Сделать вывод о причинах многообразия сортов пород кур и капусты
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 21.09.2024
Людьми давно владела мечта об управлении наследственностью. Они стремились найти средства, изменяющие наследственность. Чаще всего люди изменяли наследственность, даже не подозревая об этом. Чарлз Дарвин показал, что началось это с бессознательного отбора, когда хозяева сохраняли в первую очередь самые ценные экземпляры домашних животных и введенных в культуру растений. О направленном изменении пород и сортов люди не думали, тем не менее, животные и растения изменялись из поколения в поколение. Таким образом, главная причина многообразия пород и сортов – искусственный отбор.
Отбор, производимый человеком на основе наследственной изменчивости с целью создания пород и сортов, называется искусственным.
Посещая сельскохозяйственные выставки, Ч.Дарвин обратил внимание на большое разнообразие пород и сортов и задался целью выяснить причины этого многообразия. К 40-м гг. XIX в. было известно большое число пород крупного рогатого скота (молочных, мясных, мясо-молочных), лошадей (тяжеловозов, скаковых), свиней, собак, а также кур. Число сортов пшеницы превышало 300, винограда – 1 тыс. Породы и сорта, принадлежащие к одним и тем же видам, часто настолько сильно отличались друг от друга, что их можно было принять за разные виды.
Многие сторонники учения о постоянстве и неизменяемости видов считали, что каждая порода, каждый сорт произошли от отдельного дикого предка. Дарвин обстоятельно изучил происхождение разных пород домашних животных и пришел к заключению, что человек сам создал все их многообразие, как и многообразие сортов культурных растений, изменяя в разных направлениях один или несколько родоначальных диких видов. Особенно подробно Дарвин исследовал происхождение пород домашнего голубя.
Несмотря на большие различия, породы домашних голубей имеют очень важные общие признаки. Все домашние голуби – общественные птицы, гнездятся на зданиях, а не на деревьях, как дикие. Голуби разных пород легко скрещиваются и дают плодовитое потомство. При скрещивании особей, принадлежащих к разным породам, Дарвин получил потомство, по окраске удивительно сходное с диким сизым (скалистым) голубем. Ученый сделал вывод, что все породы домашних голубей произошли от одного вида – дикого сизого (скалистого) голубя, обитающего на крутых утесах Средиземноморского побережья и севернее, до Англии и Норвегии. Обыкновенный сизый голубь похож на него окраской оперения.
Точным исследованием анатомических и физиологических признаков Ч.Дарвин установил, что все породы домашних кур произошли от банкивской курицы – дикого вида, обитающего в Индии, на Мадагаскаре и Зондских островах; породы крупного рогатого скота – от дикого тура, истребленного в XVII в.; породы свиней – от дикого кабана. Сорта огородной капусты произошли от дикой капусты, еще и теперь встречающейся по западным берегам Европы.
Дарвин обратился к сельскохозяйственной литературе, к отчетам выставок, старым каталогам и прейскурантам, изучил практику коннозаводчиков, голубеводов, садоводов и установил, что постоянно появлялись новые породы и сорта, которые были более совершенными и разнообразными по своим признакам по сравнению с ранее существовавшими. В отдельных случаях новые признаки у домашних животных и культурных растений возникали случайно, внезапно; человек не накапливал их путем направленного отбора. Так появились коротконогая овца, цельнолистная земляника. Они заинтересовали человека своей необычностью, и он закрепил эти признаки в породе, сорте. Но, как правило, человек активно участвовал в длительном процессе создания нужных ему признаков и свойств пород и сортов.
В стаде, стае, в поле, на грядке и т.д. человек замечал отдельное животное или растение с каким-то представляющим для него интерес, хотя бы и мелким, наследственным отличием, отбирал эти особи на племя и скрещивал их. Все другие особи не допускались до размножения. Из поколения в поколение оставлялись в качестве производителей особи, у которых данный наследственный признак был выражен наиболее заметно. Таким образом признак усиливался и накапливался в этой искусственной популяции.
