Селекция растений, животных и микроорганизмов. Центры многообразия и происхождения культурных растений
Животные и растения, выведенные человеком, резко отличаются от своих диких предков по ряду качеств. У культурных форм сильно развиты отдельные признаки, ненужные или даже вредные для существования в естественных условиях, но полезные для человека. Например, способность некоторых пород кур нести 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.
Вопрос 2. Как вы считаете, какая наука является теоретической основой селекции? Объясните свой выбор.
Теоретической основой селекции является генетика, так как именно знание законов генетики позволяет целенаправленно управлять появлением мутаций, предсказывать результаты скрещивания, правильно проводить отбор гибридов. В результате применения знаний по генетике удалось создать более 10000 сортов пшеницы на основе нескольких исходных диких сортов, получить новые штаммы микроорганизмов, выделяющих пищевые белки, лекарственные вещества, витамины и т. п.
Вопрос 3. Какое значение для селекции имеет знание центров происхождения культурных растений?
Для каждой породы или сорта характерна определенная реакция на окружающую среду. Фенотип данной породы или сорта наиболее полно проявляется лишь при известных условиях содержания, кормления, агротехники. Для каждого сорта и породы необходим известный комплекс климатических условий, при которых выявляются их положительные качества. Поэтому породы и сорта, выведенные в одной стране, далеко не всегда пригодны для другой страны.
Вопрос 4. Какие центры происхождения культурных растений вам известны?
Перечислим центры происхождения культурных растений:
1) Южноазиатский тропический центр. Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии. Исключительно богат культурными растениями (около 1/3 известных видов культурных растений). Родина риса, сахарного тростника, множества плодовых и овощных культур.
2) Восточноазиатский центр. Центральный и Восточный Китай, Япония, остров Тайвань, Корея. Родина сои, нескольких видов проса, множества плодовых и овощных культур. Этот центр тоже богат видами культурных растений — около 20% мирового многообразия.
3) Юго-Западноазиатский центр. Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Северо-Западная Индия. Родина нескольких форм пшеницы, ржи, многих зерновых, бобовых, винограда, плодовых. В нем возникло 14% мировой культурной флоры.
4) Средиземноморский центр. Страны, расположенные по берегам Средиземного моря. Этот центр, где располагались величайшие древние цивилизации, дал около 11% видов культурных растений. В их числе маслины, многие кормовые растения (клевер, одноцветковая чечевица), многие овощные (капуста) и, кормовые культуры.
5) Абиссинский центр. Небольшой район Африканского материка с очень своеобразной флорой культурных растений. Очевидно, очень древний очаг самобытной земледельческой культуры. Родина зернового сорго, одного вида бананов, масличного растения нута, ряда особых форм пшеницы и ячменя.
6) Центральноамериканский центр. Южная Мексика. Родина кукурузы, длинноволокнистого хлопчатника, какао, ряда тыквенных, фасоли — всего около 90 видов культурных растений.
7) Андийский (Южноамериканский) центр. Включает часть районов Андийского горного хребта вдоль западного побережья Южной Америки. Родина многих клубненосных растений, и в том числе картофеля, некоторых лекарственных растений (кокаиновый куст, хинное дерево и др.).
Вопрос 5. Определите, какие центры происхождения являются родиной культурных растений, выращиваемых в вашем регионе.
В Московской области выращивают картофель – Андийский центр происхождения, кукурузу – Центральноамериканский центр, овощи, такие как капуста, морковь, сахарная свекла, — Средиземноморский центр происхождения.
Вопрос 6. Объясните в классе, почему одомашнивание диких животных и возделывание культурных растений стало поворотным пунктом в развитии человечества.
Одомашнивание диких животных, наравне с окультуриванием полезных человеку растений, имело огромное значение в развитии человеческого общества. Созданные человеком породы домашних животных и сорта культурных растений явились новыми важными средствами производства продуктов питания и сырья для изготовления одежды, обуви и других предметов. Карл Маркс указывал, что прирученные, следовательно, уже измененные посредством труда, выращенные человеком животные играли на первых ступенях человеческой истории главную роль как средство труда.
