История происхождения отдельных сортов культурных растений и пород домашних животных

Обновлено: 08.07.2024

Все современные сорта растений и породы животных, без ко­торых немыслима современная цивилизация, созданы челове­ком благодаря селекции. В наше время перед селекцией стоят громадные задачи по созданию новых высокопродуктивных по­род животных и сортов растений, приспособленных к услови­ям современного индустриального сельского хозяйства, а также нужных человеку штаммов микроорганизмов.

Важное место в теории селекции занимает генетика, поэто­му развитие генетических основ селекции необходимо для сель­скохозяйственной практики.

2. Одомашнивание как первый этап селекции.Все современ­ные домашние животные и культурные растения произошли от диких предков. Процесс превращения диких животных и рас­тений в культурные формы называют одомашниванием. Глав­ным фактором одомашнивания служит искусственный отбор организмов, отвечающих требованиям человека. Если самка первобытного тура — предка современного крупного рогатого скота — продуцировала лишь десятки или сотни килограммов молока, необходимые ей для кормления теленка, то отдельные коровы современных пород дают до 15 000кг молока за лакта­цию, т. е. за период между отелами.

Для животных, например, первым условием, а вместе с тем и показателем одомашнивания было создание (путем отбора) осо­бей, способных к контактам с человеком, к сосуществованию с ним. Иначе говоря, человек изменял поведение животных, пре­вращая их из диких в домашних. В условиях естественной при­роды культурные, т. е. одомашненные, формы существовать, как правило, не могут.

Уже на первых этапах процесс одомашнивания вызвал рез­кое повышение изменчивости животных и растений, что созда­ло предпосылки для успешного осуществления искусственного отбора. В результате этого между породами современных домаш­них животных и сортами растений возникли большие различия. Эти различия во многих случаях превышали различия не толь­ко между видами, но даже родами.

Первые попытки одомашнивания животных и растений пред­принимались людьми еще за 20—30 тыс. лет до н. э. Одомаш­нивание животных началось, вероятно, со случайного выращи­вания диких животных человеком. Некоторые из этих еще ди­ких животных могли существовать в контакте с человеком и начали размножаться в условиях, созданных для них. Так на­чался первый этап их одомашнивания.

Широкое одомашнивание начинается с VIII—VI тыс. до н. э. Именно тогда человек вовлек в культуру подавляющее большин­ство животных и растений. Некоторые виды животных и растений были одомашнены значительно позднее. Так, кроликов люди стали разводить лишь в Средневековье, сахарную свеклу стали возделывать как поле­вое сахарное растение только в XIX в., а мяту — в XX в.

В наше время человек для удовлетворения своих потребнос­тей продолжает одомашнивать новые виды животных и расте­ний. Для получения высококачественной пушнины в XX столе­тии создана новая отрасль животноводства — пушное зверовод­ство. Несомненно, человек в дальнейшем будет вовлекать в одо­машнивание все новые виды животных и растений.

3. Центры происхождения культурных растений.Выдающийся вклад в развитие представлений о центрах происхождения куль­турных растений внесли Н. И. Вавилов и его сотрудники.

В результате многочисленных экспедиций, организованных Н. И. Вавиловым в самые отдаленные уголки планеты, где воз­никли древние земледельческие цивилизации, была собрана уни­кальная, самая крупная в мире коллекция разнообразных куль­турных растений. Именно она послужила фундаментом той ог­ромной коллекции, которая ныне находится в институте расте­ниеводства им. Н. И. Вавилова (Санкт-Петербург) и активно слу­жит интересам науки и практики.

В настоящее время выделяют восемь главных центров про­исхождения культурных растений (табл.). Исследования пока­зали, что родоначальником культурного риса стали два диких вида этого растения — азиатский и африканский. Из 20 диких видов ячменя (многолетних) был одомашнен лишь один вид — двурядный ячмень. Главные центры происхождения культурных растенийи их одомашнивания

Название центра Одомашненные растения
1. Индонезийско-Индокитайский 2. Китайско-Японский 3. Среднеазиатский 4. Переднеазиатский 5. Средиземноморский 6. Африканский 7. Южноамериканский 8. Среднеамериканский Бананы, сахарная пальма, саговая паль­ма, хлебное дерево, сахарный тростник Рис, просо, соя, шелковица Горох, лен, морковь, лук, миндаль, грец­кий орех, виноград Пшеница, рожь, ячмень, овес, нут, че­чевица Оливковое дерево, капуста, брюква, лю­пин Сорго, кунжут, клещевина, хлопчатник, арбуз, кофе Маниок, фасоль, томаты, арахис, ананас, картофель Кукуруза, фасоль, тыква, красный пе­рец, табак, какао

Овес и рожь одомашнены значительно позднее, чем пшени­ца и ячмень. До этого они существовали как дикие растения, засорявшие посевы пшеницы.

О происхождении и систематическом положении современ­ных культурных растений судят на основе сравнительно-морфо­логического, физиологического исследования, а также изучения структуры хромосом.

