Биология для тех, кто ищет ответы в природе - Андрей Левонович Шляхов

является после полеводства одним из самых полезных для здоровья народонаселения занятий и самым продуктивным в смысле доходности, не говоря уже об облагораживающем и смягчающем влиянии его на характер человека» считал знаменитый ученый-садовод Иван Владимирович Мичурин и был тысячу раз прав. Селекция (ведь именно в ней и заключается сущность садоводства), как и любое доброе дело, облагораживает того, кто его творит, и смягчает характер. Вместо того, чтобы испытывать негативные эмоции по поводу несовершенства окружающего мира и ожесточаться, селекционеры пытаются немного улучшить этот несовершенный мир при помощи результатов своего труда. Чем ожесточаться, лучше новый сорт орхидей вывести или, скажем, новую породу лошадей.

Кстати, а что еще могут выводить селекционеры, кроме пород животных или сортов растений?

Штаммы микроорганизмов! Селекция микробов в наше время имеет не менее важное значение, чем селекция растений и животных.

«Селекция» переводится с латыни как «отбор». Суть любой селекции заключается в искусственном отборе особей для последующего размножения. В былые времена, до появления генетики, селекцию проводили интуитивно – скрещивали особей, имевших хорошо выраженные полезные качества. Чаще всего отбор проводился в течение длительного времени, во многих поколениях, но иногда людям везло – с животными или растениями происходила какая-то полезная мутация, которую оставалось только закрепить в потомстве. Типичным и часто приводящимся в научной литературе примером использования полезной мутации является выведение породы

Анконские овцы удостоились внимания самого Чарльза Дарвина. Он в своем труде «Изменчивость животных и растений в одомашненном состоянии» в качестве примера внезапного возникновения новой породы приводит коротконогих анконских овец. Дело было так – в 1791 году на одной из ферм в американском штате Массачусетс родился ягненок с длинным туловищем и очень короткими искривленными ногами. Когда этот ягненок вырос в барана, его хозяин оценил преимущество коротких ног, которые не позволяли перепрыгивать через изгороди пастбищ. Выгода от коротконогости получалась двойной. Во-первых, отпадала необходимость в пастухах и собаках, достаточно было утром отогнать овец на огороженное пастбище, а вечером вернуть в хлев. Во-вторых, не наносился ущерб полям. Надо сказать, что ущерб этот был значительным, поскольку овцы не только поедали всходы, но и вытаптывали их. Фермер скрестил коротконогого барана с его матерью и получил ожидаемое коротконогое потомство. Селекция была простой, так как проводилась по одному-единственному признаку – нужно было закрепить в потомстве всего один ген. Вдобавок у фермера была возможность скрещивания обладателя полезного признака с его матерью. То был уникальный случай выведения новой породы при помощи одного-единственного скрещивания. Обычно на это уходят годы. А вообще-то селекция происходила непрерывно с того самого момента, когда люди начали заниматься обработкой земли и скотоводством. Для посева всегда отбираются лучшие семена, а преимущество в скрещивании имеют те животные, у которых полезные признаки выражены лучше, чем у других.

Давайте познакомимся с основными методами селекции.

Первый метод – это подбор родительских пар, применяющийся преимущественно в селекции животных, для которых характерно только половое размножение и немногочисленное, в сравнении с растениями, потомство. Подбор родительских пар – длительный и затратный процесс. Подобрали родителей – скрестили – дождались потомства – вырастили потомство до половозрелого возраста – подобрали новых особей для скрещивания с нужными признаками – снова скрестили… Для того чтобы достичь нужного результата, скрещивать приходится многократно. Советский генетик Александр Серебровский называл подбор пар «вершиной селекции» и «наиболее творческой ее частью».

Второй метод – это отбор особей для дальнейшего размножения. Обратите внимание на то, что селекционный отбор всегда является искусственным и нередко входит в противоречие с естественным отбором. Взять хотя бы тех же анконских овец. В дикой природе короткие ноги были бы крайне неблагоприятным признаком. Ягненок с короткими ногами практически не имел шансов дожить до половозрелого возраста. Или бы он погиб из-за плохого питания, потому что длинноногие собратья успевали бы съедать траву раньше, или бы стал добычей, отбившись от стада. Другим примером противоречия между естественным и искусственным отборами могут служить свиньи элитных пород, которые из-за своего огромного веса с трудом передвигаются и нуждаются в постоянной опеке. Ну а бесшерстные породы кошек – это просто надругательство над высокими идеалами естественного отбора.

Селекционный отбор бывает массовым и индивидуальным. Разница между двумя типами отбора огромная, можно сказать – принципиальная.

При массовом отборе особи, не обладающие нужными признаками или обладающие нежелательными признаками, отстраняются от размножения (стерилизуются, изолируются или уничтожаются). Таким образом происходит улучшение генофонда популяции.

Массовый отбор – это отбор «навылет». Неугодные устраняются, а все остальные могут размножаться.

Массовый отбор бывает эффективным в том случае, когда отбираются качественные40, просто наследуемые и легко определяемые признаки. Массовый отбор обычно проводят по фенотипу, и главный его недостаток заключается в том, что далеко не всегда по фенотипу можно определить лучший генотип. Как говорится «И лицом бел, и телом статен, а дурак дураком».

Массовый отбор широко применяется в растениеводстве среди перекрестноопыляемых растений41, у которых проще убрать из популяции ненужные организмы, нежели обеспечить скрещивание двух конкретных организмов, поскольку пыльца переносится «неуправляемыми силами» – ветром и насекомыми.

При индивидуальном отборе для скрещивания выбираются отдельные особи, обладающие нужными признаками. Индивидуальный отбор эффективен при отборе особей по количественным, плохо выраженным и сложно наследуемым признакам. Этот метод позволяет точно оценить генотип по анализу наследования признаков у потомства (вспомните монаха, который выращивал горох). Его обычно применяют по отношению к самоопыляемым растениям, таким, например, как пшеница, ячмень, горох, а также к животным.

Третий метод – это гибридизация, процесс получения гибридов, объединяющих генетический материал своих родителей.

В селекции животных различают два основных способа скрещивания: инбридинг и аутбридинг.

Инбридингом называют скрещивание близкородственных форм. В качестве исходных участников при инбридинге используются братья и сестры или же родители и потомство. Делается это с целью разложения исходной формы на ряд чистых линий путем получения гомозиготных организмов, то есть тех, которые содержат одинаковые пары генов и не дают расщепления признаков в потомстве.

Непонятно? Многие признаки кодируются рецессивными генами и не проявляются в паре с доминантным геном. Но если скрестить двух животных с рецессивными генами, то в их потомстве будет высокой частота рецессивных пар. Если повторить инбридинг в течение нескольких поколений, то нужная рецессивная характеристика закрепится, став гомозиготной. В растениеводстве инбридингу соответствует самоопыление растений.

Инбридинг позволяет с высокой вероятностью получать особей с конкретными признаками и характеристиками.

Главным недостатком инбридинга является пониженная жизнеспособность потомства. Скрещивание близкородственное, следовательно, велика частота проявления схожих мутаций. Кроме того, при инбридинге возрастает частота наследственных заболеваний, обусловленных рецессивными генами. Поэтому в большинстве случаев инбридинг является только начальным этапом