Вопрос 7. Почему для успешной селекционной работы необходимо знать биологические свойства исходных диких видов?
Данные знания необходим для того, чтобы грамотно проводить селекционную работу и избежать большинства ошибок и нежелательных результатов.
Источник
Разница между культурными и дикими растениями
В процессе эволюции человечество постоянно переделывало мир под свои запросы. И выведение новых сортов растений – один из способов этого воздействия. Нередко растения, полученные в результате улучшения нужных человеку свойств, почти совсем не похожи на «оригинал», то есть растение-прародитель. Давайте рассмотрим более подробно, чем отличаются культурные растения от диких.
Откуда взялись культурные растения
На заре своего существования человечество использовало то, что давала природа. При переходе от «дикости» (то есть присваивающей экономики – собирательства, охоты, рыболовства) к «варварству» – производящей экономике (скотоводство, земледелие, ремесло) человек столкнулся со следующей проблемой. Урожайность возделываемых растений была невысока и не могла обеспечить потребности людей, выбравшихоседлую жизнь, поэтому было необходимо ее как-то увеличить. В результате отбора лучших образцов (селекции) из «диких» растений появились «культурные», у которых нужный человеку орган – колос, корень или плод –превосходил (по размеру, по вкусовым качествам)своего «некультурного» предка.
Основное отличие культурных растений от диких в том, что первые могут существовать исключительно под присмотром человека. Люди, выводя новые сорта, концентрировали усилия на том, чтобы сделать растение более урожайным. Если пшеница – то пусть колос будет заметно тяжелее, чем у ее «дикой» сестрицы, если фрукты – пусть будут вкуснее и больше, чем «дички».Но, приобретая одни качества, растения теряют в других. Они становятся неустойчивыми к внешним неблагоприятным воздействиям (плохие погодные условия, болезни и так далее) или при прекращении ухода быстро возвращаются в исходное, «дикое» состояние. Часто селекционерам приходится делать выбор: высокая урожайность, устойчивость к негативным факторам или поиск некого компромисса.
Сравнение
Как сделать из дикого растения культурное, человечество исследовало тысячелетиями. К методам селекции относятся следующие:
С развитием генной инженерии открылись колоссальные возможности по выведению новых сортов растений и новых подвидов (а в будущем и видов) животных. Применение методов генной инженерии позволит создать высокоурожайные сорта, устойчивые к болезням и неблагоприятным условиям. Правда, генно-модифицированные организмы (ГМО) многие считают вредными для здоровья. И хотя точно подтвержденных данных об их опасности не имеется, все же ГМО используются не очень большой промежуток времени, чтобы дать однозначный ответ– вредны они или нет. Сейчас для этого недостаточно статистического материала, и не исключено, что негативные последствия могут проявиться не сразу, а через два-три поколения.
Таблица
Подведем итог, в чем разница между культурными и дикими растениями. В таблице приведены особенности тех и других.
| Культурные растения | Дикие растения | |
| Происхождение | Получены из диких предков методами селекции или генной инженерии | Появились в результате эволюции |
| Особенности | Имеют высокие вкусовые качества и хорошую урожайность, но в основном устойчивость к неблагоприятным факторам у них ниже, чем у диких предков; ведутся работы по улучшению сопротивляемости методами генной инженерии | В основном устойчивы к неблагоприятным факторам, однако имеют низкую урожайность и часто – невысокие вкусовые качества |
Источник
Происхождение культурных растений.
К покрытосеменным растениям, широко расселившимся по земному шару, относится большинство наших культурных растений. Каково их происхождение? Всегда ли культурные растения были такими, как те, что выращиваются в наше время в садах, огородах и на полях? Чтобы получить ответ, попробуем заглянуть в историю.
Первобытные люди не умели выращивать растений. Целыми днями они бродили в, поисках пищи. Собирали плоды и ягоды лесных деревьев и кустарников, семена диких злаков, луковицы, клубни и корневища. Они употребляли в пищу все съедобное, что находили в природе.
