Основы селекции как науки

Какое значение генетические знания могут иметь для растениеводства и животноводства?

История развития селекции. Общее знакомство с селекцией начнем с ее определения. Селекция (от лат. selectio – отбор, выбор) – наука, разрабатывающая теорию и методы создания сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. В то же время термин «селекция» означает и сам процесс выведения новых сортов, пород, штаммов.

Селекционная работа началась 10 – 15 тыс. лет назад, когда человек перешел к оседлому образу жизни, стал осваивать новые территории. Это поставило благополучие человека в зависимость от ограниченного выбора растений и животных, имеющих для него практическое значение. В результате возникла необходимость постоянно улучшать качество выращиваемых растений и одомашненных животных. Постепенно появились многочисленные породы домашних животных и сорта культурных растений.

Все сорта культурных растений и породы домашних животных произошли от диких предков. Другими словами, селекция началась с одомашнивания. На самых ранних этапах одомашнивания животных человек осуществлял бессознательный отбор (вплоть до XVI – XVII вв.). Этот отбор прежде всего был направлен на закрепление способности размножаться в условиях искусственного содержания. На потомство оставляли только тех животных, которые могли размножаться в неволе и контактировать с человеком. Таким образом происходил отбор по поведению. Считается, что первыми были одомашнены собака, овца и коза. Немного позднее человек одомашнил тура, лошадь, свинью, ламу, индейку.

Из растений первыми в культуру были введены хлебные злаки: ячмень, просо, рис, пшеница. Среди злаков человек отбирал те, которые могли сохранять семена в колосе, не осыпаясь, в отличие от дикорастущих растений.

Затем отбор стал носить сознательный характер. Это было связано с выявлением того факта, что многие признаки организмов передаются из поколения в поколение. Человек, отбирая тех особей, которые обладали какими-либо желательными для него признаками, сохранял и усиливал их путем искусственного разведения через избирательное размножение или опыление. Как свидетельствуют археологические данные, люди еще в глубокой древности проявляли большое искусство в разведении крупного рогатого скота, свиней, домашней птицы, в выращивании зерновых и овощных культур.

Селекционная практика значительно развилась с середины XIX в. благодаря созданию селекционных станций и племенных хозяйств, а также проведению селекционных выставок. Селекция постепенно превратилась в отрасль производства.

Селекция как наука сформировалась в начале XX в. Теоретическими основами селекции служат эволюционная теория, генетика, молекулярная биология, экология, экономика, география сельского хозяйства.

Задачи селекции заключаются в создании высокопродуктивных сортов, пород и штаммов, обладающих устойчивостью к болезням и воздействию неблагоприятных условий среды, в разработке новых методов генетической селекции.

Основу селекции как науки составляют учения об исходном материале, типах и источниках наследственной изменчивости, роли среды; теория искусственного отбора.
Учение об исходном материале – важнейший раздел селекции как науки. Это учение разработал выдающийся русский ученый Н. И. Вавилов.

Любая селекционная работа начинается с подбора исходного материала: сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов, так как от этого зависит эффективность результатов селекции. Следует отметить, однако, что любое искусственно полученное многообразие сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов значительно уступает по генетическому разнообразию диким предкам.

Занимаясь поиском полезных для человека сортов растений, т. е. решением проблемы исходного материала, Н. И. Вавилов вместе со своими коллегами в 20 – 30-х годах XX в. совершил более 60 экспедиций в разные страны мира. Во время экспедиций было изучено огромное число видов растений, собраны тысячи образцов семян культурных растений и их диких предков. Впоследствии была создана самая крупная в мире коллекция сортов растений, которая до сих пор хранится в Институте растениеводства в С.-Петербурге, созданном по инициативе Н. И. Вавилова. Коллекцией широко пользуются отечественные и зарубежные селекционеры.

Изучение мирового разнообразия культурных растений позволило Н. И. Вавилову определить районы земного шара с наибольшим разнообразием генетических форм растений. Это в основном горные районы, характеризующиеся значительным разнообразием условий среды.

Н. И. Вавилов считал, что районы, где обнаруживается наибольшее генетическое разнообразие той или другой культуры, и есть центры их происхождения. Большинство центров совпадает с древними очагами земледелия. Н. И. Вавилов выделил семь основных центров происхождения культурных растений (рис. 74).

Основные центры происхождения культурных растений
Рис. 74. Основные центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову)

Южно-Азиатский (Индийский) центр. Включает в себя территории Индии, Индокитая, Южной Кореи, острова Юго-Восточной Азии. Из этого центра происходит около 40% всех известных культурных растений, в том числе рис, сахарный тростник, цитрусовые, огурец, баклажан, манго.

Восточно-Азиатский центр. К нему относятся Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, остров Тайвань, откуда произошли 20% видов культурных растений. Этот центр – родина сои, гречихи, проса, шелковицы, множества плодовых и овощных культур.

Юго-Западно-Азиатский центр. Это территория Северо-Западной Индии, Ирана, Афганистана, Средней и Малой Азии. В данном центре возникло 14% мировой культурной флоры: мягкая пшеница, рожь, многие бобовые и плодовые культуры (яблоня, груша, абрикос, персик, миндаль, грецкий орех), виноград, а также конопля.

Средиземноморский центр. Он включает в себя часть Северной Африки и Южной Европы. Это побережье Средиземного моря, где существовали величайшие древние цивилизации. Средиземноморский центр – родина 11% видов культурных растений, в их числе оливковое дерево, капуста, горох, свекла, петрушка и многие другие овощные и кормовые культуры.

Абиссинский центр. Это небольшой район – юг Аравийского полуострова, территория нынешней Эфиопии. Он представляет собой центр происхождения около 4% культурных растений. Отсюда родом твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево.

Центрально-Американский центр. Названный центр включает территорию Южной Мексики, которую считают родиной 6-7% культурной флоры. Отсюда произошли кукуруза, фасоль, перец, подсолнечник, длинноволокнистый хлопчатник.

Южно-Американский (Андийский) центр. К нему относится территория, расположенная вдоль западного побережья Южной Америки. Отсюда произошли клубненосные растении, в том числе картофель.

Все перечисленные очаги представляют собой территории древних цивилизаций. Так, в Индонезийско-Индокитайском центре впервые были одомашнены собаки, свиньи, утки, гуси, куры. Степи Причерноморья – родина домашней лошади. Здесь обитали ее древние предки – тарпаны, исчезнувшие как вид с лика Земли. Еще один исчезнувший вид – тур был одомашнен, вероятнее всего, в нескольких областях Евразии. В результате одомашнивания и дальнейшей селекции возникли многочисленные породы крупного рогатого скота.

В настоящее время селекция переживает подъем, обусловленный двумя причинами: необходимостью увеличения продуктов питания для растущего населения планеты и развитием самой науки – разработкой высокоэффективных селекционно-генетических методов.

Вопросы и задания

  1. Что такое селекция? Докажите, что селекция – наука.
  2. Можно ли считать, что порода – это вид; сорт – популяция? Ответ обоснуйте.
  3. Почему исходный материал имеет особое значение для селекции?
  4. Как вы думаете, почему большая часть центров происхождения и многообразия культурных растений расположена в горных районах?