této metody se květenství slunečnice (košík) rozdělí na polovinu. Semena jedné poloviny se kontrolují na obsah oleje: pokud je obsah oleje vysoký, pak se druhá polovina semen použije k dalšímu výběru.

Podívejme se krátce na některé další formy umělého výběru.

Negativní, pozitivní a modální. Při negativní selekci jsou nejhorší jedinci (z pohledu chovatele) odmítnuti; při pozitivní selekci jsou nejlepší jedinci ponecháni pro další reprodukci (opět z pohledu chovatele). Při modálním výběru jsou pro šlechtění ponecháni jedinci, kteří jsou typičtí pro danou odrůdu nebo plemeno; používá se k zachování stabilních genových kombinací; modální selekce je analogem stabilizační formy přirozeného výběru a používá se k zachování stabilních kombinací genů.

Vědomý a nevědomý výběr. Při vědomém (metodickém) výběru je konečný výsledek předem naplánován (viz výše). Při nevědomé selekci chovatel ovládá jen některé vlastnosti, které ho zajímají. Ne všechny vlastnosti však může chovatel ovlivnit, pak vznikají neočekávané, často nežádoucí efekty, např. zvýšení zimovzdornosti je doprovázeno poklesem užitkovosti. V 19. stol V Rusku se k získání největších semen obilovin používalo dvojité mlácení: snop se lehce udeřil o zem a zároveň první opadala největší zrna: byly vybrány genotypy, které poskytovaly největší množství zrn. Zároveň však docházelo k nevědomé selekci genotypů, které zvyšovaly prolévání obilovin. V průběhu umělého výběru, zaměřeného na posílení vlastností prospěšných pro člověka, vždy dochází k přirozenému výběru, jehož cílem je zachování vlastností prospěšných pro organismy. Tento rozpor může bránit výběru.

Vícenásobný a jeden výběr. Opakovaný výběr probíhá po mnoho generací. Obvykle se používá, když vysoká úroveň genetická rozmanitost zdrojový materiál. Při opakovaném výběru v každé generaci je část rostlin použita pro testování odrůd a část je zachována jako výchozí materiál. Opakovaný výběr bude popsán níže jako moderní forma vícenásobný výběr. Jednoduchý výběr se používá, pokud se vybrané rostliny nerozdělují v následujících generacích. Tato selekce je účinná pro množení semeny samosprašných rostlin v přítomnosti homozygotů ve zdrojovém materiálu, kteří jsou fenotypově odlišní od heterozygotů. Pak se v důsledku jediného výběru vytvoří čisté linie, ve kterých je další výběr neúčinný. Jednorázová selekce u cizosprašných rostlin je možná, pokud lze vybrané rostliny množit vegetativně, pak je doplněna klonální selekcí.

Klonální výběr. Vyrábí se vegetativním množením po 2...3 generace. V tomto případě se vznik nových genotypů v důsledku rekombinace ukáže jako nemožný a každý semenáček pak může být potenciálně považován za předka nové odrůdy. Klonální selekce je tedy speciální forma selekce zaměřená na identifikaci a eliminaci somatických (pupenkových) mutací a dlouhodobých modifikací.

Tvůrčí role umělého výběru.

Během umělé selekce jsou nežádoucí vlastnosti oslabeny a ekonomicky užitečné vlastnosti jsou výrazně posíleny. Tvůrčí role umělého výběru spočívá v tom, že se vytvářejí formy, které dříve neexistovaly.

Výběr pro rozmanitost. Dlouhou dobu bylo za konečný výsledek selekce považováno vytvoření geneticky homogenních, homogenních skupin, ve kterých se výběr stává nemožným (nebo neúčinným). Efektivita selekce v populacích (heterogenní genetické systémy) a neúčinnost selekce v čistých liniích (homogenní genetické systémy) byly již na počátku 20. století. dokázal vynikající dánský genetik V.L. Johannsen. V důsledku selekce na homogenitu je genetický potenciál výchozího materiálu vyčerpán. Pak se musíte podívat nový materiál, nové genotypy. Umělý výběr ve své klasické podobě tedy nevyhnutelně vede ke snížení úrovně biologické rozmanitosti. Pro udržení požadované úrovně biodiverzity je nutné neustále realizovat soubor opatření k zachování genofondu (viz výše).

Výběr pro rozmanitost je mnohem levnější. Například z více podobných odrůd (plemen) není zachována nejlepší odrůda (nejproduktivnější, nejodolnější vůči chorobám, nejkonkurenceschopnější atd.), ale celá skupina odrůd (plemen). Pokud se získá několik odrůd (plemen), které jsou fenotypově nerozlišitelné, ale geneticky odlišné, musí být zachována celá skupina. Za nejdůležitější biologický zdroj je tedy považována samotná diverzita (připomeňme, že za biologický zdroj se považuje genetický materiál, organismy nebo jejich části nebo ekosystémy využívané nebo potenciálně užitečné pro lidstvo, včetně přirozené rovnováhy v rámci ekosystémů a mezi nimi).

Speciálním případem výběru pro diverzitu je selekce pro diverzitu vývojových rytmů.