Отбору иногда предшествовало скрещивание для получения в потомстве комбинаций генов, а значит и более разнообразного материала, для искусственного отбора. Например, родоначальник всемирно известной русской породы орловских рысаков был получен так. Сначала скрестили жеребца арабской верховой породы с лошадью датской тяжеловозной, а появившегося от них жеребца – с лошадью голландской рысистой породы. Затем проводился отбор по определенным признакам.
Дарвин считал, что практикам хорошо известно, как получать новые породы домашних животных и сорта культурных растений. Поэтому он рассмотрел сначала причины образовании пород и сортов, а потом видов в естественном состоянии, полагая что при таком подходе его идеи будут более доказательными.
Многообразие пород и сортов. К 40-м годам прошлого столетия было известно большое число пород крупного рогатого скота (молочных, мясных, мясо-молочных), лошадей (тяжеловозов, скаковых), свиней, собак, а также кур. Число сортов пшеницы превышало 300, винограда – 1000. Породы и сорта, принадлежащие к одним и тем же видам, часто настолько отличаются друг от друга, что их можно принять за разные виды. Каждая порода или каждый сорт по своим признакам всегда отвечает интересам человека, ради которых он их разводит.
Многие сторонники учения о постоянстве и неизменяемости видов считали, что каждая порода, каждый сорт произошли от отдельного дикого вида. Дарвин обстоятельно изучил происхождение разных пород домашних животных и пришел к заключению, что человек сам создал все их многообразие, как и сортов культурных растений, изменяя в разных направлениях один или несколько родоначальных диких видов. Особенно подробно Дарвин исследовал происхождение пород домашнего голубя.
Происхождение пород и сортов. Несмотря на большие различия, породы домашних голубей имеют очень важные общие признаки. Все домашние голуби – общественные птицы, гнездятся на зданиях, а не на деревьях, как дикие. Голуби разных пород легко скрещиваются и дают плодовитое потомство. При скрещивании особей, принадлежащих к разным породам, Дарвин получил потомство, по окраске удивительно сходное с диким сизым (скалистым) голубем. Ученый сделал вывод, что все породы домашних голубей произошли от одного вида – дикого сизого (скалистого) голубя, обитающего на крутых утесах Средиземноморского побережья и севернее, до Англии и Норвегии. Обыкновенный сизый голубь похож на него окраской оперении.
Точным исследованием анатомических и физиологических признаков Дарвин установил, что все породы домашних кур произошли от банкивской курицы дикого вида, обитающего в Индии, на Шри-Ланке и Зондских островах; породы крупного рогатого скота от дикого тура, истребленного в XVII в.; породы свиней – от дикого кабана. Сорта огородной капусты произошли от дикой капусты, еще и теперь встречающейся по западным берегам Европы [4].
Рис. 4. Породы капусты (по Дарвину) и их дикий родоначальник Выведение новых пород и сортов. Достаточно ли только наследственной изменчивости для объяснения поразительного многообразия пород домашних животных и сортов культурных растений и их соответствия той цели, с которой их разводят?
Дарвин обращается к сельскохозяйственной литературе, к отчетам выставок, старым каталогам и прейскурантам, изучает практику коннозаводчиков, голубеводов, садоводов и устанавливает, что постоянно появлялись новые породы и сорта, которые были более совершенны и разнообразны по своим признакам по сравнению с ранее существовавшими. В отдельных случаях новые признаки у животных и культурных растений возникали случайно, внезапно; человек не накапливал их путем направленного отбора. Так появились коротконогая овца, цельнолистная земляника. Они заинтересовали человека своей необычностью, и он закрепил эти признаки в породе, сорте. Но, как правило, человек активно участвовал в длительном процессе создания нужных ему признаков и свойств пород и сортов.
В стаде, стае, в поле, на грядке и т. д. человек замечал отдельное животное или растение с каким-то представляющим для него интерес, хотя бы и мелким наследственным отличием, отбирал эти особи на племя и скрещивал их. Все другие особи не допускались до размножения. Из поколения в поколение оставлялись в качестве производителей особи, у которых данный наследственный признак был выражен более заметно. Таким образом признак усиливался и накапливался в этой искусственной популяции.