Районы одомашнивания животных.Районы одомашнивания животных, как можно судить на основании современных зооло­гических и археологических исследований, связаны с центрами происхождения культурных растений. По-видимому, в районах Индонезийско-Индокитайского центра впервые были одомашне­ны животные, не образующие крупных стад: собака, свинья, куры, гуси, утки.

В районах Передней Азии, как предполагают, впервые были одомашнены овцы, а в Малой Азии — козы. Предок круп­ного рогатого скота — тур — впервые одомашнен в ряде областей Евразии, предки домашней лошади — в степях При­черноморья. В районе американских центров происхождения растений были одомашнены такие животные, как лама, альпа­ка, индейка.

Происхождение домашних животных.Одно из наиболее древ­них домашних животных — собака. До недавнего времени бы­ло много споров о происхождении собаки. Теперь установлено, что единственным предком домашней собаки был волк. Родона­чальником крупного рогатого скота был первобытный бык — тур. Тур распространился в Евразии и Северной Африке, но постепенно был уничтожен человеком.

Предками домашней овцы были, по-видимому, дикие ба­раны — муфлоны, которые в свое время широко распростра­нились в нагорьях юга Европы и Передней Азии. Многие исследователи предполагали, что предком домашней лошади послужила дикая лошадь Пржевальского. Однако после того, как было обнаружено различие в числе хромосом между домаш­ней лошадью и лошадью Пржевальского, возможным предком домашних лошадей стали считать тарпана — дикую лошадь южнорусских степей, окончательно истребленную в конце XIX — начале XX в. Тарпан и лошадь Пржевальского произошли от какого-то общего предка.

Родоначальник домашней свиньи — дикий кабан распрост­ранен на огромной территории Евразии. Предком домашней кошки была африканская дикая кошка. Домашняя курица про­изошла от дикой красной курицы джунглей.

Таким образом, для каждого вида домашних животных или растений, несмотря на обилие пород и сортов, удается отыскать, как правило, одного дикого предка, который и был подвергнут одомашниванию.

Практическое воплощение законов наследственности и изменчивости нашло отражение в селекции животных, растений и микроорганизмов — способе выведения полезных для человека пород и сортов организмов. В этой главе вы познакомитесь с методами селекционной практики и некоторыми результатами работы ученых, узнаете о приемах, используемых в биотехнологии.

Селекция (от лат. selectio — отбор) представляет собой науку о создании новых и улучшении существующих пород домашних животных и сортов культурных растений. Вместе с тем под селекцией понимают и сам процесс изменения живых организмов, осуществляемый человеком для своих потребностей.

В процессе становления человека как вида ему пришлось не только защищаться от диких зверей, устраивать убежища и т.п., но и обеспечивать себя пищей. Поиск съедобных растений и охота — не очень надежные источники пищи, и голод был постоянным спутником первобытных людей.

Естественный отбор на интеллект и развитие общественных отношений в первобытном людском стаде создали возможность организации искусственной среды обитания для человека, уменьшающей его зависимость от природных условий. Одним из крупнейших достижений человека на заре его развития стало создание постоянного источника продуктов питания путем одомашнивания диких животных и возделывания растений.

16.1. Создание пород животных и сортов растений

Возникновение новых пород домашних животных и сортов культурных растений стало возможно вследствие существования у диких видов комбинативной наследственной изменчивости как результата полового размножения и отбора, применяемого человеком. Животные и растения, выведенные человеком, имеют общие черты, резко отличающие их от диких видов. У культурных форм сильно развиты отдельные признаки, бесполезные или вредные для существования в естественных условиях, но полезные для человека. Например, способность некоторых пород кур давать 300 и более яиц в год лишена биологического смысла, поскольку такое количество яиц курица не может насиживать. Можно привести множество подобных примеров, относящихся не только к хозяйственно полезным признакам, но и к декоративным — у голубей, бойцовых петухов, некоторых пород собак.

Разнообразие и продуктивность культурных растений. Все современные домашние животные и возделываемые человеком растительные культуры произошли от диких предков. Процесс превращения диких животных и растений в культурные формы называют одомашниванием. Оно началось, по-видимому, со случайного выращивания молодняка диких животных. Некоторые оказались способными существовать в контакте с человеком и начали размножаться в созданных для них условиях. Этот процесс широко известен уже 6 — 8 тыс. лет. Именно в это время человек вовлек в культуру большинство животных и растений, используемых и поныне.

Размеры и продуктивность культурных растений выше, чем у родственных диких видов, но вместе с тем они лишены средств защиты от поедания: горьких или ядовитых веществ, шипов, колючек. Для более полного удовлетворения пищевых и технических потребностей человека создаются все новые сорта растений и породы животных с заранее заданными свойствами. Разработка теории и методов создания и совершенствования пород животных и сортов растений представляет предмет селекции. Селекционеры исследуют специфические закономерности эволюции домашних животных и возделываемых растений, происходящей под направляющим влиянием человека.

