Selezione naturale e artificiale, loro somiglianze e differenze. Selezione naturale. Materiale per la selezione. Principi di base della selezione dei materiali Materiale iniziale per la selezione

Lezione 5–6. Allevamento vegetale

Attrezzatura: tavole di biologia generale che illustrano la diversità delle razze e delle varietà, i metodi di base e le conquiste della selezione vegetale.

DURANTE LE LEZIONI

I. Prova di conoscenza

A. Prova orale di conoscenza

1. Charles Darwin sulle ragioni della diversità delle razze e delle varietà.
2. Forme di selezione artificiale e loro caratteristiche.
3. Il ruolo creativo della selezione artificiale.

B. Lavorare con le carte

№1. Perché una razza o varietà può essere considerata una popolazione creata dall'uomo, ad es. una popolazione creata dalla volontà e dagli sforzi delle persone?

№2. Mostrare con esempi l'influenza della selezione sulle direzioni di formazione della razza e della varietà.

№3. Perché viene utilizzata la selezione massale per le piante a impollinazione incrociata? La selezione di massa produce materiale geneticamente omogeneo? Perché è necessaria la selezione ripetuta durante la selezione di massa?

II. Imparare nuovo materiale

1. Caratteristiche della biologia vegetale prese in considerazione nell'allevamento

Nell'allevamento è necessario tenere conto delle seguenti caratteristiche della biologia vegetale:

– elevata fertilità e gran numero di figli;
– presenza di specie autoimpollinanti;
– la capacità di riprodursi da parte degli organi vegetativi;
– la possibilità di ottenere artificialmente forme mutanti.

Queste caratteristiche vegetali determinano la scelta dei metodi di allevamento.

2. L'incrocio come metodo per aumentare la diversità del materiale per la selezione artificiale

I principali metodi di selezione delle piante sono l'ibridazione e la selezione. Di solito questi metodi vengono utilizzati insieme. L'ibridazione aumenta la diversità del materiale con cui lavora l'allevatore. Ma di per sé, molto spesso, non può portare a un cambiamento mirato nelle caratteristiche degli organismi, ad es. Gli incroci senza selezione artificiale sono inefficaci. L'incrocio è preceduto da un'attenta selezione delle coppie genitoriali. Per la ricerca, la selezione e l'utilizzo di successo del materiale originale, gli insegnamenti di N.I. Vavilov sui centri di origine delle piante coltivate, la sua legge delle serie omologiche nella variabilità ereditaria, i principi ecologici e geografici della tassonomia vegetale, nonché creati da N.I. Vavilov, i suoi seguaci e studenti, una collezione di piante agricole.

L'ibridazione può essere effettuata secondo diversi schemi. Esistono incroci semplici (accoppiati) e complessi (passo, ritorno o backcross).

Semplice , O raddoppia , è chiamato incrocio tra due forme genitoriali, eseguito una volta. Molti di loro sono i cosiddetti reciproco(reciproco) incrocio. Ricordiamo che la loro essenza è che vengono effettuati due incroci, e la forma paterna del primo incrocio viene utilizzata nel secondo incrocio come quella materna, e la forma materna viene utilizzata, rispettivamente, come quella paterna. Tali incroci vengono utilizzati in due casi: quando lo sviluppo del tratto più prezioso è determinato dall'eredità citoplasmatica (ad esempio, la resistenza al gelo in alcune varietà di grano invernale) o quando la semina negli ibridi dipende dal fatto che l'una o l'altra varietà venga presa come la forma materna o paterna. Gli incroci reciproci mostrano che talvolta l'influenza del citoplasma della varietà materna è molto significativa.
Così, presso l'Istituto di ricerca sui semi oleosi dal nome. V.S. Pustovoit (Krasnodar), a seguito di incroci reciproci delle varietà di girasole 3519 e 6540, sono stati ottenuti ibridi intervarietali, che differivano significativamente (2,5 volte) nel grado di infezione da succiamele, a seconda di quale varietà è stata presa come madre e quale - come forma paterna. Naturalmente nel processo di allevamento sono stati inclusi gli ibridi con maggiore resistenza al succiamele.

Complesso sono chiamati incroci in cui vengono utilizzate più di due forme parentali o vengono utilizzati incroci ripetuti di prole ibrida con uno dei genitori. Esistono croci complesse graduali e ricorrenti.
Ibridazione graduale complessaè un sistema di incroci successivi degli ibridi risultanti con nuove forme, nonché ibridi tra loro. In questo modo è possibile raccogliere in un'unica varietà le migliori qualità di molte forme originali. Questo metodo fu sviluppato per la prima volta e applicato con successo dal famoso allevatore sovietico A.P. Shekhurdin nella creazione delle varietà di grano tenero primaverile Lutescens 53/12, Albidum 43, Albidum 24, Steklovidnaya, Saratovskaya 210, Saratovskaya 29, ecc., Oltre a una serie di varietà di grano duro primaverile.
A incroci gli ibridi risultanti vengono incrociati con la forma parentale di cui si vuole esaltare il tratto. Se tali croci vengono ripetute molte volte, vengono chiamate saturante, O assorbente(incroci). In questo caso, l'ibrido è saturo del materiale genetico di uno dei genitori e il materiale genetico dell'altro genitore viene spostato (assorbito) e uno o più geni rimangono nel genoma dell'ibrido, responsabili di alcuni tratti preziosi , ad esempio, resistenza alla siccità o resistenza a una delle malattie. Come donatori di tali caratteristiche, di norma, vengono utilizzate forme locali selvatiche, che sono spesso poco produttive, motivo per cui gli allevatori devono ricorrere ai retroincroci.

I seguenti tipi di croci vengono utilizzati nella selezione delle piante.

Consanguineità, O consanguineità, sono utilizzati come una delle fasi di aumento della produttività. Per fare ciò, viene effettuata l'autoimpollinazione delle piante impollinate in modo incrociato, che porta ad una maggiore omozigosi. Dopo 3-4 generazioni sorgono le cosiddette linee pure: prole geneticamente omogenea ottenuta mediante selezione individuale da un individuo o da una coppia di individui in una serie di generazioni. Molti tratti anormali sono recessivi. Nelle linee pure si manifestano fenotipicamente. Ciò porta ad un effetto negativo, una diminuzione della vitalità degli organismi, chiamata depressione congenita. Ma, nonostante l'effetto sfavorevole dell'autoimpollinazione nelle piante a impollinazione incrociata, viene spesso e con successo utilizzato nell'allevamento per ottenere linee pure. Sono necessari per il consolidamento ereditario di tratti desiderabili e preziosi, nonché per l'incrocio interlineare. Nelle piante autoimpollinanti non vi è accumulo di mutazioni recessive sfavorevoli, perché diventano rapidamente omozigoti e vengono eliminati dalla selezione naturale.

Incrocio tra linee– impollinazione incrociata tra diverse linee autoimpollinanti, a seguito della quale in alcuni casi compaiono ibridi interlineari ad alto rendimento. Ad esempio, per ottenere ibridi interfilari di mais, si prelevano le pannocchie da piante selezionate e, quando compaiono gli stimmi dei pistilli, si impollinano con il polline della stessa pianta. Per impedire l'impollinazione da parte del polline di altre piante, le infiorescenze vengono ricoperte con isolanti di carta. In questo modo si ottengono diverse linee pure nel corso di un certo numero di anni, quindi le linee pure vengono incrociate tra loro e vengono selezionate quelle la cui discendenza dà il massimo aumento di rendimento.

Incrocio intervarietale– incrociando piante di varietà diverse tra loro al fine di dimostrare la variabilità combinatoria negli ibridi. Questo tipo di incrocio è il più comune nell'allevamento ed è alla base della produzione di molte varietà ad alto rendimento. Viene utilizzato anche per le specie autoimpollinanti, come il grano. Le antere dei fiori di una pianta di una varietà di grano vengono rimosse, una pianta di un'altra varietà viene posta accanto ad essa in un barattolo d'acqua ed entrambe le piante vengono coperte con un isolante comune. Di conseguenza, si ottengono semi ibridi che combinano le caratteristiche di diverse varietà desiderate dall'allevatore.

Ibridazione a distanza- incrocio di piante di specie diverse, e talvolta generi, che contribuiscono alla produzione di nuove forme. Di solito l'incrocio avviene all'interno di una specie. Ma a volte è possibile ottenere ibridi incrociando piante di specie diverse dello stesso genere o anche di generi diversi. Quindi, ci sono ibridi di segale e grano, grano ed erba selvatica Aegilops. Tuttavia, gli ibridi distanti sono generalmente sterili. Principali cause di infertilità:

– negli ibridi distanti, il normale corso di maturazione delle cellule germinali è solitamente impossibile;
– i cromosomi di entrambe le specie vegetali parentali sono così diversi tra loro che non sono in grado di coniugarsi, per cui non si verifica una normale riduzione del loro numero e il processo di meiosi viene interrotto.

Questi disturbi risultano ancora più significativi quando le specie incrociate differiscono nel numero di cromosomi (ad esempio, il numero diploide dei cromosomi nella segale è 14, nel grano tenero - 42). Esistono molte piante coltivate create a seguito di ibridazioni a distanza. Ad esempio, come risultato di molti anni di lavoro dell'Accademico N.V. Tsitsin e i suoi colleghi hanno ottenuto pregiate varietà di cereali basate sull'ibridazione del grano con l'erbaccia perenne. Dall'ibridazione del frumento con la segale (questi ibridi sono solitamente sterili), si ottenne una nuova pianta coltivata, chiamata triticale (lat. triticum- grano, secal– segale). Questa pianta è molto promettente come coltura da foraggio e da grano, produce rendimenti elevati ed è resistente agli influssi ambientali avversi.

3. Il fenomeno del vigore ibrido e le sue basi genetiche

Torna a metà del XVIII secolo. L'accademico russo I. Kelreuter ha attirato l'attenzione sul fatto che in alcuni casi, quando si incrociano le piante, gli ibridi di prima generazione sono molto più potenti delle forme genitoriali. Quindi Charles Darwin concluse che l'ibridazione in molti casi è accompagnata da uno sviluppo più potente di organismi ibridi. Viene chiamata la maggiore vitalità e produttività degli ibridi di prima generazione rispetto alle forme parentali incrociate eterosi. L'eterosi può verificarsi quando si incrociano razze negli animali, varietà e linee pure nelle piante. Pertanto, un ibrido intervarietale di mais Grushevskaya e Dnepropetrovskaya dà un aumento della resa dell'8-9% e un ibrido interlineale di due linee autoimpollinanti delle stesse varietà dà un aumento della resa del 25-30%. Casi di eterosi sono noti anche in incroci distanti di specie e generi di piante e animali.

Pertanto, il fenomeno dell'eterosi come espressione ereditaria degli effetti dell'ibridazione è noto da molto tempo. Tuttavia, il suo utilizzo nel processo di allevamento è iniziato relativamente di recente, negli anni '30. La scoperta e la comprensione del fenomeno dell'eterosi hanno permesso di determinare una nuova direzione nel processo di selezione: la creazione di ibridi altamente produttivi di piante e animali.

Negli anni '20 inizia un nuovo periodo nello studio del fenomeno dell'eterosi. XX secolo dai lavori dei genetisti americani J. Schell, E. East, R. Hell, D. Jones. Come risultato del loro lavoro nel mais, attraverso l'autoimpollinazione, furono ottenute linee inbred che differivano dalle piante originali per produttività e vitalità ridotte, vale a dire grave depressione da consanguineità. Ma quando Schell incrociò linee pure tra loro, ricevette inaspettatamente ibridi molto potenti della prima generazione, significativamente superiori in tutti i parametri di produttività sia alle linee originali che alle varietà da cui queste linee furono ottenute per autoimpollinazione. Con questi lavori iniziò l'uso diffuso dell'eterosi nel processo di allevamento.

Cosa spiega il fenomeno dell’eterosi, cioè potere degli ibridi, dal punto di vista genetico? I genetisti hanno proposto diverse ipotesi per spiegarlo. I più comuni sono i due seguenti.

Ipotesi di dominanza sviluppato dal genetista americano D. Jones. Si basa sull'idea che i geni dominanti agiscono favorevolmente in uno stato omozigote o eterozigote. Se le forme incrociate hanno solo due geni dominanti ad azione benefica ( AAbbCCdd x aaBBccDD), allora l'ibrido ha quattro ( AaBbCcDd), indipendentemente dal fatto che siano in uno stato omozigote o eterozigote. Ciò, secondo i sostenitori di questa ipotesi, determina l’eterosi dell’ibrido, cioè i suoi vantaggi rispetto alle forme originali.

Ipotesi di sovradominanza proposto dai genetisti americani J. Shell ed E. East. Si basa sul riconoscimento che gli stati eterozigoti per uno o più geni forniscono un vantaggio rispetto agli stati omozigoti per uno o più geni. Il diagramma che illustra l'ipotesi di sovradominanza in un gene è abbastanza semplice. Indica che lo stato eterozigote per il gene Ahh presenta vantaggi nella sintesi di un prodotto controllato da geni rispetto agli omozigoti per gli alleli di questo gene. A partire dalla seconda generazione di ibridi, l'effetto dell'eterosi svanisce, perché alcuni geni diventano omozigoti:

P - Ahh X Ahh;
F2 – aa; 2Ahh; ahh.

Esistono numerose altre ipotesi di eterosi. Il più interessante di loro, Ipotesi del complesso del gene di compensazione, suggerì il genetista domestico V.A. Strunnikov. La sua essenza si riduce a quanto segue. Lasciamo che sorgano mutazioni che riducono notevolmente la vitalità e la produttività. Come risultato della selezione, negli omozigoti si forma un complesso compensatorio di geni, che neutralizza in gran parte gli effetti dannosi delle mutazioni. Se poi si incrocia una forma mutante con una normale (senza mutazioni) e quindi si trasferiscono le mutazioni in uno stato eterozigote, cioè neutralizzare il loro effetto con un allele normale, quindi il complesso di compensazione che si è sviluppato in relazione alle mutazioni fornirà l'eterosi.

Pertanto, nonostante il fatto che la base genetica dell'eterosi non sia stata ancora completamente chiarita, una cosa è certa: l'elevata eterozigosi gioca un ruolo positivo negli ibridi, portando alla manifestazione di una maggiore attività fisiologica.

4. Superare l'infertilità degli ibridi vegetali interspecifici

L'ibridazione a distanza non è ampiamente utilizzata nell'allevamento a causa della sterilità degli ibridi risultanti. Uno dei risultati più importanti della genetica e della selezione moderne è stato lo sviluppo di un metodo per superare l'infertilità degli ibridi interspecifici, portando in alcuni casi alla produzione di ibridi che si riproducono normalmente. Ciò fu realizzato per la prima volta nel 1922-1924. Genetista russo, studente di N.I. Vavilov, Georgy Dmitrievich Karpechenko (1899–1942) quando incrocia ravanello e cavolo. Entrambe queste specie hanno (nel set diploide) 18 cromosomi. Di conseguenza, i loro gameti portano 9 cromosomi (insieme aploide). L'ibrido ha 18 cromosomi, ma è completamente sterile, perché... I cromosomi “rari” e “cavolo” non si coniugano tra loro durante la meiosi.

Ibrido cavolo-lampone (raphanobrassica)

G.D. Karpechenko ha raddoppiato il numero di cromosomi dell'ibrido usando la colchicina. Di conseguenza, l'organismo ibrido aveva 36 cromosomi, costituiti da due set diploidi completi di ravanello e cavolo. Ciò ha creato normali opportunità per la meiosi, perché Ogni cromosoma aveva una coppia. I cromosomi del “cavolo” furono coniugati con i cromosomi del “cavolo” e i cromosomi “rari” con i cromosomi “rari”. Ogni gamete portava un set aploide di ravanello e cavolo (9 + 9 = 18). Vengono chiamate le specie in cui si è verificata una combinazione di genomi diversi in un organismo e quindi il loro aumento multiplo allopoliploidi. Lo zigote aveva ancora 36 cromosomi.

Così, l'ibrido cavolo-ravanello risultante, chiamato Raphanobrassica, divenne fertile. L'ibrido non si è diviso in forme parentali, perché I cromosomi del ravanello e del cavolo finivano sempre insieme. Questa pianta artificiale non era né ravanello né cavolo. I baccelli erano costituiti da due metà, una delle quali somigliava a un baccello di cavolo, l'altra a un ravanello. L'ibridazione a distanza combinata con il raddoppio del numero di cromosomi (poliploidia) ha portato al ripristino della fertilità.

G.D. Karpechenko fu il primo a dimostrare chiaramente la relazione tra ibridazione a distanza e poliploidia nell'ottenimento di forme fertili. Ciò ha enormi implicazioni sia per l’evoluzione che per la selezione.

5. Utilizzo di mutazioni somatiche nella selezione vegetale

L'uso di mutazioni somatiche è applicabile per la selezione di piante propagate vegetativamente. Con l'aiuto della propagazione vegetativa è possibile preservare una mutazione somatica utile o preservare e propagare qualsiasi forma eterozigote che presenti tratti economicamente utili. Ad esempio, solo attraverso la propagazione vegetativa si preservano le proprietà di molte varietà di frutti e bacche. Durante la riproduzione sessuale, le proprietà delle varietà costituite da individui eterozigoti non vengono preservate e si verifica la loro scissione.

6. Selezione artificiale nel miglioramento genetico delle piante

Come abbiamo già detto, l'ibridazione è efficace nella selezione solo in combinazione con la selezione. Nell'allevamento delle piante vengono utilizzate sia la selezione di massa che quella individuale.

Quando si effettua la selezione massale, si seleziona un gruppo di piante con i migliori fenotipi da un gran numero di individui, i cui genotipi sono sconosciuti. La selezione di massa viene effettuata tra piante a impollinazione incrociata. La coltivazione congiunta di piante selezionate favorisce il loro libero incrocio, che porta all'eterozigosi degli individui. La selezione massale viene effettuata ripetutamente in una serie di generazioni successive. Viene utilizzato quando è necessario migliorare una particolare varietà in tempi relativamente brevi. Ma la presenza di variabilità nella modificazione riduce il valore delle varietà allevate mediante selezione di massa.

La selezione individuale nella selezione delle piante viene utilizzata come un modo per preservare le migliori piante per la propagazione. Vengono coltivati ​​isolatamente gli uni dagli altri per identificare tratti preziosi nella prole attraverso il confronto con le forme originali e tra loro. Come già sappiamo, molto spesso l'oggetto della selezione individuale sono le piante autoimpollinanti e il suo risultato sono linee pure.

7. Il ruolo della selezione naturale nella selezione delle piante

La selezione naturale gioca un ruolo decisivo nella selezione. Qualsiasi pianta è influenzata da tutta una serie di fattori ambientali durante la sua vita e deve essere resistente ai parassiti e alle malattie e adattarsi a un determinato regime di temperatura e acqua. Pertanto, grazie alla selezione naturale, gli individui sviluppano adattamenti al loro ambiente. Non possono esserci piante coltivate che siano ugualmente produttive in nessuna zona. Sotto l'influenza della selezione naturale, avviene la zonazione delle varietà.

8. Mutagenesi indotta, poliploidia e loro utilizzo nel miglioramento genetico delle piante

La mutagenesi indotta si basa sull'esposizione del corpo a varie radiazioni e mutageni chimici per produrre mutazioni. I mutageni consentono di ottenere un'ampia gamma di mutazioni diverse. Su 1mila mutazioni ottenute artificialmente, 1-2mila risultano utili. Ma in questo caso sono necessarie una rigorosa selezione individuale delle forme mutanti e un ulteriore lavoro con esse.

I metodi di mutagenesi sono utilizzati con successo nella selezione delle piante. Oggigiorno nel mondo sono state create più di mille varietà, discendenti da singole piante mutanti ottenute a seguito della mutagenesi artificiale. La nota varietà di grano primaverile Novosibirskaya 67 è stata ottenuta presso l'Istituto di citologia e genetica SB RAS dopo aver trattato ai raggi X i semi del materiale di partenza della varietà Novosibirskaya 7. Questa varietà ha la paglia corta e robusta, che protegge le piante dall'allettamento durante il periodo della raccolta.

Il metodo per ottenere forme poliploidi è ampiamente utilizzato anche nella selezione delle piante. La poliploidia è un tipo di mutazione genomica e consiste in un aumento multiplo del numero di cromosomi rispetto all'aploide. Forme poliploidi possono essere ottenute trattando i semi con colchicina durante la loro germinazione.

Un aumento multiplo del numero di cromosomi è accompagnato da un aumento del peso di semi e frutti, che porta ad un aumento della resa delle piante agricole. L'accademico P.M. ha parlato in modo eloquente del ruolo del metodo per ottenere i poliploidi nella selezione delle piante. Zhukovsky: "L'umanità mangia e si veste principalmente con i prodotti della poliploidia". In Russia sono diffuse varietà poliploidi ottenute sperimentalmente di patate, grano, barbabietola da zucchero, grano saraceno e altre piante coltivate.

III. Consolidamento della conoscenza

Riassumere la conversazione mentre si apprende nuovo materiale.

IV. Compiti a casa

Studia il paragrafo del libro di testo (caratteristiche della biologia vegetale prese in considerazione nell'allevamento, metodi di base dell'allevamento delle piante e loro caratteristiche).

Continua

Selezione artificiale. Per dimostrare il principio storico dello sviluppo della natura vivente, Darwin studiò a fondo la pratica secolare dell'agricoltura e dell'allevamento degli animali e giunse alla conclusione: la diversità delle razze di animali domestici e delle varietà vegetali coltivate è il risultato di variabilità, ereditarietà e selezione artificiale.

La selezione artificiale viene effettuata da una persona e può essere duplice: cosciente (metodica) - in conformità con l'obiettivo che l'allevatore si prefigge, e inconscio, quando una persona non fissa un obiettivo per allevare una razza o varietà con proprietà predeterminate , ma semplicemente elimina gli individui meno preziosi e lascia quelli migliori per la tribù. La selezione inconscia è stata effettuata dagli esseri umani per molti millenni: anche i selvaggi durante la carestia lasciarono alla tribù animali più utili e uccisero quelli meno preziosi. Nei periodi sfavorevoli l'uomo primitivo consumava innanzitutto frutti acerbi o semi più piccoli, e anche in questo caso operava la selezione, ma inconsciamente. In tutti i casi di tale selezione, sono state preservate le forme animali più produttive e le varietà vegetali più produttive, sebbene qui l'uomo abbia agito come fattore di selezione cieca, come qualsiasi altro fattore ambientale. .1

Attraverso secoli di selezione artificiale si sono sviluppate molte forme preziose. In particolare, entro la metà del XIX secolo. Più di 300 varietà di grano sono state registrate nella pratica agricola, 38 varietà di palma da dattero venivano coltivate nei deserti del Nord Africa, 24 forme di albero del pane e altrettante varietà di banane venivano coltivate in Polinesia, e 63 varietà di bambù venivano coltivate in Cina. C'erano circa 1000 varietà di uva, più di 300 uva spina, circa 400 razze di bovini, 250 razze di pecore, 350 razze di cani, 150 razze di piccioni, molte razze pregiate di conigli, polli, anatre, ecc. Sostenitori della costanza delle specie credeva che ciascuna di queste varietà o razza provenisse dal suo diretto antenato. Tuttavia, Darwin ha dimostrato che la fonte della diversità nelle razze animali e nelle varietà vegetali coltivate è uno o un piccolo numero di antenati selvaggi, i cui discendenti sono stati trasformati dall'uomo in direzioni diverse secondo i suoi obiettivi economici, gusti e interessi. Allo stesso tempo, l'allevatore ha utilizzato la variabilità ereditaria inerente alle forme selezionate.

Darwin distingueva tra variabilità definita (ora chiamata modificazione) e variabilità indefinita. Con una certa variabilità, o di gruppo, tutti o quasi i figli di individui esposti alle stesse condizioni cambiano in una direzione; per esempio, quando manca il cibo, gli animali perdono peso; nei climi freddi, i mammiferi hanno una pelliccia più folta, ecc. La variabilità incerta, o individuale, appare nelle deviazioni multidirezionali infinitamente diverse, spesso appena percettibili, dei singoli individui che vivono. insieme, all’interno di una specie, di una razza, di una specie. Attualmente, questa forma di variabilità è chiamata genotipica. La variabilità viene trasmessa alla prole non solo durante la riproduzione sessuale, ma anche durante la riproduzione vegetativa: spesso la pianta sviluppa germogli con nuove proprietà o sviluppa germogli, da cui si formano frutti con nuove qualità (uva, uva spina) - il risultato di una mutazione nel cellula somatica della gemma.

Nei fenomeni di variabilità, Darwin scoprì una serie di modelli importanti, vale a dire: quando un organo o una caratteristica cambia, altri possono cambiare. Ad esempio, nel punto di attacco del muscolo esercitato all'osso si sviluppa una cresta; nei trampolieri, il collo si allunga contemporaneamente all'allungamento degli arti, nelle pecore lo spessore del pelo cambia di conseguenza con l'aumento dello spessore del pelo la pelle. Tale variabilità è detta correlativa o correlativa. Sulla base della variabilità correlativa, l'allevatore può prevedere alcune deviazioni dalla forma originale ed effettuare la selezione nella direzione desiderata.

Selezione naturale A differenza dell'artificiale, si svolge nella natura stessa e consiste nella selezione all'interno della specie degli individui più adattati alle condizioni di un particolare ambiente. Darwin ha scoperto una certa comunanza nei meccanismi della selezione artificiale e naturale: nella prima forma di selezione, la volontà conscia o inconscia dell'uomo si incarna nei risultati, nella seconda prevalgono le leggi della natura. In entrambi i casi si creano nuove forme, ma con la selezione artificiale, nonostante la variabilità incida su tutti gli organi e le proprietà degli animali e delle piante, le razze animali e le varietà vegetali risultanti conservano caratteristiche utili per l'uomo, ma non per gli organismi stessi . Al contrario, la selezione naturale preserva gli individui i cui cambiamenti sono utili alla propria esistenza in determinate condizioni.

In natura si osserva costantemente una variabilità definita e indefinita. La sua intensità qui è meno pronunciata rispetto alle forme domestiche, poiché il cambiamento nell'ambiente naturale avviene in modo impercettibile ed estremamente lento. L’eterogeneità qualitativa emergente degli individui all’interno delle specie, per così dire, porta molti “contendenti” nell’arena evolutiva, consentendo alla selezione naturale di respingere quelli meno adatti alla sopravvivenza. Il processo di “selezione” naturale, secondo Darwin, viene effettuato sulla base della variabilità, della lotta per l’esistenza e della selezione naturale. Il materiale per la selezione naturale è fornito dalla variabilità incerta (genotipica) degli organismi. È per questo motivo che la progenie di qualsiasi coppia di organismi selvatici (così come domestici) risulta essere eterogenea. Se i cambiamenti sono benefici, aumentano le possibilità di sopravvivenza e di procreazione. Qualsiasi cambiamento dannoso per il corpo porterà inevitabilmente alla sua distruzione o all'incapacità di lasciare la prole. La sopravvivenza o la morte di un individuo è il risultato finale della "lotta per l'esistenza", che Darwin non intendeva in senso letterale, ma figurato. Egli distingueva tre forme di lotta per l’esistenza:

A) intraspecifico - il più feroce, poiché gli individui della stessa specie necessitano di fonti di cibo simili, anch'esse limitate, condizioni simili per la riproduzione, rifugi identici;

C) la lotta degli organismi viventi con fattori di natura inanimata: condizioni ambientali durante siccità, inondazioni, gelate precoci, grandine, muoiono molti piccoli animali, uccelli, vermi, insetti, erba.

Come risultato di tutte queste complesse relazioni, molti organismi muoiono o, indeboliti, non lasciano la prole. Gli individui che hanno almeno minimi cambiamenti benefici sopravvivono. I tratti e le proprietà adattive non si presentano immediatamente; si accumulano attraverso la selezione naturale di generazione in generazione, il che porta al fatto che i discendenti differiscono dai loro antenati a livello di specie e a livelli sistematici più elevati.

La lotta per l'esistenza è inevitabile a causa della riproduzione intensiva esistente in natura. Questo modello non conosce eccezioni. Nascono sempre più organismi di quelli capaci di sopravvivere fino all'età adulta e lasciare discendenti. I calcoli mostrano: se tutti i topi nati sopravvivessero, entro sette anni la prole di una coppia occuperebbe l'intera massa continentale del globo. Una femmina di merluzzo depone fino a 10 milioni di uova alla volta, una pianta di borsa da pastore produce 73mila semi, il giusquiamo - 446.500, ecc. Tuttavia, la "progressione geometrica della riproduzione" non avviene mai, poiché c'è una lotta per lo spazio tra gli organismi , cibo, riparo dai nemici, competizione nella scelta di un partner sessuale, lotta per la sopravvivenza con fluttuazioni di temperatura, umidità, illuminazione, ecc. In questa "battaglia", la maggior parte dei nati muore, senza lasciare prole, e quindi in natura il numero di individui di ciascuna specie in media rimane costante.

Tabella Forme di selezione (T.L. Bogdanova. Biologia. Incarichi ed esercizi. Una guida per i candidati alle università. M., 1991)

Quali sono le somiglianze e le differenze tra la selezione naturale e quella artificiale?

La selezione naturale e artificiale si basa sulla variabilità ereditaria. Come risultato della selezione naturale e artificiale, sorgono nuove forme di esseri viventi: specie, varietà di piante e razze di animali.
Nella selezione naturale il criterio è l'utilità di un nuovo tratto per una specie, per la vita dei suoi individui in determinate condizioni. La selezione naturale agisce quindi a vantaggio della specie.
Nella selezione artificiale il criterio è l'utilità di una nuova caratteristica per una persona, e questa caratteristica può anche essere dannosa per l'organismo. Pertanto, la maggior parte delle razze e varietà ottenute artificialmente dall'uomo non possono sopravvivere in condizioni naturali e la loro esistenza è sostenuta dall'uomo. La selezione naturale avviene sulla Terra dal momento in cui appare su di essa la prima creatura vivente. La selezione artificiale è nata abbastanza recentemente, quando le persone hanno iniziato ad allevare animali domestici e ad impegnarsi nell'agricoltura.

Confronto tra selezione artificiale e naturale

1. La selezione naturale - il processo di sopravvivenza degli individui con cambiamenti ereditari utili in determinate condizioni ambientali e l'abbandono della prole da parte loro - è la principale forza trainante dell'evoluzione. La natura non diretta dei cambiamenti ereditari, la loro diversità, la predominanza di mutazioni dannose e la natura direzionale della selezione naturale: la conservazione degli individui solo con cambiamenti ereditari utili in un determinato ambiente.

2. La selezione artificiale è il principale metodo di selezione, che si occupa dello sviluppo di nuove varietà di piante e razze animali. La selezione artificiale è la conservazione da parte dell'uomo per la successiva riproduzione di individui con cambiamenti ereditari di interesse per l'allevatore.
31. La varietà delle varietà vegetali e delle razze animali è il risultato del lavoro di selezione degli scienziati. La dottrina di N. I. Vavilov sui centri di origine e diversità delle piante coltivate.

1. La selezione è la scienza dello sviluppo di nuove varietà di piante e razze animali. Una razza (varietà) è una popolazione creata artificialmente caratterizzata da caratteristiche biologiche ereditarie, caratteristiche morfologiche e fisiologiche e produttività. 2. Charles Darwin è il fondatore della scienza della selezione, che ha dimostrato l'importanza della variabilità ereditaria e della selezione artificiale nella creazione di nuove varietà e razze.

3. Il contributo di N.I. Vavilov allo sviluppo della scienza della selezione e allo sviluppo dei suoi compiti. La giustificazione di N. I. Vavilov per la necessità di utilizzare le leggi della genetica come base scientifica per la selezione. Il suo studio e la creazione di una raccolta di diversità varietale e di specie di piante come materiale di partenza per la selezione.

4. Legge di N. I. Vavilov sulle serie omologiche nella variabilità ereditaria, il suo significato per la selezione: identificazione di cambiamenti ereditari simili in organismi di specie simili.

5. Lo studio di N.I. Vavilov sulla diversità delle specie. La ricchezza del pool genetico delle specie selvatiche, l'eccesso del pool genetico delle varietà vegetali e delle razze animali, la necessità di studiare la ricchezza globale delle specie per la selezione.

6. La dottrina di N. I. Vavilov sui centri di diversità e origine delle piante coltivate. I centri di origine delle piante coltivate sono soprattutto le regioni montuose, antichi centri dell'agricoltura, caratterizzati da una diversità di specie, varietà e patria delle varietà vegetali. Principali centri di origine delle piante coltivate.

7. L'importanza della selezione è la creazione di un'ampia varietà di varietà vegetali altamente produttive, forme poliploidi adatte alla coltivazione in diverse condizioni climatiche, nonché razze animali, forme ibride altamente produttive, polli da carne, ecc.

1. La selezione naturale - il processo di sopravvivenza degli individui con cambiamenti ereditari utili in determinate condizioni ambientali e l'abbandono della prole da parte loro - è la principale forza trainante dell'evoluzione. La natura non diretta dei cambiamenti ereditari, la loro diversità, la predominanza di mutazioni dannose e la natura direzionale della selezione naturale: la conservazione degli individui solo con cambiamenti ereditari utili in un determinato ambiente.

2. La selezione artificiale è il principale metodo di selezione, che si occupa dello sviluppo di nuove varietà di piante e razze animali. La selezione artificiale è la conservazione da parte dell'uomo per la successiva riproduzione di individui con cambiamenti ereditari di interesse per l'allevatore.

3. Confronto tra selezione naturale e artificiale.

4. Il ruolo della selezione naturale nella creazione di nuove varietà di piante e razze animali è quello di aumentare la loro adattabilità alle condizioni ambientali.

36. Metodi fondamentali di selezione degli animali.

La creazione di razze di animali domestici iniziò in seguito alla loro domesticazione e addomesticamento, iniziata 10-12 mila anni fa. La permanenza in cattività riduce l'effetto della forma stabilizzante della selezione naturale. Varie forme di selezione artificiale (prima inconscia e poi metodica) portano alla creazione di un'intera varietà di razze di animali domestici.

L'allevamento degli animali, rispetto all'allevamento delle piante, ha una serie di caratteristiche. In primo luogo, gli animali sono caratterizzati principalmente dalla riproduzione sessuale, quindi qualsiasi razza è un sistema eterozigote complesso. La valutazione delle qualità dei maschi che non si manifestano esternamente in essi (produzione di uova, produzione di latte grasso) è valutata dalla prole e dal pedigree. In secondo luogo, hanno spesso una maturità sessuale tardiva, il cambio generazionale avviene dopo pochi anni. In terzo luogo, i figli sono pochi.

I principali metodi di selezione degli animali sono l'ibridazione e la selezione. Esistono gli stessi metodi di incrocio: consanguineità, consanguineità, e non correlati - consanguineità. La consanguineità, come nelle piante, porta a depressione. La selezione dagli animali viene effettuata secondo esterno(alcuni parametri della struttura esterna), perché Questo è precisamente il criterio per la razza.

1. Intrabreeding: finalizzato alla conservazione e al miglioramento della razza. In pratica, si esprime nella selezione dei migliori produttori, nell'abbattimento degli individui che non soddisfano i requisiti della razza. Negli allevamenti vengono tenuti libri genealogici che riflettono il pedigree, la conformazione e la produttività degli animali nel corso di molte generazioni.

2. Ibridazione utilizzato per creare una nuova razza. In questo caso viene spesso effettuata la consanguineità, i genitori vengono incrociati con la prole, i fratelli con le sorelle, questo aiuta ad ottenere un numero maggiore di individui con le proprietà desiderate. La consanguineità è accompagnata da una rigorosa selezione costante; di solito si ottengono più linee, quindi si incrociano diverse linee.

Un buon esempio è la razza di maiali allevata dall'accademico M.F Ivanov, la steppa bianca ucraina. Per la creazione di questa razza sono state utilizzate scrofe di suini ucraini locali con carne e strutto di basso peso e di bassa qualità, ma ben adattati alle condizioni locali. I tori maschi erano cinghiali della razza bianca inglese. La progenie ibrida fu nuovamente incrociata con cinghiali inglesi, la consanguineità fu utilizzata in diverse generazioni, furono ottenute linee pure, incrociando le quali si ottennero gli antenati di una nuova razza, che in termini di qualità della carne e peso non differivano dalla razza inglese, e nella resistenza - dai maiali ucraini.

3. Utilizzo dell'effetto eterosi. Spesso, durante l'incrocio, l'effetto dell'eterosi appare nella prima generazione. Gli animali eterotici si distinguono per la maturità precoce e l'aumento della produttività della carne; Ad esempio, quando si incrociano due razze di carne di polli, si ottengono polli da carne eterotici; quando si incrociano le razze suine Berkshire e Duroc Jersey, si ottengono maiali a maturazione precoce con grande peso e buona qualità di carne e strutto.

4. Test di progenie effettuata per selezionare i maschi che non presentano determinate qualità (contenuto di latte e grasso dei tori, produzione di uova dei galli). Per fare questo, i produttori maschi vengono incrociati con diverse femmine, si valuta la produttività e altre qualità delle figlie, confrontandole con quelle della madre e con la razza media.

5. Inseminazione artificiale utilizzato per ottenere prole dai migliori tori maschi, soprattutto perché le cellule germinali possono essere conservate alla temperatura dell'azoto liquido per qualsiasi tempo.

6. Utilizzo della superovulazione e del trapianto ormonali Decine di embrioni possono essere prelevati ogni anno da mucche eccezionali e poi impiantati in altre mucche; gli embrioni vengono inoltre conservati alla temperatura dell'azoto liquido; Ciò consente di aumentare più volte il numero di figli di tori eccezionali.

7. Ibridazione a distanza, incrocio interspecifico, è noto fin dall'antichità. Molto spesso, gli ibridi interspecifici sono sterili, la loro meiosi viene interrotta, il che porta all'interruzione della gametogenesi. Sin dai tempi antichi, le persone hanno utilizzato un ibrido tra una cavalla e un asino: un mulo, che si distingue per resistenza e longevità. Ma a volte la gametogenesi negli ibridi lontani procede normalmente, il che ha permesso di ottenere nuove preziose razze di animali. Un esempio sono gli arharomerini, che, come gli argali, possono pascolare in alta montagna e, come le pecore merino, producono buona lana. Ibridi fertili sono stati ottenuti incrociando bovini locali con yak e zebù. Incrociando beluga e sterlet si ottiene un ibrido fertile - bester, furetto e visone - honorik, un ibrido produttivo è tra carpa e carassio.