Отбору иногда предшествовало скрещивание для получения в потомстве комбинаций генов, а значит, и более разнообразного материала для искусственного отбора. Например, родоначальник всемирно известной русской породы орловских рысаков был получен так, Сначала скрестили жеребца арабской верховой породы с лошадью датской тяжеловозной, а появившегося от них жеребца – с лошадью голландской рысистой породы. Затем проводился отбор по определенным признакам.
Творческая роль отбора. Отбор ведет к изменению органа или признака, совершенствование которого желательно для человека [5]. Породы и сорта, происходящие от общих диких предков, развивались под влиянием человека в разных направлениях сообразно его хозяйственным целям, вкусам и запросам. Они становились все более и более не похожими друг на друга и на дикий вид, от которого произошли. Роль искусственного отбора в эволюции пород и сортов неправильно было бы сравнить с решетом, через которое просто отсеиваются негодные для человека уклонения. Отбор особей с нужными человеку наследственными изменениями приводит к созданию совершенно новых сортов и пород, т. е. никогда ранее не существовавших органических форм с признаками и свойствами, сформированными самим человеком.
Рис. 5. Постепенное нарастание признаков породы
Поэтому искусственный отбор является главной движущей силой в образовании новых пород животных и сортов растений, приспособленных к интересам человека. Учение об искусственном отборе теоретически обобщило тысячелетнюю практику человека по созданию пород домашних животных и сортов культурных растений и стало одной из основ современной селекции.
1. Как объяснить многообразие пород домашних животных и сортов культурных растений? 2. Какие формы изменчивости служат исходным материалом для искусственного отбора? 3. Покажите на примерах влияние отбора на направления породо- и сортообразования. 4. В чем состоит творческая роль искусственного отбора?
В нашей стране выращивают капусту трех основных групп спелости: ранне-, средне- и позднеспелую, хотя есть и промежуточные. Кроме того, сорта рекомендуются для разного типа использования: для употребления в пищу в свежем виде сразу же после уборки или в период длительного хранения, для квашения, для маринования, для сушки и т. д. Кроме этого, сорта создаются с учетом различных технологий возделывания, принятых в том или ином регионе.
Большое значение для успешного получения урожая имеет и зона возделывания сорта, т. е. его районирование.
Раньше сорта создавались для какого-то определенного региона, в котором он мог более полно реализовать свой потенциал, заложенный в нем селекционером. Теперь, с развитием технологий производства (капельный полив, в том числе совмещенный с подкормками, и др.), урожай стал меньше зависеть от природно-климатических условий.
К тому же сорта и гибриды стали более универсальными. Они могут выращиваться как в рассадной, так и в безрассадной технологиях, быстро созревают, но могут расти и дальше, набирая массу кочана, используются в качестве свежей продукции, хорошо хранятся, но могут и заквашиваться. При этом от подобных сортов требуется высокое качество продукции – кочаны должны дружно созревать, иметь одинаковый размер, плотность и вкус. Кроме того, в наше время ожидается, что растения смогут противостоять возбудителям болезней и повреждению вредителями без обработок пестицидами.
Этим требованиям в полной мере отвечают современные гетерозисные гибриды.
Наблюдение изменчивости у одомашненных животных и растений имеют важнейшее значение. Т.к. предоставляет богатый доказательный материал. Дарвин постулирует, что все ныне существующие одомашненные животные и сорта растений не существовали в природе. Породы которой видовой группы всегда имеют происхождение от одной, реже нескольких природных форм. Т.е. имеет место монофилитическое происхождение любой группы. В качестве доказательства он приводит некоторые особенности. Как дикий скалистый так и все одомашненные виды голубей не вьют гнезда на деревьях. В гнезде нормой является 2 яйца. Скалистый голубь характеризуется воркованием. Металлический блеск на оперении, особенно выражен на грудке. Сходное ритуальное ухаживание в парах. Все межгибридные породы жизнеспособны и плодовиты, что указывает на их родство. Регистрируются случае, когда в гибридных потомствах выщепляются фенотипы, соответствующие во многом дикому скалистому. Аналогичные доводы Дарвин приводит и к другим формам. Все породы кур произошли от дикой Банкиевской курицы.
Изменчивость в природе. Дарвин доказывает это двумя моментами:
1. наличием "сомнительных видов". Сомнительными видами Дарвин называет формы, о которых нельзя точно сказать является, они самостоятельными или представляют подвиды крупных видов. Много сомнительных видов у растений. Классификация видов в таком случае зависит от взгляда конкретного ученого.
2. наличие многих подвидов и внутривидовых форм у широко распространенных видов с разнообразными условиями обитания, и наоборот. Небольшое количество наличия или отсутствия подвидов и вариаций у видов с небольшим ареалом. Находясь в 5ти летнем кругосветном путешествии на корабле "Бигль", будучи в южной Америке он исследовал находки ископаемых муравьедов, ленивцев, броненосцев. Он отмечает, что изменение организмов носит плавный характер, но не отдельными факторами творения. Некоторые формы вымерших животных поражают его тем, что совмещают признаки нескольких современных отрядов. Это свидетельствует о общности происхождения. Т.о. таксоны любого порядка имеют монофилитическое происхождение, как и близкородственные виды по аналогии с происхождением культурных форм.
Следует подчеркнуть его исследования на Голопогосских островах - вьюрки. Дарвин считает, что главным фактором изменчивости видов является изоляция. Скрещивание особей на ограниченной территории, в соответствии с неопределенной изменчивостью приводят к образованию нового вида.
Анализируя все многообразие культурных форм и видовое разнообразие в природе Дарвин приходит к выводу, что только изменчивостью невозможно объяснить эволюционный процесс, т.к. изменчивость носит разнонаправленный характер. Эволюция же представляет собой направленный феномен. Т.о. Главным механизмом, создающим направление эволюции ученый определяет естественный отбор. Дарвин выделяет 3 формы отбора.
1. искусственный отбор - производиться человеком по принципу приспособленности тех или иных форм к потребностям человека. По интересующим признакам происходит дифференцировка пород и сортов. Благодаря различным направлениям интересов для каждой породы закрепляются особые признаки. При этом другие признаки не учитываются. Включает 2 составляющие: а). селекция - выбор особей наиболее соответствующих интересам человека. В группе замечается отдельные индивидуумы с нужными задатками, они отбираются, скрещиваются, далее в череде поколений признак усиливается. Особое значение имеет неродственное скрещивание и высокий уровень изменчивости. В силу коррелятивной изменчивости могут изменяться и другие взаимосвязанные органы и признаки. Хотя специально по ним отбора не велось. б). элиминация - недопущение к дальнейшему размножению менее удовлетворительных форм.
2. естественный отбор - Дарвин по естественным отбором понимал - выживание наиболее приспособленных и элиминация наименее приспособленных. Естественный отбор главный двигатель эволюции. Сам Дарвин абсолютных доказательств действия естественного отбора в природе не предоставил. Его доказательства носят логический характер. Причина: действие естественного отбора задается совокупностью факторов среды, их изменения во времени носят длительный характер. А следовательно и эволюционный процесс, качественным этапом которого является вид, так же носит длительный характер. Однако, среди аргументов, можно выделить пример с катскиллскими волками в этом регионе обитает две хорошо различимые популяции. Одна из них в предгорьях, где основной пищей для них служат одомашненные овцы. Волки с коренастым телосложением, относительно короткими ногами и этологией при охоте. Незаметно приблизившись к овцам быстро разрывают шейные артерии и молненостно уносят свою жертву в безопасное место. Вторая форма характеризуется более изящным телосложением, относительно длинноноги. При охоте преследуют свою жертву. Убив ее съедает тут же. Они обитают на более высоком уровне над уровнем моря. Две эти формы результат действия Е.О. Другой пример: у пчел и шмелей в разных популяциях разная длина хоботка. Причем она коррелирует с высотой стоба цветка тех растений, которые произрастают в соответствующей стране.
Дарвин определяет обстоятельства, благоприятствующие действию Е. О.
А). высокая частота неопределенной изменчивости. Б). многочисленность особей вида. В). Неродственное скрещивание - полезность не родственных скрещиваний показано экспериментально. Дарвин использовал капусту (самоопыляемое растение) на опытном поле ученый высадил 223 сеянца разных разновидностей. В следствии поколений только 78 потомков сохранили чистые признаки материнской формы. Неродственные скрещивания порождает изменчивость, что повышает устойчивость вида. (гибриды при неродственном скрещивании иногда имеют преимущества, в то время как самооплодотворение часто в ряду поколений приводит к вырождению). Г). изоляция - чем сильнее изолирована группа особой от другой, тем сильнее различие. Д). обширность ареала с различными условиями обитания.
3. Дарвин выделяет половой отбор, как чистый случай естественного отбора. Осуществляется по принципу наибольшей вероятности оставления потомства. В этом случае возникают признаки, которые не имеют непосредственно адаптивного значения и даже вероятность выживания самой особи. В результате полового отбора возникают различия между полами. Дарвин определяет 2 формы: активные самцы при выборе самок. При этом закрепляются признаки, повышающие боеспособность самцов. Более агрессивное поведение, орудие нападения, защиты. И активные самки при выборе самцов. В этом случае самки могут быть крупнее. Самки выбирают самцов по их ритуальным ухаживаниям. Самцы могут привлекать самой химизмом (лемуры), звуковые сигналы (птицы). Т.о. Е.О. может вестись в различных направлениях и не только обеспечивать жизнь особи, но и обеспечивать воспроизведение данного фенотипа.
Вопрос 1. Сорта растений и породы животных как искусственные популяции, их сходство и отличия с естественными популяциями. Причины многообразия сортов, пород и естественных популяций.
Возникновение селекции как науки связано с необходимостью решения продовольственной проблемы населения. Основной задачей всей селекционной работы является выведение новых и совершенствование уже существующих сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Сортом, породой или штаммом называют устойчивую группу (популяцию) живых организмов, искусственно созданную человеком и имеющую определенные наследственные особенности. Все особи внутри этой группы имеют идентичные наследственно закрепленные морфологические, физиолого-биохимические и хозяйственные признаки и свойства, а также однотипную реакцию на действие факторов внешней среды.
Ч. Дарвин был уверен, что все многообразие сортов растений и пород животных – заслуга человека. В начале он приступил к изучению пород и сортов, и только затем – видов в их естественном состоянии. Он опровергнул теорию сторонников учения о постоянстве и неизменяемости видов, состоящую в том, что каждая порода и каждый сорт произошли от отдельного дикого вида, и доказал, что люди сами изменяли в разных направлениях родоначальные дикие виды. Причем новые породы и сорта появлялись постоянно, а их признаки были более совершенны по сравнению с предыдущими. В большинстве случаев человек при помощи отбора достигал новых свойств, но иногда они появлялись случайно. Часто для получения в потомстве новых комбинаций генов проводили скрещивание и только затем применяли искусственный отбор. Искусственный отбор необходим для совершенствования признаков растений или животных в соответствии с потребностями и интересами человека. Часто выведенные породы или сорта совсем не похожи друг на друга и на дикие виды, от которых произошли. Разница между естественными и искусственными популяциями состоит в том, что при естественном отборе происходит сохранение признаков, наиболее полезных для организма в условиях среды. Поэтому такие особи хорошо приспособлены для выживания, тогда как особи в искусственных популяциях не смогли бы выжить без помощи человека.
Признаки, которые выбирались у организмов человеком, не всегда были полезными для них самих, нередко снижали их конкурентоспособность по сравнению с организмами других искусственных групп или их дикими сородичами. Во многих случаях при искусственном отборе с определенной направленностью возрастала гомозиготность генотипов, при этом ряд отрицательных признаков сразу проявлялся в фенотипе особей. Для поддержания нормальной жизнедеятельности таких групп организмов человек должен прилагать постоянные усилия, тогда как их дикие родственные формы успешно функционируют в природе сами. Таким образом, индивидуальный и массовый отбор организмов позволил получить огромное разнообразие сортов растений и пород животных, отвечающих потребностям человеческого общества, но зависимых в природе от человека.
Действие естественного отбора обусловлено изменением условий окружающей среды. Тогда внутри вида начинается процесс расхождения признаков, или дивергенция. Из одного вида происходит образование нескольких новых форм. Те из них, что имеют наибольшие расхождения по признакам с исходными формами, не конкурируют с ними и поэтому имеют больше шансов выжить и оставить после себя потомство. Процесс образования внутривидовых группировок – подвидов – носит название микроэволюции.
Вопрос 2. Биомасса или живое вещество биосферы. Закономерности распространения биомассы в биосфере, тенденция ее изменения под влиянием деятельности человека.
Совокупность всех живых организмов, населяющих Землю, составляет живое вещество, или биомассу, планеты. Наибольшей концентрации в биосфере биомасса достигает у поверхности суши и океана, так как в этих местах природные условия, такие как температура и влажность воздуха, наличие кислорода и других химических элементов, являются в высшей степени пригодными для жизни.
В верхних слоях атмосферы с высокой концентрацией ультрафиолетовых лучей, в глубинах океана, куда не проникает дневной свет, и в недрах литосферы, где температура достигает более 100 ° С, концентрация жизни сравнительно мала. Крайних пределов биосферы достигают лишь низшие организмы – бактерии. Накопление биомассы так же находится в прямой зависимости от наличия зеленой растительности, выделения кислорода и поглощения углекислого газа при фотосинтезе. В биосфере растительная масса намного превосходит животную. Биомасса составляет около 0,01 % массы всей биосферы, но ее значение на Земле огромно.
От полюсов по направлению к экватору количество как растительности, так и биомассы соответственно возрастает. Наибольшим же разнообразием видов (свыше 8000) отличаются влажные тропические леса. Вместе с растительностью к экватору возрастает число животных видов. Наивысшей плотности биомасса достигает при большом разнообразии строения организмов, т. е. при различной приспособленности видов к условиям совместного существования. Такая картина наблюдается в биогеоценозах, где виды связаны между собой цепями питания. Цепи питания образуют сложную сеть передачи химических элементов и энергии от одного звена к другому.
На биомассу суши большое влияние оказывает человек. Его действия направлены на увеличение земли для собственной жизнедеятельности за счет сокращения площадей, производящих биомассу. Часто хозяйственная и промышленная деятельность его приводит к массовой гибели почвенных организмов, играющих важную роль в биосфере.
Более 2/3 поверхности планеты занимает Мировой океан. Поверхность океана глубиной до 100 м занимают микроскопические одноклеточные водоросли, образующие микропланктон. Он является основной пищей животных, населяющих океан. Кроме этого дно океана заселено множеством организмов, которые носят название бентоса. В океане происходит около 1/3 всего фотосинтеза планеты. Однако количество биомассы в Мировом океане в 1000 раз меньше, чем на суше.
Деятельность человека, в частности добыча нефти в морях и ее транспортировка в танкерах, приводит к загрязнению вод Мирового океана. Это крайне губительно сказывается на жителях морских глубин. Для сохранения биомассы Мирового океана необходимо соблюдение мер по защите и охране вод от загрязнения. Несмотря на то, что человечество представляет собой сравнительно небольшую биомассу в биосфере, масштабы его деятельности столь велики, что часто наносят непоправимый ущерб природной среде. Используя природные ресурсы, человек в течение года перемещает более 4 трлн т вещества, создает множество химических соединений, часть которых не включается в круговорот веществ, а накапливается и загрязняют биосферу. Промышленные выбросы загрязняют окружающую среду и вызывают снижение уровня солнечной радиации.
Вопрос 3. Из предложенных гербарных материалов, коллекций, муляжей, чучел составить цепь питания, определить направление движения вещества и энергии в ней. Объяснить, почему в данной цепи начальное звено составляют растения.
Рассмотрим пищевую цепь на примере биогеоценозов суши. На суше пищевые цепи обычно состоят из 3–5 звеньев, например: степные злаки → кузнечики → ящерицы → змеи → степной орел. В данной цепи начальное звено составляют зеленые растения, непосредственно преобразующие энергию солнечного света в энергию органических веществ, необходимых для жизнедеятельности всех остальных живых организмов, входящих в пищевую цепь.
Количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса хищников меньше, чем масса растительноядных. Эта закономерность называется правилом экологической пирамиды.
При переходе на следующий трофический уровень поток энергии уменьшается в направлении от продуцентов (зеленых растений) к консументам (животным), так как большая часть энергии тратится организмами на обмен веществ с окружающей средой и рассеивается в виде тепла.
Читайте также: