Искусственный отбор

Искусственным отбором называется процесс отбора растений и животных, проводимый человеком с целью создания новых пород или сортов, удовлетворяющих его потребностям. Если при естественном отборе главными движущими силами являются природные механизмы (в первую очередь — борьба за существование), то при искусственном отборе такой силой стал сам человек, используя для своих целей наследственную изменчивость селекционного материала.

Основы теории искусственного отбора создал Ч. Дарвин (1859).

Он выделял два основных типа искусственного отбора:

1. Бессознательный отбор, который начал функционировать еще в глубокой древности с момента окультуривания растений и приручения животных. Он проводился путем сохранения и размножения наиболее ценных для человека признаков растений и животных, отбираемых по фенотипу. Например, в первую очередь отбирались наиболее крупные и выносливые животные, дающие больше мяса, молока, шерсти и т.п. Уступающие по этим качествам животные шли на пищу. Также отбирались наиболее быстро растущие и хорошо плодоносящие растения. Но при этом совершенно не ставились задачи получения каких-то определенных пород или сортов. Отбор шел на уровне массовой выбраковки менее продуктивных особей и медленными темпами.

2. Сознательный, или методический, отбор сложился к середине XVIII столетия. Он состоит в том, что селекционер уже осмысленно ставит перед собой задачу по выведению именно тех форм растений и животных, которые ему нужны. При этом он сам конструирует параметры породы животного или сорта растения. Например, высокая яйценоскость, крупные размеры и нежное мясо, количество и качество пуха или шерсти, окраска шерсти или перьев и т. п. Высоко оценивались вкусовые качества плодов, внешний вид (экстерьер) животных и другие качества, нужные человеку. Поэтому начинают выводить, например, разные породы собак — способных к караульной службе, охране стад, охоте на определенных животных, декоративных и других; разные породы лошадей — скаковые, тяжеловозы; яйценоские, мясные и пуховые породы кур и других домашних птиц; винные и десертные сорта винограда и т. д. В этом случае отбор идет по заданному признаку и осуществляется в более короткие сроки (вспомним, сколько создано новых пород собак и кошек только в XX столетии).

Сознательный отбор требует хорошего знания селекционного материала. Так возникает паспортизация и составление родословных на породы животных и наиболее ценные сорта растений. Созданы стандарты пород и сортов.

Разрабатываются специальные методы селекции, включая тщательный генетический контроль материала. Это в первую очередь массовый отбор, сопровождающийся выбраковкой всех особей, не соответствующих по фенотипу стандарту породы, и индивидуальный отбор, связанный с включением в селекцию отдельных особей с учетом их родословной и соответствия стандарту.

Поскольку этот материал хорошо изложен в школьном учебнике, то мы не будем подробно на нем останавливаться и только перечислим те современные методы селекции, которые необходимо знать.

В современной практике селекционных работ широко используют мутации исходного материала, полиплоидию и комбинативную изменчивость, связанную со скрещиванием и гибридизацией различных генетических линий растений и животных. Поскольку полезные для человека признаки чаще всего являются рецессивными, то для закрепления их используют инбридинг — близкородственные скрещивания, позволяющие перевести нужные аллели в гомозиготное состояние и передать их потомству. Чтобы избежать вырождения сортов и пород, полученных при близкородственных скрещиваниях, используют методы аутбридинга — скрещивание с неродственными линиями, создающее гетерозиготное состояние ценных аллелей. Поскольку аутбридинг нередко приводит к получению более устойчивых и продуктивных форм (явления гетерозиса), то его широко используют для получения гетерозисных форм на основе межсортовых и межпородных скрещиваний и даже при отдаленной гибридизации (межвидовые и межродовые гибриды).

В селекционной практике часто используются искусственное опыление растений и искусственное осеменение у животных, методы вегетативного размножения ценных сортов, использование цитоплазматической наследственности, генетическая и клеточная инженерия, синтез генов и многие другие методы.

Когда мы говорим об искусственном отборе и связанных с ним процессах селекции, то необходимо отметить его творческую роль, так как он позволяет осмысленно получать совершенно новые формы растений, животных и микроорганизмов, неизвестные в природе.

Результатом естественного отбора является огромное разнообразие сортов, пород и гибридов, созданных человеком.

Породы животных и сорта растений чаще всего не являются новыми видами, и их надо рассматривать как искусственные формы и подвиды предков, обитающих в природе. Например, все собаки являются потомками волка и могут легко скрещиваться с ним и друг с другом, хотя поведенческие реакции у них уже сильно изменились. Почти все породы домашних животных имеют или имели диких предков: лошади — дикую лошадь Пржевальского, коровы — дикого тура (ныне истребленного), куры — банкивских кур, свиньи — дикого кабана и т. п.

Однако известны случаи отдаленной гибридизации, давшие новые виды, — в первую очередь это домашняя слива (гибрид алычи и терновника), рафанобрассика, плодовитый гибрид капусты и редиски, полученный Г. Д. Карпеченко и являющийся новым полиплоидным видом, и некоторые другие.

У микроорганизмов результатом селекции являются штаммы — искусственные культуры этих организмов, обладающие какой-то способностью (синтез антибиотиков, образование органических кислот, аминокислот, ферментов и т. п.).

Сравнивая два типа отбора — естественный и искусственный, необходимо отметить ряд принципиальных различий между ними, на что указывал еще Ч. Дарвин:

1. Различие в сроках появления новых форм: в природе это чаще всего длительные процессы, занимающие многие столетия и тысячелетия, при искусственном отборе — это короткие промежутки времени, исчисляемые несколькими годами.

2. Естественный отбор происходит на фоне множества различных неродственных или родственных генотипов, возникающих в природе; искусственный — имеет дело с небольшим числом генотипов, часто родственных друг другу.

3. Естественный отбор сохраняет признаки, важные для выживания самого организма, тогда как при естественном отбираются признаки, важные для человека, часто не нужные или даже вредящие самому организму (например, крупные размеры и большая биомасса животных, затрудняющие уход от хищников и получение пропитания в природных условиях; высокая продуктивность растений в ущерб устойчивости к болезням и т. п.).

4. Естественный отбор действует более жестко, чем искусственный, вызывая вымирание менее приспособленных видов. Человек обычно не истребляет всех животных и растений, используя их для определенных нужд.