Ученые считают, что возделыванием растений люди стали заниматься около 10—15 тысяч лет назад.
Первые растения — предки культурных — росли, видимо, вблизи жилища человека. Скорее всего это были злаки, выросшие из семян, собранных первобытным человеком и затем случайно рассыпанных на почве. Это могли быть и плодовые растения, развившиеся из семян плодов, съеденных человеком.
Заметив, что на почве около жилища растут многие растения, люди, жившие в древние времена, пришли к выводу, что лучше выращивать их рядом со своим жильем, чем разыскивать в лесах и на лугах. Люди стали сеять семена, оберегать всходы, выпалывать сорняки.
Около жилья на земле, содержащей перегной, растения росли лучше, чем в природных условиях. Для посева древние земледельцы стали собирать семена от лучших растений. Выращивание растений из таких семян способствовало превращению диких растений в культурные.
Культурные зерновые отличались от дикорастущих более крупным зерном. У плодовых деревьев и кустарников стали вкуснее плоды. Съедобные корни становились толще и сочнее.
Позднее люди- специально занимались отбором, преследуя определенную цель. Одни из них отбирали семена с крупноплодных растений, чтобы вырастить растения с еще более крупными плодами. Другие отбирали экземпляры, плоды которых отличались лучшим вкусом. Третьих интересовали растения с большей урожайностью. В результате такого отбора разные экземпляры одних и тех же видов растений, разводимых людьми в различных условиях, стали отличаться друг от друга. Так появились сорта культурных растений, которые отличаются не только своими плодами, но и сроками созревания, засухоустойчивостью, морозостойкостью и другими качествами. Отбор растений, производимый с целью выведения новых сортов, называют селекцией .
Сейчас каждый вид культурного растения имеет множество сортов. Особенно много сортов насчитывают наиболее древние культуры — пшеница, ячмень, кукуруза, рис. Разнообразны многочисленные сорта овощных растений, плодовых деревьев и ягодников.
Например, у нас в стране насчитывается до 1500 сортов яблонь. Среди них антоновка, грушовка, коричное.
Выведению новых сортов плодовых и ягодных растений всю свою жизнь посвятил Иван Владимирович Мичурин. Он разработал методы скрещивания растений и отбора с целью выведения новых сортов. Многие сорта яблонь, выведенные И. В. Мичуриным, например Славянка, Китайка золотая ранняя, Пепин шафранный, Бельфлер-китайка и многие другие, отличаются не только урожайностью и хорошими качествами плодов, но и морозостойкостью.
Большую ценность представляют новые сорта культурных растений, созданные учеными-селекционерами нашей страны за последние годы. Из Них особо выделяются новые сорта пшеницы, выведенные академиком Писаревым. Славятся высокомасличные сорта подсолнечника, высокоурожайные сорта сахарной свеклы, длинноволокнистые сорта хлопка, гибридные сорта кукурузы и другие.
Культурные растения сильно отличаются от своих диких предков. Эти отличия особенно заметны на тех органах, ради которых человек возделывает культуру. Например, капусту белокочанную разводят ради получения кочанов, представляющих собой сильно разросшиеся верхушечные почки капустного растения. Этим белокочанная капуста отличается от дикой средиземноморской капусты, которая кочанов не образует.
Рис. 180. Клубни дикого и культурного картофеля.
Картофель разводят для получения клубней, богатых крахмалом. Крупные клубни культурных сортов картофеля отличаются от клубней дикого картофеля, которые бывают обычно не больше грецкого ореха.
Зерновые культуры новых сортов отличаются высокой урожайностью, повышенным содержанием белка в зерне, стойкостью к заболеваниям, неполегаемостью стеблей.
При выращивании культурных растений учитывают их особенности. Знание этих особенностей позволяет правильно ухаживать за растениями, получать высокие урожаи и путем селекции выводить еще более урожайные новые сорта.
Источник