Культурные растения, «одомашненные» человеком. Создание пород животных и сортов растений

Одомашнивание - это процесс, во время которого значительно меняется стиль жизни дикого животного. Какие звери смогли ужиться с человеком и стали приносить ему пользу? была нужна для охоты и охраны, рогатый скот и птицы приносили мясо и были отличным транспортным средством, а кошки помогали избавиться от грызунов. Одомашненные животные с легкостью прижились в человеческом обществе и стали его незаменимыми спутниками и помощниками.

Немного истории

Приручение назначения восходит к началу неолита, а это около 9000 лет назад. Древние земледельцы начали с разведения коз, затем овец, свиней и крупного рогатого скота. Стимулом для этого, вероятно, было глобальное потепление в конце Ледникового периода, которое вызвало засуху в странах Ближнего Востока и заставило людей собираться вокруг надежных источников воды. Последующее увеличение плотности населения уменьшило эффективность охоты и собирательства, выращивание культур также не могло в полной мере удовлетворить спрос на продукты питания. Выпас животных был единственным надежным источником богатой белком пищи во времена дефицита.

Одомашненные животные: особенности

Домашнее животное характеризуется несколькими признаками. Во-первых, его разводят в неволе для экономической прибыли. Во-вторых, люди управляют процессами селекции, организацией территории и кормлением. Одомашненные животные разводятся в неволе и, как правило, отличаются анатомией и поведением от своих диких предков. Стресс и зависимость от людей приводит к гормональному дисбалансу и нарушает рост в различных частях организма.

Разведение в неволе преувеличивает эти явления, что приводит к покорному поведение, меньшим размерам тела, отложению жира под кожей, укорочению челюстей, зубов и мозга. Чем отличаются одомашненные животные от диких собратьев? Кроме того, что они имеют другой внешний вид, они еще более спокойные и не такие агрессивные, так как им не нужно защищаться от хищников и других неблагоприятных факторов дикой природы.

Собаки

Первое одомашненное животное - это собака, которая, как считают многие эксперты, произошла от волка. Другие исследователи предполагают, что эти ближайшие друзья человека, возможно, произошли от ныне вымершей дикой собаки. Оба вида хорошо осознают социальную иерархию, создавая более сложные и организованные группы, чем любые другие виды.

Когда волки начали убирать мусор вокруг населенных пунктов, люди стали брать себе щенков на службу в качестве охранников и охотников. Прирученные человеком, эти дикие одомашненные животные легко прижились в человеческом обществе и стали верными спутниками для своих хозяев.

Крупный рогатый скот

Записи о крупном рогатом скоте имеются в археологической летописи 6000-летней давности Египта и Месопотамии. Их общим предком был ныне вымерший Для этих одомашненных животных нашлось множество применений, в том числе в качестве трудовой силы, а также пользование всем тем, что они могли дать - молоко, мясо, кости и жир (для сжигания).

Свиньи

Свиньи были одомашнены от диких кабанов примерно в то же время, как был приручен крупный рогатый скот. По своему поведению они по многим направлениям ближе к собакам и людям, чем те же коровы. Свиньи используют телесный контакт с другими членами семьи, строят гнезда и кровати. Они физически слабы при рождении и требуют значительного родительского ухода.

Лошади

Такие одомашненные животные, как лошади, были приручены в различных частях мира. Считается, что этот процесс начался приблизительно в III в. до н. э. в России и Западной Азии от дикой лошади. Эти травоядные животные особенно хорошо подходят для разведения на сухих равнинах.

Сначала их даже использовали в пищу, однако выносливость позволила сделать их отличными транспортными средствами для путешествия. Способность перевозить человека оказала огромное влияние на экономику за счет ускорения перемещения людей. Это на самом деле был необходимый шаг в развитии человеческой цивилизации.

Кошки

Каких животных одомашнил человек еще? Древние археологические находки свидетельствуют о том, что древние египтяне держали кошек в качестве питомцев еще тысячу лет до н. э. Эти милые создания являются исключением из всех правил приручения.

Дикие кошки помогли избавиться от крыс и мышей, оберегая, таким образом, хранящееся зерно в то время, когда сельское хозяйство стало широко распространенным. Эти преимущественно ночные хищники контролировались с большим трудом. Интересно то, что современные одомашненные кошки мало чем отличаются от своих диких предков.

Размер имеет значение

Могут ли одомашненные животные быть опасны для человека? Есть один огромный фактор, который имеет значение, когда дело доходит до нападения и угрозы жизни человека. Независимо от нрава, большие животные могут быть смертельными для своих хозяев.

Каждое большое домашнее животное (лошадь, корова, верблюд, собака) может стать причиной гибели людей. Как говорится, можно убрать зверя из дикой природы, но нельзя убрать дикую природу из зверя. Риск есть всегда, и чем больше и сильнее животное, тем этот риск очевиднее.

Окружающая среда формирует поведение

Одомашненные животные - это не просто роботы, которые запрограммированы вести себя определенным образом. Однако любой зверь, выращенный в неволе, скорее всего, будет значительно отличаться от своих диких собратьев.

Например, сравнивая черты домашних и диких кошек, придется учитывать их окружающую среду. Поведение и психология этих видов образуют очень много параллелей. Имея достаточно пищи и находясь вдали от лишнего давления и опасностей, которые есть в природе, животные меняются.

Большинство из них сохраняют общие черты характера в молодом возрасте, когда животные еще не вступили в полноценную взрослую жизнь. Маленькие щенки и волчата, например, будут вести себя примерно одинаково.

Пока их не выгнали из гнезда (берлоги), чтобы искать себя в естественных условиях, они будут невероятно добрыми, игривыми и коммуникабельными, так как их охотничий инстинкт не развит до такой степени, чтобы нападать.

Что лежит в основе создания пород животных и сортов культурных растений?

Ответ

Сначала человек создает наследственное разнообразие с помощью дальнеродственных или межвидовых скрещиваний, искусственного мутагенеза и т.п. Затем проводится искусственный отбор: для размножения выбираются особи, у которых наиболее выражены полезные человеку признаки.

С какой целью проводят в селекции близкородственное скрещивание. Какие отрицательные последствия оно имеет?

Ответ

Близкородственное скрещивание повышает вероятность перехода рецессивных признаков в гомозиготное состояние и их проявления в фенотипе. Таким образом селекционеры закрепляют полезные признаки. При этом вредные рецессивные мутации тоже проявляются.

С какой целью в селекции растений производят скрещивание особей разных сортов?
= С какой целью в селекции растений применяют межлинейную гибридизацию?

Ответ

1) Чтобы получить новые комбинации генов - создать наследственное разнообразие, которое является материалом для искусственного отбора.
2) Чтобы получить эффект гетерозиса.

Известно, что хвост самца японского петуха декоративной породы достигает 10 метров. Поясните, как эта порода была выведена человеком. Почему птицы с такой длиной хвоста не встречаются в природе?

Ответ

1) Человек вывел такую породу путем искусственного отбора: в каждом поколении для размножения выбираются петухи с самым длинным хвостом.
2) В дикой природе петухи с стаким длинным хвостом не смогут выжить, будут уничтожены хищниками.

Чем культурные растения и домашние животные отличаются от своих диких предков? Приведите не менее трех различий.

Ответ

1) Они обладают полезными для человека признаками, высокой продуктивностью.
2) Их приспособленность к условиям окружающей среды ослаблена.
3) У них намного выше диапазон изменчивости (много различных пород и сортов).

Каково значение закона гомологических рядов в наследственной изменчивости Н. И. Вавилова?

Ответ

Позволяет, зная признаки одного вида, целенаправленно искать такие же признаки у близкородственных видов. Помогает подбирать материал для селекции.

Чем характеризуется явление гетерозиса?

Ответ

Гетерозис (гибридная сила) - это явление, при котором гибридное потомство первого поколения очень сильно превосходит родителей по жизнестойкости, продуктивности и т.п.

Почему эффект гетерозиса проявляется только в первом поколении?

Ответ

Эффект гетерозиса обеспечивается определенным сочетанием генов (большим количество гетерозигот). В следующем поколении при половом размножении это сочетание генов исчезает.

Почему методы полиплоидии и искусственного мутагенеза, применяемые в селекции растений, не применимы в селекции животных?

Ответ

Животные стоят дороже, чем растения, развиваются дольше, поэтому опасные для жизни животного методы применять невыгодно. (Полиплоидные животные не выживают. Искусственный мутагенез случаен, обработка мутагенами может привести к смерти животного.)

Что такое искусственный мутагенез и для чего его применяют?

Ответ

Искусственный мутагенез – это метод селекции, при котором у организмов искусственно вызываются мутации (с помощью радиации, химических мутагенов и т.п.). Его применяют для создания наследственного разнообразия.

Одомашнивание - это процесс, во время которого значительно меняется стиль жизни дикого животного. Какие звери смогли ужиться с человеком и стали приносить ему пользу? Дикая собака была нужна для охоты и охраны, рогатый скот и птицы приносили мясо и молоко, лошади были отличным транспортным средством, а кошки помогали избавиться от грызунов. Одомашненные животные с легкостью прижились в человеческом обществе и стали его незаменимыми спутниками и помощниками.

Немного истории

Приручение животных сельскохозяйственного назначения восходит к началу неолита, а это около 9000 лет назад. Древние земледельцы начали с разведения коз, затем овец, свиней и крупного рогатого скота. Стимулом для этого, вероятно, было глобальное потепление в конце Ледникового периода, которое вызвало засуху в странах Ближнего Востока и заставило людей собираться вокруг надежных источников воды. Последующее увеличение плотности населения уменьшило эффективность охоты и собирательства, выращивание культур также не могло в полной мере удовлетворить спрос на продукты питания. Выпас животных был единственным надежным источником богатой белком пищи во времена дефицита.

Одомашненные животные: особенности

Собаки

Крупный рогатый скот

Записи о крупном рогатом скоте имеются в археологической летописи 6000-летней давности Египта и Месопотамии. Их общим предком был ныне вымерший дикий бык. Для этих одомашненных животных нашлось множество применений, в том числе в качестве трудовой силы, а также пользование всем тем, что они могли дать - молоко, мясо, кости и жир (для сжигания).

Свиньи

Лошади

Кошки

Размер имеет значение

Окружающая среда формирует поведение

До сих пор человек на земном шаре ввёл в культуру более полутора тысяч растений (без декоративных), причём на всей Земле под растениеводческой культурой занята площадь в 950 млн. га (т. е. около 7% площади всей суши), из которых 150 млн. га приходится на СССР.

В «одомашнении» растений обычны две стадии: сначала растение натурализуется, т. е. как бы приручается, а потом с помощью скрещивания делается культурным: большинство культурных растений имеет гибридную природу, т. е. происходит не от одного дикорастущего предка, а от целой их группы. Стало быть, в понятии о культурном растении содержится понятие переделки растения, приспособления его биологических особенностей и качеств к нуждам человека. Одной из важнейших особенностей культурных пород растений (и животных) является та, что они приспособлены не к пользе самого растения (или животного), а к пользе человека, причём в первую очередь у них гипертрофированы именно те части или органы, которые нужны человеку. «Культурные растения, за немногими исключениями одомашненных видов, представляют собою достижение культуры и в дикой природе никогда не существовали. Многочисленные указания на то, что они будто бы были встречены там или здесь вне культуры, объясняются заносом семян или одичанием; это - потомки культурных растений, а не их предки».

Таким образом, культурные растения - это дело рук человека.

Главнейшие культурные растения возделываются человеком уже многие тысячелетия (пшеница, ячмень, кукуруза, сорго, просо, рис, лён, томаты, нут, горох, бобы, фасоль, чечевица); некоторые же вводятся в культуру у нас на глазах: из дубильных бадан, из текстильных кендырь и т. д.

В переделке природы растения долгое время большую роль играла гибридизация в её почти чистом, как бы «автоматическом» виде. Человек отбирал растения с ценными для него признаками и скрещивал их. Он довольствовался сырым материалом, созданным природой, комбинировал его скрещиванием, производил отбор, опять комбинировал и т. д. В конце концов за длительный промежуток времени достигалось примерно то, что было желательно. Практически получалось растение и новое и не новое. Не новое потому, что в нём заключены были (только в ином сочетании и в разной степени усиления или ослабления) признаки, заимствованные у разных предков данного гибрида. Новое потому, что полученный гибрид, как таковой, сам по себе в природе не существовал и «введён в мир» действительно усилиями человека, а не природы.

Буржуазные учёные, развивающие реакционную биологическую теорию, известную под названием формальной генетики (она же вейсманизм или морганизм), утверждали, что у селекционера и не может быть никакой другой задачи, как заниматься подбором, перестановкой и сочетаниями уже существующих признаков.

Морганисты проповедуют, что всякий живой организм делится на две принципиально разные сущности: на тело, которое якобы не обладает наследственностью, но подвержено изменениям под влиянием жизненных условий, и на особое наследственное вещество (идиоплазму), якобы независимое от тела и не подверженное изменению под влиянием условий жизни тела. Наследственное вещество помещается в хромосомах (особых элементах клеточного ядра), и поэтому передача каких-либо признаков по наследству возможна только половым путём. Наследственное вещество не может быть произведено живым телом, никогда не зарождается вновь, но лишь непрерывно растёт и размножается, переходя из одного поколения в другое. Оно, в отличие от тела, бессмертно. Вследствие полной независимости наследственного вещества от тела, признаки, приобретённые телом при жизни, по наследству передаваться не могут. Наследственное вещество если и испытывает изменения (мутации), то они случайны, не имеют определённого направления и обусловлены внутренней природой наследственного вещества, а никак не изменениями тела организма, которое для наследственного вещества служит питательной средой, и не более.

Формальной генетике противостоит советская биологическая теория, разработанная гениальным русским селекционером И. В. Мичуриным и его продолжателями. Мичуринское учение решительно отрицает существование особого наследственного вещества, отдельного от тела и независимого от него. Половые клетки организма порождаются телом последнего, а не непосредственно той половой клеткой, из которой произошёл сам организм. Каждая часть организма обладает и свойством изменчивости, и свойством наследственности. Наследственность тоже изменчива, её изменение есть результат изменения самого живого тела под прямым или косвенным воздействием условий жизни на развитие организма или его частей. Отсюда следует, что изменения, полученные организмом под влиянием условий жизни, могут передаваться по наследству и, значит, изменения наследственности не случайны, а закономерны и вполне могут быть предсказаны, если известны те условия, которыми они порождаются.

Какой выбор между этими двумя теориями может и должен сделать передовой учёный? Выбор может быть только один и только в пользу мичуринского учения.

Во-первых, потому, что формальная генетика - это реакционное идеалистическое учение, отрицающее взаимную связь и обусловленность явлений и предметов в природе. Оно не просто отрицает связь наследственных признаков организма с самим организмом и условиями его жизни, но и вводит в материальный мир некоторое независимое от него мистическое бессмертное начало, носителя наследственности.

Во-вторых, потому, что формальная генетика даёт искажённое объяснение природных закономерностей, не отвечает наблюдаемым фактам, и оттого не только не способствует правильному познанию мира, но и вредит этому познанию. Она утверждает, что передача наследственных признаков возможна лишь половым путём и что помеси (гибриды) между организмами тоже возникают только этим путём. В то же время опыт, сельскохозяйственная практика и научные работы мичуринцев дают примеры создания многих сотен вегетативных, т. е. полученных не половым путём, гибридов у растений.

Для получения вегетативных гибридов Мичурин разработал особый способ ментора (воспитателя): черенки старых сортов плодового дерева прививаются в крону молодого сорта: свойства, недостающие молодому сорту, передаются ему из черенков старого сорта. Можно добиться и передачи свойств подвоя (в данном случае молодой сорт) в привой (старый сорт); тут уже воспитателем служит подвой, а не привой. Собирая семена с привоя и подвоя и высевая их, легко можно убедиться, что в полученном потомстве обнаружатся и такие представители, которые будут обладать свойствами не только той породы, из плодов которой взяты семена, но и другой, с которой первая была объединена путём прививки. Так как подвой и привой не могли обмениваться хромосомами, то ясно, что наследственными свойствами обладают не одни хромосомы, но и любая частичка живого тела.

Вегетативные гибриды наносят сокрушительный удар формальной генетике. Они неопровержимо свидетельствуют, что наследственность передаётся как с помощью хромосом, так и без них, и что изменения, приобретённые организмом при жизни, вопреки учению морганистов, наследственны при определённых условиях.

Наконец, в-третьих, передовой учёный должен отвергнуть формальную генетику и потому, что она разоружает его в деле направленного и эффективного преобразования природы человеком. Если наследственность не зависит от условий жизни организма, если она меняется автономно и случайно и на неё никак нельзя повлиять, если наследственное вещество содержит в себе некий предопределённый набор наследственных признаков, то селекционер лишён возможности создать нужный ему организм с наперёд заданными свойствами. Ему остаётся только путём скрещивания бесконечно комбинировать всякие «гены» (выдуманные носители признаков родительских растений) в поисках случайного благоприятного их сочетания. Создать он ничего не может.

Если же, как учит Мичурин, изменения, полученные организмом при жизни под воздействием окружающей обстановки, могут передаваться по наследству - в руках селекционера оказывается мощное орудие активной переделки организмов в нужном человеку направлении, так как человек, меняя условия жизни организма (с учётом особенностей и закономерностей его развития), меняет и самый организм и его наследственные свойства. Таким образом, есть два пути селекции. Один из них - старый, примитивный, которым давно пользовалось человечество и за пределы которого морганисты не хотели никого выпускать: высеять десятки тысяч растений одного сорта, затем выбрать из них два-три лучших образца, а остальные уничтожить. И другой - мичуринский, делающий человека подлинным творцом новых организмов: преднамеренно вызвать изменение организма, сознательно создать новый сорт или вид с нужными свойствами. Этим вторым путём и идут учёные СССР и одиночки-селекционеры за границей.

И. В. Мичурин, применяя разработанные им активные методы воздействия, вывел за свою жизнь более 300 сортов новых растений (особенно яблонь, груш, слив, вишен).

С применением мичуринских методов перед сельскохозяйственной практикой человечества открываются совершенно необозримые кругозоры. Далеко позади останется всё то, что сделано человеком до сих пор.

Более двух тысяч лет назад в древней Греции было всего два сорта яблонь; полторы тысячи лет назад количество сортов яблонь в древнем Риме достигло 37; сейчас мы имеем более 10 тыс. Известно до 300 культурных сортов кукурузы, до 400 сои. Сорта же некоторых культурных растений насчитываются тысячами: примулы и тюльпаны по тысяче, земляника, картофель и рис по 2 тыс., розы до 4 тыс., пшеница свыше 30 тыс. форм.

Вопрос 1. Чем отличаются одомашненные животные и культурные растения от диких?

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.