Центры многообразия и происхождения культурных растений. Успех селекционной работы зависит главным образом от генетического разнообразия исходной группы растений или животных. Между тем генофонд существующих пород животных или сортов растений, естественно, менее разнообразен по сравнению с генофондом исходного дикого вида. Поэтому при выведении новых сортов растений и пород животных очень важны поиски и выявление полезных признаков у диких предков.

С целью изучения многообразия и географического распространения культурных растений Н.И. Вавилов организовал многочисленные экспедиции как в пределах территории нашей страны, так и во многие зарубежные страны. В результате этих экспедиций был собран огромный семенной материал, который был использован для селекционной работы. Н.И. Вавилов выделил семь центров происхождения культурных растений (табл. 16.1).

Центры происхождения культурных растений (по Н.И. Вавилову)

Родина культурных растений

Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, о-ва Юго-Восточной Азии

Рис, сахарный тростник, цитрусовые, огурец, баклажан, черный перец и др. (50% культурных растений)

Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань

Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры — слива, вишня, редька и др. (20% культурных растений)

Малая Азия, Средняя Азия, Афганистан, Юго-Западная Индия

Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша и др. (14% культурных растений)

Страны по берегам Средиземного моря

Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица, кормовые травы (11% культурных растений)

Абиссинское нагорье Африки

Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево, сорго, бананы

Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак

Южная Америка вдоль западного побережья

Картофель, ананас, хинное дерево

Начатая Н.И. Вавиловым работа была продолжена другими ботаниками; после ряда уточнений в настоящее время насчитывается 12 первичных центров происхождения культурных растений.

Центры происхождения культурных растений, как показывают археологические исследования, тесно связаны с районами одомашнивания животных. Такие регионы получили название центров доместикации (от лат. domesticus — домашний). Многочисленные зоологические исследования подтвердили, что для каждого вида домашних животных, несмотря на обилие пород, существует, как правило, один дикий предок.

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. На основе изучения богатейшего коллекционного материала Н.И. Вавиловым были сделаны важные обобщения, послужившие крупным вкладом в теорию селекции.

Изучение наследственной изменчивости у культурных растений и их предков позволило Н.И. Вавилову сформулировать закон гомологических рядов наследственной изменчивости: “Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство”.

На примере семейства Злаковых Н.И. Вавилов показал, что сходные мутации обнаруживаются у целого ряда видов этого семейства. Так, черная окраска семян встречается у ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и ряда других злаковых за исключением овса, проса и пырея, удлиненная форма зерна — у всех изученных видов. У животных также наблюдаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие шерсти у млекопитающих, альбинизм и отсутствие перьев у птиц, короткопалость у крупного рогатого скота, овец, собак, птиц. Некоторые наследственные заболевания и уродства, встречающиеся у человека, отмечены и у некоторых животных. Животных с такими болезнями используют в качестве модели для изучения дефектов у человека. Например, катаракта бывает у мышей, крыс, собак, лошадей; гемофилия — у мыши и кошки; диабет у крысы; врожденная глухота — у морской свинки, мыши, собаки и т.д. То, что сходные, наследственно обусловленные нарушения жизнедеятельности встречаются у представителей разных видов одного и того же класса — класса Млекопитающих, убедительно подтверждает закон гомологических рядов наследственной изменчивости. Появление сходных мутаций объясняется общностью происхождения генотипов. В процессе возникновения новых видов от одного предка различия между ними устанавливаются только по части генов, обусловливающих успешное существование в конкретных условиях. Многие гены у видов, имеющих общее происхождение, остаются неизменными и при мутации дают сходные признаки.

Таким образом, обнаружение спонтанных или индуцированных мутаций у одного вида дает основание для поисков сходных мутаций у родственных видов растений или животных.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости успешно используется в селекционной практике. Работа по созданию семенных коллекций сортов культурных растений и их дикорастущих предков, начало которой положил Н.И. Вавилов, продолжается. В нашей стране в настоящее время коллекция включает более 320 тыс. образцов, относящихся к 1041 виду растений. Сюда входят дикие виды, сородичи культурных растений, старые местные сорта, все лучшее и новое, что создано за последнее время усилиями селекционеров всех стран мира. Из мирового генофонда ученые выделяют генетические источники хозяйственно ценных признаков: урожайности, скороспелости, устойчивости к болезням и вредителям, засухоустойчивости, устойчивости к полеганию и др. Современные генетические методы дают возможность добиваться в селекции растений очень крупных успехов. Так, использование ценных генов дикого эфиопского ячменя позволило создать выдающийся по продуктивности сорт ярового ячменя Одесский 100.

• Богатейший коллекционный материал собран Н.И. Вавиловым в различных районах мира. Его изучение позволило выявить родину и диких предков многих культурных растений.

• Развитие идей Н.И. Вавилова позволило выделить 12 центров происхождения культурных растений.

Вопросы и задания для повторения

1. Чем отличаются одомашненные и культурные организмы от диких?

2. Какое значение для селекции имеет знание центров происхождения культурных растений?

3. Изложите сущность закона гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И. Вавилова.

Причины появления одомашненных растений.

Сельскохозяйственные культуры, которые мы привыкли видеть сейчас, образовались не сами собой, а в ходе селекционного отбора. Окружающая природа давала пропитание первобытным людям, но произрастающая флора была недостаточно жизнеспособна, что приводило к ее быстрой гибели или вытеснению другими более устойчивыми к внешним факторам видам. Живя в тесном соседстве с растительным миром, человек вскоре понял, что пропалывая и поливая дикие растения можно получить больше урожая. Случайно просыпанные зерна прорастали на богатой перегноем почве вокруг жилищ, женщины ухаживали за ними, избавляя от сорной травы и рыхля землю. Надобность уходить в леса на поиски еды становилась все меньше, потому как человек стал сам разводить питательные растения, путем отбора самых лучших образцов, ориентируясь на крупность и вкус. Так зародилось земледелие. Самой древней возделываемой культурой являются злаки, они появились более 12 000 лет назад.

Становление цивилизации, развитие сухопутных и морских путей поспособствовали интродукции (переселению) семян и клубней в отдаленные области с другой климатической средой, где приспособившись к условиям, они получили важные качества и расширили ареал произрастания. А теперь уже в современном мире ученые-селекционеры скрупулезно отбирают лучшие экземпляры для создания других жизнестойких и полезных разновидностей. Согласно подсчетам примерно 70% выращиваемых сортов, обеспечивающих население продовольствием, произрастает за пределами изначального возникновения.


Классификация культурных растений.

Делятся на: пищевое, кормовое, лекарственное, техническое, медоносное, красильное.

Бывают крахмалоносные, жиромасличные, сахароносные, эфиромасличные, белоксодержащие, алкалоидосодержащие.

Полевые культуры подразделяют на: зерновые- ячмень, овес, рожь, пшеница. Крупяные – гречиха, чечевица, просо. Зернобобовые – фасоль, хикама, вигна. Корнеплоды – морковь, редька, сельдерей, редис, брюква. Клубнеплоды – картофель, батат, топинамбур. Масличные – подсолнечник, масличная пальма, масличный лен, рапс. Прядильные – лен, джут, хлопчатник, конопля. Кормовые – донник, эспарцет, райграс высокий, люпин кормовой. Бахчевые – тыква, арбуз, дыня. Эфиромасличные – эвкалипт, анис, мята, роза. Лекарственные – зверобой, календула, ромашка, подорожник и т. д.

Овощные культуры делятся на: стеблевые – спаржа, сельдерей, ревень. Листовые – капуста, щавель, кресс-салат, рукола, салат. Плодовые – перец, баклажан, томат, бобы, патиссоны. Луковичные – черемша, лук-порей, лук-шалот, чеснок. Пряные – петрушка, укроп, фенхель, хрен, мелисса.

Плодовые: косточковые – тернослива, черешня, абрикос, нектарин, алыча. Семечковые – яблоки, груши, рябина, мушмула. Ягодные – облепиха, смородина, крыжовник. Орехоплодные – фисташка, фундук, грецкий орех, миндаль. Цитрусовые – лимон, апельсин, лайм, грейпфрут. Тропические разноплодные – авокадо, дуриан, банан, ананас, финиковая пальма.

Учение о гомологических рядах и наследственной изменчивости.

Советский ученый-генетик Николай Иванович Вавилов, открыл закономерность, определяющую однообразие в генотипических изменениях у родственных организмов. Это значит, что у долго существующей особи под действием мутации или жесткой смены окружающей среды, появляются новые особенности, передающиеся близкородственным видам и следующим поколениям. Явление параллелизма объясняется нахождением в наборе подавляющего количества идентичных генов, унаследованных от общего предка и не изменившихся в процессе видообразования. На данном принципе основывается селекционное выведение ценных хозяйственных свойств, как у растений, так и у животных.

Основоположники изучения центров возникновения культурных форм, и дифференцированный метод Вавилова.

Он подошел к вопросу более точно и разработал дифференцированный метод обнаружения не только исторической родины культурных растений, но и рассмотрел эволюционные этапы, возникшие при расселении. Суть этого способа заключалась в детальном анализе растительного материала с помощью биохимических, физиологических и других исследований. Исходя из этого, определяется местность сосредоточения предельного многообразия форм, их генетические признаки и иммунитет.

Первичные центры связаны с первородными очагами обработки земли, где растение стало одомашненным. Вторичные центры охватывали следующие стадии геотомии, когда произошло дальнейшее распространение сельскохозяйственных культур. Было обнаружено, что популяции растений имеют наибольшую генетическую изменчивость в центрах происхождения. Вавилов со своими помощниками, совершив многочисленные экспедиции, смог собрать и изучить разнообразие мировой растительной флоры. Благодаря этому Всероссийский институт растениеводства, названный в его честь, обладает обширным семенным генофондом, используемым по сей день.

Мировые центры происхождения культурной флоры.

Академик выделил 7 ведущих географических центров возникновения культурных форм, где находится наиболее богатый растительный мир. Значительное количество растений зародилось в Старом и Новом Свете. Из 640 наиболее важных видов, 500 приходится на долю Старого Света. 400 разновидностей культурных растений образовалось в Южной Азии. Из Африки вышло приблизительно 50 видов. Северная и Южная Америка подарили свыше 100 разновидностей. В Австралии не было ни одного первичного центра и земледелия, в частности, до прихода европейцев.

Центры:

К нему относится полуостров Индостан, Бирма и Южный Китай. Здесь произрастают такие культуры как рис, сахарный тростник, цитрон, пшеница, баклажаны, кунжут, гречиха, фасоль, огурец.

Охватывает горные и равнинные области Центрального и Западного Китая , Корею, Японию и остров Тайвань. Это центр выращивания китайского артишока, чумизы, гречихи, камфорного лавра, сливы, бамбука, вишни и грецкого ореха.

Включает внутреннюю территорию Малой и Средней Азии , северную часть Пакистана, Афганистана, Северо-Западную часть Пенджаба и Закавказье. Богат разновидностями мягких сортов пшеницы, ржи, овса, ячменя. Бобовых, бахчевых, фундука, абрикоса, репы.

Подразделы данного центра:

А) Кавказский – пшеница, рожь и плодовые;

Б) Переднеазиатский – овес, инжир, фундук, кизил;

В) Северо-западноиндийский – дикая рожь, сахарный тростник, кенаф.

Включает страны Средиземноморья. На территории произрастают твердые сорта пшеницы, капуста, свекла, лен, виноград, морковь, оливковое дерево, бобовые, укроп, тмин.

Охватывает окрестности Судана, Эфиопии и Эритрея. Здесь растет кофейное и рожковое дерево, арбуз, злак тэфф, масличное растение нуг, энсета (абиссинский банан), сорго, кунжут, вигна.

Занимает территорию Южной Мексики и Северной Америки, включая часть Антильских островов. Здесь возделываются кукуруза, подсолнечник, хлопчатники упланда, какао, разнообразные виды фасоли, тыква обыкновенная, папайя, авокадо и топинамбур. Подразделяется на три субцентра:

А) Южноамериканский горный – теосинте, кукуруза, табак, арахис;

Б) Центральноамериканский – тыква, фасоль, какао, авокадо;

В) Вест-индийский островной – хлопок, арахис.

Включает в себя Боливию, Эквадор и Перу. Родина клубеньковых растений – картофеля, уллюко. Томата, сладкого перца, ананаса, якон. Так же здесь растет хинное дерево, гевея, кокаиновый куст и арахис. Имеет два подраздела:

А) Чилоэандский – картофель, чилийская земляника, угни чилийский;

Б) Бразильско-парагвайский – гранадилла, чай Матэ, бразильская слива, кассава.

Заключение

Без культурных растений существование человечества невозможно. Научная селекция в руках людей стала орудием преобразования природы, что позволило повысить количество и качество продовольствия. Намеренно выведенные сорта прочно вошли в рацион, обогащая его полезными микроэлементами и белками. Медицина, строительство и животноводство так же зависят от растений. Современные технологии ускорили и расширили процесс доместикации. Выводятся ранее неизвестные культуры и совершенствуются старые. Конечно, без научных трудов Н. И. Вавилова и его чистого генофонда семян, на который ровняются и зарубежные исследователи, подобное многообразие нынешней культурной флоры было бы сложно представить.

Несмотря на то, что к наследию, оставленному академиком, его современники относились неоднозначно и с критикой, позднее труды этого великого человека оценили и стали развивать. Археологические раскопки 60-70-х годов подтвердили предположения Вавилова о центрах возникновения культурных растений. Последующие исследования ученых внесли коррективы, и Индокитай с тропической Индией стали самостоятельными центрами. Основой восточноазиатского центра считался бассейн реки Янцзы, но теперь ей является река Хуанхэ.

Дарвин доказывает, что эволюция домашних животных и культурных растений движется искусственным отбором, производимым человеком. Отбор этот создает новые породы и сорта, причем эволюция их, как уже говорилось, осуществляется через приспособление к интересам и задачам хозяйства.

Учение об искусственном отборе состоит из следующих, неразрывно связанных элементов: учения об изменчивости, учения о наследственности и учения об отборе. Изменчивость и наследственность являются необходимыми предпосылками отбора, но сами по себе недостаточны для процесса образования новых пород и сортов. Последний достигается в результате сочетания всех трех факторов, причем отбор играет ведущую роль.

А. Изменчивость, ее причины и формы. Обращаясь к вопросу об эволюции культурных пород и сортов, Дарвин прежде всего останавливается на явлении изменчивости. Без изменчивости нет и отбора, изменчивость — предпосылка отбора, а стало быть, и эволюционного процесса.

Относительно причин изменчивости Дарвин указывает, что форма и характер изменения зависят от двух факторов: от природы организма и от воздействия внешних условий. Придавая первенствующее значение первому фактору, Дарвин вместе с тем высказывается в пользу эктогенетической точки зрения, согласно которой изменчивость возникает под влиянием факторов среды. Природа организма имеет важнейшее значение в том смысле, что каждый организм реагирует на влияние внешних факторов по-своему, специфически, поэтому один и тот же фактор среды может вызвать разные изменения у разных организмов.

Признавая, что изменения возникают под влиянием среды, Дарвин подчеркивал, что ее воздействие может изменить наследственную природу: а) половых клеток, б) развивающегося зародыша, в) взрослого организма. Дарвин указывал также, что в возникновении изменений большую роль играет скрещивание различных форм. Он считал, что скрещивание увеличивает изменчивость у потомков. У них, под влиянием скрещивания, появляются новые признаки, происходит усиление естественного процесса наследственной изменчивости.

Установив принципиальное отношение к проблеме изменчивости, Дарвин переходит к вопросу о формах изменчивости. Он различает две основные формы изменчивости: определенную и неопределенную.

Изменчивость признаков у животных. 1—4 — изменчивость бабочки-монашенки, 5—12 — изменчивость божьей коровки (Coccinella bipunctata), 13—19 — большого прудовика (Limnaea stagnalis), 20—22 — сарыча (По разным авторам)

Таким образом, каждая особь изменяется в известном смысле специфично, по-своему, не так, как другие. В этом отличие неопределенной изменчивости от определенной. Кроме определенной и неопределенной изменчивости Дарвин различает коррелятивную или соотносительную изменчивость, которая состоит в том, что изменение в каком-либо одном органе имеет своим следствием изменения и в других органах. Дарвин приводит целый ряд примеров коррелятивной изменчивости. Белые кошки с голубыми глазами обычно глухи; у бесшерстных собак недоразвиты зубы; у голубей с оперенными ногами обычно между наружными пальцами имеется перепонка; у голубей с длинным клювом — большие ноги и т. д.

Установив основные формы изменчивости, Дарвин подчеркивает, что для эволюционного процесса важны те изменения из числа описанных выше, которые наследственны, так как только наследственные изменения могут накапливаться (под контролем отбора) из поколения в поколение.

Наибольшее значение Дарвин придавал наследственной неопределенной изменчивости, в особенности мелкой, хотя он и не отрицал, что в некоторых случаях источником образования новых форм были и крупные (резко выраженные) неопределенные наследственные изменения.

Б. Происхождение пород голубей. Установив понятие о наследственной изменчивости, Дарвин переходит к вопросу о происхождении пород и сортов культурных форм.

Дарвин, прежде всего, указывает, что породы и сорта отличаются необычайным многообразием — большим, чем естественные виды, — и настолько значительным, что, например, породы животных одного и того же вида различаются между собой, как разные виды. Этот факт показывает, что породы изменяются.

Породы голубей. 1 — дикий голубь, 2 — почтовый, 3 — совиный, 4 — якобинец, 5 — павлиний, 6 — дутыш (По Елагину из Богданова)

Указав на полную несостоятельность представления, будто каждая порода происходит от особого предка (пришлось бы, например, допустить, что в одной Великобритании существовало множество диких гидов овец!), Дарвин ставит своей целью доказать, что многочисленные породы и сорта, наблюдаемые нами, являются потомками немногих или даже одного измененного предка.

Породы голубей так разнообразны, что любой орнитолог, найдя их в диком состоянии, признал бы их за вполне определенные виды.

Дарвин, однако, доказывает, что все они произошли от дикого горного голубя Columba livia. К этому выводу он приходит на основании целого ряда фактов.

1. Ни одни вид диких голубей, кроме С. livia, не имеет ни одного из отличительных признаков домашних пород.

2. С другой стороны, все породы домашних голубей обладают многими чертами сходства с диким горным голубем. Так, ни один из них не вьет гнезд на деревьях, сохраняя инстинкт дикого горного голубя, вьющего гнезда на отвесных скалах (в городах голуби вьют гнезда на карнизах домов). Все они кладут одну пару яиц; все они обладают сходным поведением во время ухаживания за самкой; все самцы одинаково воркуют, у всех цветных домашних пород — сходный металлический блеск на груди и т. д.

3. В пределах почти всех домашних пород голубей наблюдены случаи появления окраски и рисунка дикого горного голубя, при сохранении в остальном признаков данной породы. Особенно интересно в этих случаях появление у культурных пород двух поперечных черных полос на крыльях, столь характерных для дикого горного голубя.

4. Как показал Дарвин, при скрещивании голубей различных пород, иногда появляются гибриды с признаками дикого горного голубя.

5. Все гибриды между любыми породами голубей плодовиты. Этот факт косвенно также подтверждает взаимное родство голубей. Совокупность подобных фактов делает наиболее вероятным предположение о происхождении домашних пород голубей от дикого горного С. livia. Если это верно, то, очевидно, все эти многочисленные породы произошли в результате изменения одной первоначальной формы. Этот вывод в известной степени справедлив для всех домашних животных и культурных растений.

Дикий кабан (1) культурная свинья (2)

Бесспорно, и культурные пшеницы, режь, овсы, ячмени, картофель, хлопок, виноград и т. п. также произошли от диких предков.

Человек произвел эволюцию культурных форм в относительно большой срок. Начало одомашнения животных (в частности собаки) можно отнести к концу древнекаменного века.

Хотя часть домашних животных и культурных растений берет начало от нескольких диких видов, тем не менее число предков всегда очень не велико и гораздо меньше числа пород. В Англии, например, известно не менее 33 пород овец; число пород овец в других странах, вместе взятых, — значительно больше, тогда как число диких видов, за счет которых культурные овцы возникли, едва достигает пяти. Подобные отношения справедливы для всех домашних животных и культурных растений. Так, известно до 400 пород и отродий крупного рогатого скота; между тем число диких видов, с которыми их сравнивают, весьма не велико. Отсюда совершенно ясно, что многообразие и многочисленность культурных пород любого домашнего животного и растения можно объяснить только исходя из предположения об их эволюции.

В. Искусственный отбор. Констатируя факт эволюции культурных форм, Дарвин обосновывает его через объяснение причин эволюции. Каждая порода, каждый сорт обладает сложной совокупностью хозяйственных признаков, т. е. признаков, приспособленных к интересам человека. Дарвин указывает, что, разумеется, многие признаки возникли под влиянием внешних факторов, но смелым был бы тот человек, говорит он, который попытался бы приписать исключительно этим факторам различия между тяжеловозом и скаковой лошадью, между борзой и ищейкой, гончим голубем и турманом.

Возникает вопрос, как достигнуто совершенство этих хорошо развитых хозяйственно полезных признаков культурных форм, а также, как создавалась вся система признаков, характеризующих породу. Каким образом достигнуто, например, прирожденно-мощное развитие признаков английского скакуна? Как возникла сложная система этих признаков: могучая грудь, легкость тела, стройность и сила ног, сухая шея и голова, стремительность и неутомимость? На подобные вопросы Дарвин отвечает следующим образом.

Рассмотрим схему искусственного отбора.

1. В поголовье скота, в голубиной стае, на делянке, в поле — человек среди многих форм подмечает какое-либо отдельное животное или растение, обладающее каким-либо хотя бы и мелким, незначительным изменением, т. е. новым признаком, нравящимся человеку.

2. Обладатели таких изменений отбираются человеком в качестве производителей (подбор производителей).

3. Производители скрещиваются, а в их потомстве снова проводится подбор тех особей, которые унаследовали отбираемый признак.

4. При этом новый признак из поколения в поколение усиливается (интенсифицируется) в своем развитии, так как человек методически отбирает в потомство тех производителей, у которых избранный признак выражен резче.

Этот принцип, как мы видели, хорошо выявлен в работе Галлета, из года в год повышавшего урожай пшеницы отбором все более урожайных особей.

6. Следовательно, путем методического, из поколения в поколение проводимого отбора или селекции человек постепенно усиливает и накапливает наследственные изменения.

7. Так как всякое новое изменение, как уже было сказано, в силу закона корреляции, обусловливает появление других (коррелятивных) изменений, то отбор приводит не только к усилению и количественному накоплению отбираемых человеком особенностей, но и к глубокой качественной перестройке организма отбираемых форм.

8. Наряду с этим, все неподходящие формы выбраковывают (элиминируют), чтобы устранить их от скрещивания.

Г. Доказательства действия искусственного отбора. Действие отбора может быть показано при помощи косвенных и прямых доказательств. К числу косвенных доказательств относятся следующие факты. Широко известно, что животные и растения используются человеком различно. Например, лошади используются, как верховые, упряжные и грузовые. В соответствии с этим изменяются и их признаки, всегда адекватные рабочему назначению лошади. Тяжелое сложение грузовой лошади, как известно, резко отлично от экстерьера легкого скакуна. Точно так же молочный скот по своему экстерьеру отличается от мясного скота. Там, где человек заинтересован в специальной диференцировке пород, она в действительности и наблюдается. Так, например, как указывает Дарвин, домашний осел дает четко выраженные породы там, где осел играет большую роль в хозяйстве человека. Дарвин, например, указывает, что в Сирии существует четыре породы ослов: одна более легкая, ездовая — для женщин, другая — для верховой езды, третья, более плотного сложения— для сельскохозяйственных работ и четвертая — крупная дамасская порода. В Европе осел не играет большой роли в хозяйстве. Здесь нет и описанной диференцировки его пород. Очевидно, в Сирии человек вывел необходимые ему породы, тогда как в Европе подобная работа не производилась, или велась менее диференцированно.

Молочный (1) и мясной (2) скот (Из Азарова)

Гиацинт был ввезен в Англию в 1596 г. из Леванта. В 1597 г. насчитывалось всего 4 сорта этого растения. Повышение интереса к нему стимулировало и сортообразование. В 1768 г. насчитывалось около 2000 сортов, а в 1864 г. это число упало до 700. Эти факты явственно показывают, что гиацинт изменялся и диференцировался на сорта в зависимости от интересов человека, под влиянием искусственного отбора.

Третья группа фактов, указывающих на действие искусственного отбора, — изменения растительных и животных форм на протяжении больших промежутков времени.

Так, ссылаясь на Геера, Дарвин указывает, что семена многих растений (пшеница, овес, ячмень, горох, чечевица, мак), разводимых древними обитателями побережий швейцарских озер, были значительно мельче, чем семена современных сортов. Подобные же факты по отношению к животным были собраны Рютимейером, который показал, что породы овец, рогатого скота и лошади бронзового века были мельче, чем современные.

Эволюция остфризского скота. 1 — середина XIX века, 2 — конца XIX века, 3 — современная форма. Изменилось распределение-окраски, заметно увеличились размеры вымени, преобразован экстерьер (Из Азарова)

Из описанных выше фактов с очевидностью вытекает, что искусственный отбор вырабатывает хозяйственно полезные признаки культурных форм, изменяя последние и превращая их в новые породы и сорта. Следовательно, искусственный отбор, производимый человеком, я есть движущий фактор эволюции домашних животных и культурных растений.

Д. Обстоятельства, благоприятствующие отбору. Чтобы искусственный отбор протекал успешно, необходим ряд специальных условий, повышающих эффект его действия.

Характеристика этих условий, предложенная Дарвином, весьма типична, лишний раз подчеркивая связь идей Дарвина с фактами, накопленными английским сельским хозяйством. Следующие обстоятельства или условия благоприятствуют отбору;

1. Значительная степень изменчивости. Чем чаше проявляется изменчивость, тем больше вероятий создания новых форм.

2. Большое число особей, среди которых производится отбор. Чем больше число особей, тем чаще проявляется изменчивость, а следовательно — тем шире возможности отбора.

В этом правиле отбора сказывается влияние эпохи Дарвина: вопрос идет о преимуществах крупного сельского хозяйства. В крупном хозяйстве отбор идет успешнее, чем в мелком.

4. Устранение нежелательных скрещиваний, ведущих к ухудшению породы. Это условие в отношении животных обеспечивается огораживанием земельных участков — мера, широко практиковавшаяся в Англии XIX века.

5. Тщательность и внимание при проведении отбора также имеют огромное значение. Изменения, отбираемые селекционером, часто едва заметны для невнимательного или неопытного человека. Дарвин подчеркивает, что в большом числе случаев отбор имеет дело с очень мелкими изменениями, которые лишь в последующих поколениях становятся резче выраженными под влиянием отбора соответственных производителей.

Поэтому в работе селекционера внимательность и наблюдательность имеют огромное значение.

6. Накопляющее действие отбора, по Дарвину, является главным условием успеха в создании новых форм. Именно это условие позволяет человеку увеличивать размеры и вес зерна пшеницы, плодов яблони, улучшать качество сала у свиньи, быстроту бега лошади и т. д.

Накопление изменений у потомков скрещиваемых производителей обусловливает глубокую перестройку организма. Как уже указывалось, отбором человек не только усиливает полезные наследственные изменения, но и накапливает новые. Как мы уже указывали, наследственные изменения обычно обуславливают возникновение соотносительных (коррелятивных) изменений. Изменения в одном органе так или иначе влияют на всю систему организма, как целого. Таким образом, под влиянием отбора вся система организма подвергается глубокой, коренной перестройке.

Из сказанного ясно, что любое домашнее животное или культурное растение неизбежно приспособлено к интересам человека. Эта приспособленность, очевидно, — прямое следствие браковки всех неподходящих форм и сохранения тех, особенности которых удовлетворяют интересам человека.

С другой стороны, накопляющее действие отбора характеризуется особенностью, которую Дарвин тщательно подчеркивает.

Она состоит в том, что накопление новых признаков достигается в процессе расхождения или дивергенции первоначально близких форм. Дарвин указывает, что средняя, или промежуточная, форма обычно не сохраняется человеком. Строго говоря, следуя за Дарвином, можно утверждать, что если бы человек сохранял промежуточные формы, то не было бы и отбора. Все действие отбора основано на накоплении нового, т. е. уклонений от средней нормы, от промежуточных форм. Именно уклонения от промежуточных форм и ценятся в дарвиновской теории искусственного отбора, который только тогда и приобретает творческое значение, когда он ставит своей задачей не статическое сохранение данной породы или сорта, а их непрерывное улучшение, т. е. изменение.

Это, конечно, не исключает создания комбинированных форм, например, мясомолочного скота, лошадей среднего типа и т. п. Напротив, в современной нам селекции такие породы стали играть большую роль. Однако они являются лишь выражением возрастающего многообразия форм, углубления их дивергентного развития.

Следовательно, творческая функция искусственного отбора теснейший образом связана с дивергенцией. Последняя есть необходимое условие и в то же время неизбежное следствие отбора, который, как мы видим, постоянно ведется человеком путем создания новых форм в новых направлениях и разрушения промежуточных, старых форм. Вследствие этого между обособившимися и разошедшимися породами или сортами очень часто нет прямых связей, а только окольные, через вымершего общего предка, т. е. промежуточную родоначальную форму.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Читайте также: