В основе естественного и искусственного отборов лежит
наследственная изменчивость. В результате естественного и искусственного
отборов возникают новые формы живых существ: виды, сорта растений и
породы животных.
При естественном отборе критерием является полезность
нового признака для вида, для жизни его особей в определенных условиях.
Таким образом естественный отбор действует на пользу виду.
При искусственном отборе критерием является
полезность нового признака для человека, причем этот признак может быть
даже вредным для организма. Поэтому большинство искусственно полученных
человеком пород и сортов не могут выжить в естественных условиях и их
существование поддерживается человеком. Естественный отбор происходит на
Земле с момента появления на ней первого живого существа. Искусственный
отбор возник совсем недавно, когда человек стал разводить домашних
животных и заниматься земледелием.
Показатели | Искусственный отбор | Естественный отбор |
Исходный материал для отбора | Индивидуальные признаки организма наследственная изменчивость мутации |
|
Отбирающий фактор | Условия среды |
|
Путь благоприятных изменений | Отбираются,полезные признаки становятся производительными | Остаются, накапливаются, передаются по наследству |
Путь неблагоприятных изменений | Отбираются, бракуются, уничтожаются | Уничтожаются в борьбе за существование |
Характер действия | Творческий – направленное накопление признаков на пользу человеку | Творческий – отбор приспособительных признаков на пользу особи, популяции, вида, приводящий к возникновению новых форм |
Результат отбора | Новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов | Новые виды Эволюция (изменение, усложнение организмов) Приспособленность организмов к условиям окружающей среды Не может быть культурных растений, одинаково продуктивных в любой местности. Под влиянием естественного отбора происходит районирование сортов |
Формы отбора | Массовый, индивидуальный, бессознательный, методический | Движущий, стабилизирующий, дестабилизирующий, дизруптивный, половой |
Сравнение естественного и искусственного отбора. Сравниваемые признаки. Естественный обор. Искусственный отбор. 1. Отбирающий фактор. Условия внешней среды. Человек. 2. Результаты. Многообразие видов, их приспособленность к среде обитания. Многообразие сортов растений и пород животных их приспособленность к нуждам человека. 3.Продолжите-льность действия. Постоянно, тысячелетия. Около 10 лет - время для выведения сорта или породы. 4. Объект действия. Популяция. Отдельные особи или их группы. 5. Место действия. Природные экосистемы. Научно-исследовательские учреждения (селекционные станции, племенные фермы). 6. Формы отбора. Движущий и стабилизирующий. Массовый и индивидуальный. 7. Материалы для отбора. Наследственная изменчивость. Наследственная изменчивость.
Слайд 16 из презентации «Основы селекции животных» . Размер архива с презентацией 3944 КБ.«Процесс эволюции животных» - В конце голоцена влажный и теплый климат сменился более сухим. Климатический оптимум. Первые животные. Кайнозойская эра. Роль человека. Поздние млекопитающие третичного периода. Развитие в мезозойскую эру. Ранние млекопитающие третичного периода. Животные. Зарождение и развитие животного мира на планете Земля. Царства. Млекопитающие четверичного периода. Животные последнего тысячелетия. История появления жизни на Земле.
«Периоды жизненного цикла клетки» - Анафаза. Телофаза. Интерфаза. Общая схема митоза. Биологический смысл митоза. Фазы митоза. Клеточный цикл. Строение хромосом на стадии метафазы. Практическое закрепление. Задачи урока. Жизненный цикл клетки. Актуализация знаний («вызов»). Метафаза. Эпиграф.
«Характеристика митоза» - Телофаза. Многоядерность. Клетка. Отклонения от митоза. Биологическое значение митоза. Деление растительной клетки. Деление клетки. Клеточный цикл. Амитоз. Размножение организмов. Интервал между клеточными делениями. Интерфаза. Свойства живого. Фазы митоза. Потенциал клетки в делении.
«Биологические ферменты» - Строение ферментов. Механизм действия ферментов. Проблемы медицинской энзимологии. Понятие о ферментах. Основные свойства ферментов. История. Активный центр ферментов. Химическая природа ферментов. Краткая история развития учения. Мультимолекулярные ферментные системы. Ферменты. Применение ферментов.
«Основы селекции животных» - Использование эффекта гетерозиса. Ряд особенностей. Неродственное скрещивание. Селекция опирается и на достижения других наук. Сравнение естественного и искусственного отбора. Процесс гибридизации. Естественный отбор - процесс выживания особей. Классические методы селекции. Высокая урожайность сортов растений. Человек, используя принцип отбора, постепенно увеличивал разнообразие пород. Порода свиней - украинская белая степная.
«Витамины в организме человека» - Основные источники витамина В2. Свертывание крови. Витамин К. Особенности витамина D. Цинга. Растения, богатые витамином Е. Гиповитаминоз. Источники витамина К. Основные источники витамина А. Витамин В5. Низкомолекулярные органические соединения. Источники витамина D. Источники витамина Е. Основные источники витамина В6. Характеристика витаминов. Витамины. Плохая усвояемость пищи. Снижение аппетита.
1. Естественный отбор - процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и оставление ими потомства - главная движущая сила эволюции. Ненаправленный характер наследственных изменений, их разнообразие, преобладание вредных мутаций и направляющий характер естественного отбора - сохранение особей только с полезными в определенной среде наследственными изменениями.
2. Искусственный отбор - основной метод селекции, которая занимается выведением новых сортов растений и пород животных. Искусственный отбор - сохранение человеком для последующего размножения особей с наследственными изменениями, интересующими селекционера.
3. Сравнение естественного и искусственного отбора.
4. Роль естественного отбора в создании новых сортов растений и пород животных - повышение их приспособленности к условиям среды.
36. Основные методы селекции животных.
Создание пород домашних животных началось вслед за их приручением и одомашниванием, которое началось 10-12 тыс. лет назад. Содержание в неволе снижает действие стабилизирующей формы естественного отбора. Различные формы искусственного отбора (сначала бессознательный, а затем методический) приводят к созданию всего многообразия пород домашних животных.
В селекции животных, по сравнению с селекцией растений, есть ряд особенностей. Во-первых, для животных характерно в основном половое размножение, поэтому любая порода является сложной гетерозиготной системой. Оценка качеств самцов, которые внешне у них не проявляются (яйценоскость, жирномолочность), оцениваются по потомству и родословной. Во-вторых, у них часто поздняя половозрелость, смена поколений происходит через несколько лет. В-третьих, потомство немногочисленное.
Основными методами селекции животных являются гибридизация и отбор . Различают те же методы скрещивания - близкородственное скрещивание, инбридинг , и неродственное - аутбридинг . Инбридинг, как и у растений, приводит к депрессии . Отбор у животных проводится по экстерьеру (определенным параметрам внешнего строения), т.к. именно он является критерием породы.
1. Внутрипородное разведение: направлено на сохранение и улучшение породы. Практически выражается в отборе лучших производителей, выбраковке особей, не отвечающих требованиям породы. В племенных хозяйствах ведутся племенные книги, отражающие родословную, экстерьер и продуктивность животных за много поколений.
2. Межпородное скрещивание используют для создания новой породы. При этом часто проводят близкородственное скрещивание, родителей скрещивают с потомством, братьев с сестрами, это помогает получить большее число особей, обладающих нужными свойствами. Инбридинг сопровождается жестким постоянным отбором, обычно получают несколько линий, затем производят скрещивание разных линий.
Хорошим примером может служить выведенная академиком М.Ф.Ивановым порода свиней - украинская белая степная. При создании этой породы использовались свиноматки местных украинских свиней с небольшой массой и невысоким качеством мяса и сала, но хорошо приспособленных к местным условиям. Самцами-производителями были хряки белой английской породы. Гибридное потомство вновь было скрещено с английскими хряками, в нескольких поколениях применялся инбридинг, были получены чистые линии, при скрещивании которых получены родоначальники новой породы, которые по качеству мяса и массе не отличались от английской породы, по выносливости - от украинских свиней.
3. Использование эффекта гетерозиса . Часто при межпородном скрещивании в первом поколении проявляется эффект гетерозиса, гетерозисные животные отличаются скороспелостью и повышенной мясной продуктивностью. Например, при скрещивании двух мясных пород кур получают гетерозисных бройлерных кур, при скрещивании беркширской и дюрокджерсейской пород свиней получают скороспелых свиней с большой массой и хорошим качеством мяса и сала.
4. Испытание по потомству проводят для подбора самцов, у которых не проявляются некоторые качества (молочность и жирномолочность быков, яйценоскость петухов). Для этого производителей-самцов скрещивают с несколькими самками, оценивают продуктивность и другие качества дочерей, сравнивая их с материнскими и со среднепородными.
5. Искусственное осеменение используют для получения потомства от лучших самцов производителей, тем более что половые клетки можно хранить при температуре жидкого азота любое время.
6. С помощью гормональной суперовуляции и трансплантации у выдающихся коров можно забирать десятки эмбрионов в год, а затем имплантировать их в других коров, эмбрионы так же хранятся при температуре жидкого азота. Это дает возможность увеличить в несколько раз число потомков от выдающихся производителей.
7. Отдаленная гибридизация , межвидовое скрещивание, известно с древних времен. Чаще всего межвидовые гибриды стерильны, у них нарушается мейоз, что приводит к нарушению гаметогенеза. С глубокой древности человек использует гибрид кобылицы с ослом - мула, который отличается выносливостью и долгожительством. Но иногда гаметогенез у отдаленных гибридов протекает нормально, что позволило получить новые ценные породы животных. Примером являются архаромериносы, которые, как и архары, могут пастись высоко в горах, а, как мериносы, дают хорошую шерсть. Получены плодовитые гибриды от скрещивания местного крупного рогатого скота с яками и зебу. При скрещивании белуги и стерляди получен плодовитый гибрид - бестер, хорька и норки - хонорик, продуктивен гибрид между карпом и карасем.
| Особенности эволюционного процесса | Искусственный отбор | Естественный отбор |
| Селекционирующий (отбирающий) фактор | Человек | Окружающая среда |
| Движущие силы эволюции | Наследственная изменчивость | Наследственная изменчивость. Борьба за существование |
| Результат | Многообразие сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов | Многообразие видов |
| Приспособленность | Организмы приспособлены к нуждам человека. Формы, обладающие менее полезными свойствами, выбраковываются | Организмы приспособлены к условиям среды. Формы, обладающие менее полезными признаками, вымирают |
| Темпы эволюции | Быстрые (на создание сорта иди породы требуется от 8-10 до 20 лет) | Медленные (тысячи и миллионы лет) |
Таким образом, заслуга Ч. Дарвина состоит в том, что он раскрыл главные движущие силы эволюции:
| Движущие силы эволюции по Ч. Дарвину | Характеристика |
| Наследственность | Способность организмов передавать признаки и свойства от родителей к потомкам |
| Изменчивость | Ч. Дарвин выделял определенную (групповую) и неопределенную (индивидуальную) изменчивость. Основное значение для эволюции имеет неопределенная изменчивость. |
| Естественный отбор | В процессе естественного отбора выживают наиболее приспособленные организмы, сохраняются организмы с полезными для них признаками в данных условиях окружающей среды. В основе естественного отбора по Дарвину лежит борьба за существование |
| Борьба за существование | Борьба за существование включает по Дарвину не только собственно борьбу особи за жизнь, зависимость организма от биотических и абиотических факторов, но и борьбу за успех в обеспечении себя потомством. Ч. Дарвин выделил три формы борьбы за существование |
Результаты эволюции. Главным результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям обитания, что влечет за собой совершенствование их организации. Приспособленность – это результат взаимодействия движущих сил эволюции: наследственности, изменчивости и естественного отбора. В результате действия естественного отбора сохраняются особи с полезными для их процветания признаками. Эти признаки обеспечивают хорошую, но не абсолютную приспособленность организмов к тем условиям, в которых они живут. Приспособленность организмов к среде обитания носит относительный характер. Это означает, что при изменении условий полезные признаки могут оказаться бесполезными или даже вредными.
Все приспособления появились в результате естественного отбора, обеспечивая существование вида в определенных условиях:
Широкое распространение среди животных покровительственной окраски , делающей их менее заметными в местах обитания (на Крайнем Севере многие животные окрашены в белый цвет - это куропатки, медведи);
У некоторых животных распространена предупреждающая (угрожающая) окраска в виде ярких отпугивающих пятен (божья коровка, оса);
- мимикрия (подражание) : многие животные, не имеющие специальных средств защиты, по форме тела и окраске подражают защищенным (неядовитые змеи и насекомые внешне похожи на ядовитых);
- маскировка – приспособление, при котором форма тела и окраска животных сливаются с окружающими предметами (гусеницы некоторых бабочек по форме тела и окраске напоминают сучки);
Многие животные, имеющие специальные защитные приспособления от поедания их другими животными, у многих животных имеются иглы, колючки, хитиновый покров, панцирь, раковина, чешуя;
У животных большую роль в качестве приспособлений играют различного рода инстинкты (инстинкт заботы о потомстве, инстинкты, связанные с добыванием пищи и др.);
У растений имеются приспособления к опылению (яркая окраска венчика и наличие нектара у насекомоопыляемых растений), распространению семян и плодов («парашютики» у одуванчика), защите от потери влаги (превращение листьев в колючки у кактуса).
Другой важный результат эволюции - увеличение многообразия видов . В результате борьбы за существование и естественного отбора выживают наиболее приспособленные организмы, возникают новые популяции, подвиды и виды, происходит процесс видообразования. Изоляция – один из важных факторов видообразования, так как препятствует скрещиванию и обмену наследственной информацией между обособленными популяциями.
Изолирующие механизмы – это различные факторы, преграды, барьеры, затрудняющие свободное скрещивание особей, что влечет за собой появление значительных различий в генотипах разных популяций одного вида, приводит к еще большему обособлению популяций.
Изолирующие механизмы
| Виды изолирующих механизмов | Причины | Примеры |
| Географическая изоляция | Происходит разрыв единого ареала обитания вида на не сообщающиеся между собой части. Причиной разрыва ареала могут быть реки, горы и т. д. Это ограничивает скрещивание особей из разных частей ареала | Популяции, живущие на разных островах |
| Экологическая изоляция | Связана с предпочтением конкретного местообитания, с освоением новых экологических ниш в пределах старого ареала | Лютик едкий распространяется на лугах и полях, а лютик ползучий – в более сырых местах. |
| Поведенческая изоляция | Связана с невозможностью спаривания из-за особенностей поведения | 1) Тетеревиный ток. Чужак не может присоединиться из-за отличий в издаваемых звуках и принимаемых поз во время ухаживания; 2) светлячки при спаривании ориентируются на тип светового сигнала |
| Репродуктивная изоляция | Различия в строении половых органов особей разных видов; несовпадение в сроках размножения | Разные сроки размножения у амфибий, живущих в одном водоеме |
| Нежизнеспособность или стерильность гибридов | Гибриды рождаются, но погибают в раннем возрасте, не достигают половой зрелости; гибриды не способны воспроизводить потомство | Мул – гибрид лошади и осла, стерилен, при его наборе хромосом мейоз невозможен |
Эволюционные процессы протекают на уровне популяций, из которых складывается биологический вид. Возникновение новых видов происходит разными путями. Изолирующие механизмы играют важную роль в процессе образования видов. Процесс видообразования называется микроэволюцией.
Микроэволюция – процессы, которые протекают внутри вида и приводят к образованию новых внутривидовых группировок: популяций и подвидов.
Видообразование бывает двух видов – географическое и экологическое. Различие между ними состоит в том, какой именно способ изоляции послужил исходным для первоначального расхождения популяций. Сущность процесса видообразования в обоих случаях одинакова.
Географическое видообразование связано с расширением ареала исходного вида или пространственной разобщенностью популяций при расчленении ареала на изолированные части физическими преградами: горами, реками.
Примеры географического видообразования:
Возникновение некоторых видов рыб (Предки рыб обитали в море, в ледниковый период стали осваивать и солоноватые водоемы, а затем и пресные, возникающие при таянии ледников на границах моря и материка. Когда ледник отступил, пресные водоемы оказались изолированными. Некоторые рыбы приспособились к изменившимся условиям, приобрели новые признаки, образовали новые виды);
Возникновение нескольких видов ландыша в результате распадения ареала (Исходный родительский вид имел сплошной ареал и был распространен в широколиственных лесах Евразии. После оледенения единый ареал распался на изолированные части. Сформировавшиеся на этих территориях популяции дали начало нескольким видам);
Возникновение вида лиственницы даурской в результате расширения ареала вида лиственницы сибирской (Лиственница сибирская далеко продвинулась на восток, ее популяции заселили территорию от Урала до Байкала и оказались в различных условиях. В результате более суровых условиях под действием борьбы за существование и естественного отбора сформировался новый вид - лиственница даурская).
Экологическое видообразование происходит в тех случаях, когда популяции одного вида остаются в пределах своего ареала, но условия обитания у них оказываются различными.
Примеры экологического видообразования:
Один вид традесканции сформировался на солнечных скалистых вершинах, другой – в тенистых лесах;
Пять видов синиц сформировались в связи с пищевой специализацией : синица большая питается крупными насекомыми в садах, парках; лазоревка – мелкими насекомыми, которых добывает в щелях коры; хохлатая синица - семенами хвойных растений; гаичка и московка – насекомыми в лесах разного типа.
| ВИДООБРАЗОВАНИЕ | |||
| Географическое | Экологическое | ||
| ↓ | ↓ | ||
| Обострение борьбы за существование между особями вида | |||
| ↓ ↓ | |||
| Расселение на новые территории (расширение ареала) | Освоение новых условий обитания в пределах старого ареала | ||
| ↓ ↓ | |||
| Географическая изоляция между популяциями | Экологическая изоляция между популяциями | ||
| ↓ ↓ | |||
| Естественный отбор | |||
| ↓ | |||
| Накопление различий между популяциями | |||
| ↓ | |||
| Возникновение и обособление подвидов | |||
| ↓ | |||
| Продолжение отбора в разных условиях среды, накопление различий между популяциями | |||
| ↓ | |||
| Появление биологической изоляции | |||
| ↓ | |||
| Возникновение новых видов | |||
Такое видообразование происходит медленно, в результате длительного естественного отбора генотипов, несущих полезные для данных условий признаки.
Полиплоиды – материал для увеличения видового разнообразия. Образование новых видов в результате хромосомных перестроек происходит мгновенно, или скачкообразно. Полиплоидия – явление кратного увеличения набора хромосом в ядрах клеток организмов. Она может возникнуть как самопроизвольно, так и под влиянием человека.
Микроэволюция – процессы, которые протекают внутри вида и приводят к образованию новых внутривидовых группировок – популяций и подвидов. Изучая процесс эволюции, ученые выделяют следующие типы эволюционных изменений: параллелизм, конвергенция, дивергенция .
Дивергенция – расхождение признаков в процессе эволюции, приводящее к образованию новых форм, или таксонов, организмов от общего предка. В результате дивергенции возникают гомологичные органы – органы, имеющие общее происхождение, но выполняющие разные функции: на основе дивергенции одни органы тела преобразуются в другие в связи с выполнением ими новых функций. Пример: конечности наземных позвоночных животных (земноводные, пресмыкающиеся, млекопитающие, птицы) имеют единый план строения и общее происхождение, хотя внешне отличаются друг от друга в связи с приспособлением к разным условиям – результат дивергенции. В основе дивергенции лежит экологическая дифференциация вида (или группы видов) на самостоятельные ветви. Различия между видами одной группы в процессе эволюции, в результате действия отбора, все более и более углубляются. Но при этом сохраняется и определенная общность признаков морфофизиологической организации, что свидетельствует о происхождении данной группы от общего предка. При дивергенции сходство между организмами объясняется общностью их происхождения, а различия - приспособлением к разным условиям среды.
Конвергенция – независимое возникновение сходных признаков у организмов, не родственных друг другу; возникает при заселении разными видами сходных мест обитания. В результате конвергенции возникают аналогичные органы – органы, выполняющие сходные функции, но имеющие разное происхождение. Пример: внешнее сходство крыльев птиц и насекомых (аналогичные органы), мимикрия. При конвергентном развитии сходство между неродственными организмами бывает всегда только внешним, так как эволюционным изменениям в одном направлении подвергаются внешние признаки как результат приспособления к одинаковым условиям среды. Таким образом, конвергенция обусловлена одинаковой средой обитания, в которую попадают неродственные организмы.
Параллелизм (параллельное развитие) – это процесс эволюционного развития генетически близких групп организмов, сформировавшихся в результате дивергенции от общего предка, в сходном направлении в силу того, что они оказались в одинаковых условиях окружающей среды.
Считается учение об искусственном отборе. Основные характеристики, виды и особенности этого понятия мы разберем в нашей статье.
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.
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.
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.
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.
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.
