Чем занимается и где применяется биотехнология а селекция растений б в сельском

Селекция. Биотехнология.

Селекция

Селекция — отбор и создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами.

Породы животных, сорта растений, штаммы микроорганизмов — это совокупности особей, созданные человеком и обладающие какими-либо ценными для него качествами. Теоретической основой селекции является генетика.

Основные методы селекции

Отбор

В селекции действует естественный и искусственный отбор. Искусственный отбор бывает бессознательным и методическим. Бессознательный отбор заключается в сохранении человеком лучших особей для разведения и употреблении в пищу худших без сознательного намерения вывести более совершенную породу или сорт. Методический отбор осознанно направлен на выведение нового сорта или породы с желаемыми качествами. В процессе селекции наряду с искусственным отбором не прекращает своего действия и естественный отбор, который повышает приспособляемость организмов к условиям окружающей среды.

Сравнительная характеристика естественного и искусственного отбора

Массовый отбор — выделение из исходного материала целой группы особей с желательными признаками и получение от них потомства.
Индивидуальный отбор — выделение отдельных особей с желательными признаками и получение от них потомства.

Массовый отбор чаще применяют в селекции растений, а индивидуальный — в селекции животных, что связано с особенностями размножения растений и животных.

Гибридизация

Методом отбора нельзя получить новые генотипы. Для создания новых благоприятных комбинаций признаков (генотипов) применяют гибридизацию. Различают внутривидовую и межвидовую (отдалённую) гибридизацию.

Внутривидовая гибридизация — скрещивание особей одного вида. Применяют близкородственное скрещивание и скрещивание неродственных особей.

Близкородственное скрещивание (инбридинг) (например, самоопыление у растений) ведёт к повышению гомозиготности, что, с одной стороны, способствует закреплению наследственных свойств, но с другой — ведёт к снижению жизнеспособности, продуктивности и вырождению. Скрещивание неродственных особей (аутбридинг) позволяет получить гетерозисные гибриды. Если сначала вывести гомозиготные линии, закрепив желательные признаки, а затем провести перекрёстное опыление между разными самоопыляющимися линиями, то в результате в ряде случаев появляются высокоурожайные гибриды. Явление повышенной урожайности и жизнеспособности у гибридов первого поколения, полученных при скрещивании родителей чистых линий, называется гетерозисом. Основная причина эффекта гетерозиса — отсутствие проявления вредных рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии. Однако уже со второго поколения эффект гетерозиса быстро снижается.

Межвидовая (отдалённая) гибридизация — скрещивание разных видов.

Используется для получения гибридов, сочетающих ценные свойства родительских форм (тритикале — гибрид пшеницы и ржи, мул — гибрид кобылы с ослом, лошак — гибрид коня с ослицей). Обычно отдалённые гибриды бесплодны, так как хромосомы родительских видов отличаются настолько, что невозможен процесс конъюгации, в результате чего нарушается мейоз. Преодолеть бесплодие у отдалённых гибридов растений удаётся с помощью полиплоидии. Восстановление плодовитости у гибридов животных более сложная задача, так как получение полиплоидов у животных невозможно.

Полиплоидия

Полиплоидия — увеличение числа хромосомных наборов.

Полиплоидия позволяет избежать бесплодия межвидовых гибридов. Кроме того, многие полиплоидные сорта культурных растений (пшеница, картофель) имеют более высокую урожайность, чем родственные диплоидные виды. В основе явления полиплоидии лежат три причины: удвоение хромосом в неделящихся клетках, слияние соматических клеток или их ядер, нарушение процесса мейоза с образованием гамет с нередуцированным (двойным) набором хромосом. Искусственно полиплоидию вызывают обработкой семян или проростков растений колхицином. Колхицин разрушает нити веретена деления и препятствует расхождению гомологичных хромосом в процессе мейоза.

Индуцированный мутагенез

В естественных условиях частота возникновения мутаций сравнительно невелика. Поэтому в селекции используется индуцированный (искусственно вызванный) мутагенез — воздействие на организм в условиях эксперимента каким-либо мутагенным фактором для возникновения мутации с целью изучения влияния фактора на живой организм или получения нового признака. Мутации носят ненаправленный характер, поэтому селекционер сам отбирает организмы с новыми полезными свойствами.

Клеточная и генная инженерия

Биотехнология — методы и приёмы получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью живых организмов (бактерий, дрожжей и др.). Биотехнология открывает новые возможности для селекции. Её основные направления: микробиологический синтез, генная и клеточная инженерия.
Микробиологический синтез — использование микроорганизмов для получения белков, ферментов, органических кислот, лекарственных препаратов и других веществ. Благодаря селекции удалось вывести микроорганизмы, которые вырабатывают нужные человеку вещества в количествах, в десятки, сотни и тысячи раз превышающих потребности самих микроорганизмов. С помощью микроорганизмов получают лизин (аминокислоту, не образующуюся в организме животных; её добавляют в растительную пищу), органические кислоты (уксусную, лимонную, молочную и др.), витамины, антибиотики и т. д.
Клеточная инженерия — выращивание клеток вне организма на специальных питательных средах, где они растут и размножаются, образуя культуру ткани. Из клеток животных нельзя вырастить организм, а из растительных клеток можно. Так получают и размножают ценные сорта растений. Клеточная инженерия позволяет проводить гибридизацию (слияние) как половых, так и соматических клеток. Гибридизация половых клеток позволяет проводить оплодотворение «в пробирке» и имплантацию оплодотворённой яйцеклетки в материнский организм. Гибридизация соматических клеток делает возможным создание новых сортов растений, обладающих полезными признаками и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды.
Генная инженерия — искусственная перестройка генома. Позволяет встраивать в геном организма одного вида гены другого вида. Так, введя в генотип кишечной палочки соответствующий ген человека, получают гормон инсулин. В настоящее время человечество вступило в эпоху конструирования генотипов клеток.

Селекция растений, животных и микроорганизмов

Селекция растений Для селекционера очень важно знать свойства исходного материала, используемого в селекции. В этом плане очень важны два достижения отечественного селекционера Н. И. Вавилова: закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и учение о центрах происхождения культурных растений.
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости: виды и роды, генетически близкие (связанные друг с другом единством происхождения), характеризуются сходными рядами в наследственной изменчивости. Так, например, у мягкой и твёрдой пшеницы и ячменя существуют остистые, короткоостые и безостые колосья. Зная наследственные изменения у одного вида, можно предвидеть нахождение сходных изменений у родственных видов и родов, что используется в селекции. Чем ближе между собой виды и роды, тем больше сходство в изменчивости их признаков. Н. И. Вавиловым закон был сформулирован применительно к растениям, а позднее подтверждён для животных и микроорганизмов.
В селекции растений наиболее широко используются такие методы, как массовый отбор, внутривидовая гибридизация, отдалённая гибридизация, полиплоидия.
Большой вклад в селекцию плодовых растений внёс отечественный селекционер И. В. Мичурин. На основе методов межсортовой и межвидовой гибридизации, отбора и воздействия условиями среды им были созданы многие сорта плодовых культур. Благодаря его работам многие южные сорта плодовых культур удалось распространить в средней полосе нашей страны.
Многие сорта культурных растений являются полиплоидными. Таковы некоторые сорта пшеницы, ржи, клевера, картофеля, свёклы и т. д. Сочетание отдалённой гибридизации с последующим получением полиплоидных форм позволило преодолеть бесплодие отдалённых гибридов. В результате многолетних работ Н. В. Цицина и его сотрудников были получены гибриды пырея и пшеницы, пшеницы и ржи (тритикале).
К наиболее важным достижениям селекции растений следует отнести создание большого количества высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений.

Селекция животных

Как и культурные растения, домашние животные имеют диких предков. Процесс превращения диких животных в домашних называют одомашниванием (доместикацией). Почти все домашние животные относятся к высшим позвоночным животным — птицам и млекопитающим.
В селекции животных наиболее широко используются такие методы, как индивидуальный отбор, внутривидовая гибридизация (родственное и неродственное скрещивание) и отдалённая (межвидовая) гибридизация.
Использование индивидуального отбора связано с половым размножением животных, когда получить сразу много потомков затруднительно. В связи с этим селекционеру важно определить наследственные признаки самцов, которые непосредственно у них не проявляются (жирномолочность, яйценоскость). Поэтому оценка животных может быть осуществлена по их родословной и по качеству их потомства. Имеет определённое значение также учёт экстерьера, то есть совокупности внешних признаков животного. Подбор производителей в животноводстве особенно актуален в связи с применением в настоящее время искусственного осеменения, позволяющего получить от одного организма значительное число потомков. Родственное скрещивание ведёт к гомозиготности и чаще всего сопровождается уменьшением устойчивости животных к неблагоприятным факторам среды, снижением плодовитости и т. п. Для устранения неблагоприятных последствий используют неродственное скрещивание разных линий и пород. На основе межпородного скрещивания были созданы высокопродуктивные сельскохозяйственные животные (в частности М. Ф. Иванов создал высокопродуктивную породу свиней Белая украинская, породу овец Асканийская рамбулье). Неродственное скрещивание сопровождается гетерозисом, сущность которого состоит в том, что гибриды первого поколения имеют повышенную жизнеспособность и усиленное развитие. Примером эффективного использования гетерозиса служит выведение гибридных цыплят (бройлерное производство).
Отдалённая (межвидовая) гибридизация животных приводит к бесплодию гибридов. Но благодаря проявлению гетерозиса широко используется человеком. Среди достижений по отдалённой гибридизации животных следует отметить мула — гибрида кобылы с ослом, бестера — гибрида белуги и стерляди, продуктивного гибрида карпа и карася, гибридов крупного рогатого скота с яками и зебу, отдалённых гибридов свиней и т. д.

Селекция микроорганизмов

Источник

Выберите один правильный ответ

1 Направление биотехнологии, в котором используются микроорганизмы для получения антибиотиков, витаминов, называют

А) биохимическим синтезом Б) генной инженерией

В) клеточной инженерией Г) микробиологическим синтезом

2 В селекции для получения новых полиплоидных сортов растений

А) скрещивают особи двух чистых линий Б) скрещивают родителей с их потомками

В) кратно увеличивают набор хромосом Г) увеличивают число гомозиготных особей

3 Снижение эффекта гетерозиса в последующих поколениях обусловлено

А) проявлением доминантных мутаций Б) увеличением числа гетерозиготных особей

В) уменьшением числа гомозиготных особей Г) проявлением рецессивных мутаций

4 Выберите два верных ответа из пяти.

Искусственный мутагенез применяется в

А) селекции растений Б ) выведении новых пород домашних животных (коров, лошадей)

В ) лечении человека Г) профилактике заболеваний человека Д ) селекции микроорганизмов

5 Установите правильную последовательность действий селекционера по выведению нового сорта

А) гибридизация Б) искусственный отбор

В) отбор родительских форм Г) размножение гибридных особей

6 Установите правильную последовательность этапов работы селекционера при создании новой породы животных

А) скрещивание производителей для создания новой породы

Б) скрещивание потомков и индивидуальный отбор по породным признакам

В) методический отбор особей среди полученного потомства от исходных форм

Г) индивидуальный подбор родительских форм для скрещивания

7 Выберите 3 правильных утверждений

Чем занимается и где применяется биотехнология?

А)в селекция растений Б) в сельском хозяйстве В) селекция бактерий

Г) селекция грибов Д)в пищевой промышленности Е)в легкой промышленности

8 Установите соответствие между методами и видами селекции: для этого к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго столбца.

Б) испытание производителя по потомству

Г) оценка по экстерьеру

Д) получение полиплоидов

1) селекция животных

2) селекция растений

9 Установите соответствие между методами и областями науки и производства, в которых эти методы используются: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) получение полиплоидов

Б) метод культуры клеток и тканей

В) использование дрожжей для производства белков и витаминов

Г) метод рекомбинантных плазмид

Д) испытание по потомству

10 Все приведённые ниже термины и понятия, кроме двух, используются для описания методов селекции микроорганизмов. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

А). гибридизация разных штаммов Б) отбор по экстерьеру В). Инбридинг

Г). искусственный мутагенез Д). генная инженерия

11 Все приведённые ниже методы, кроме двух, используют для описания селекции растений. Определите два метода, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

А) подбор родителей по экстерьеру Б) отбор родителей по потомству

В) полиплоидия Г) отдалённая гибридизация Д) гетерозис

Ответьте на вопросы

12 Хвост японского петуха достигает 10 м. Поясните, как эта порода была выведена человеком? Почему такие птицы не встречаются в природе?

13 В плодах ряда растений отсутствуют семена (апельсины, мандарины). Что лежит в основе п олучения таких сортов и как сохраняется этот признак?

14 В результате межвидового скрещивания рыб белуги и севрюги получается межвидовой гибрид – бестер. Эта рыба отличается ценными пищевыми свойствами, повышенной жизнеспособностью. Однако бестеры, как и все межвидовые гибриды животных, не дают потомства. Объясните, почему они бесплодны. Возможно ли преодолеть их бесплодие?

15В настоящее время нашли широкое применение в птицеводстве гетерозисные бройлерные цыплята. Почему именно их широко используют для решения продовольственных задач? Как их выводят?

Источник

Биотехнология

Это использование биологических систем и процессов в сельском хозяйстве и промышленности. Изначально биотехнологией называли микробиологическое производство – промышленное культивирование бактерий и грибов для получения продуктов их жизнедеятельности (например, антибиотиков). Сейчас биотехнология включает в себя генную и клеточную инженерию.

Генная инженерия

Это перенос генов в клетки другого организма (получение трансгенных организмов). Техпроцесс:
1) Получение гена. Из клетки выделяют иРНК, затем получают из них ДНК путем обратной транскрипции.
2) Получение рекомбинантной плазмиды. Плазмида – небольшая кольцевая молекула ДНК, характерная для прокариот. В неё вставляют ген, который необходимо перенести.
3) Перенос. Бактерии, например, сами поглощают ДНК из окружающей среды. В природе это является одним из механизмов изменчивости у бактерий.
4) Отбор. Отбирают организмы, в которых пересаживаемый ген содержится и работает.

Примеры использования генной инженерии:

Клеточная инженерия

Это конструирование новых клеток (с новыми свойствами). Примеры:
1) Клонирование. Ядро соматической клетки животного пересаживают в яйцеклетку и выращивают новый организм, при этом полностью сохраняются все наследственные признаки донора ядра.
2) Соматическая (клеточная) гибридизация. Например, сливают две клетки – В-лимфоциты, вырабатывающие антитела, и раковые клетки, способные неограниченно делиться – получают гибридные клетки, выделяющие антитела.
3) Культура клеток (тканей). Ткани и органы можно выращивать «в пробирке» на питательной среде. Например, гормон эритропоэтин получают из культур клеток хомяков.
4) Микроклональное размножение. У растений и грибов целый организм можно вырастить из одной или нескольких соматических клеток. Так можно получить посадочный материал, не содержащий вирусов.

Источник

Основы селекции и биотехнологии. Задача современной селекции. Основные методы селекции. Центры происхождения растений и животных. Биотехнология

Основы селекции и биотехнологии. Задача современной селекции. Основные методы селекции. Центры происхождения растений и животных. Биотехнология

Задача современной селекции

Селекция (от лат. selectio – отбор) – это наука о создании новых и улучшении существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Селекция является областью практического применения генетики.

Это необходимость повышения продуктивности растений, животных, микроорганизмов, выведение новых пород, сортов, штаммов, что обеспечит максимальное производство пищевых и других продуктов с минимальными затратами.

Породой животных, сортом растений называют совокупность особей одного вида с особыми наследственными признаками (удойностью, продуктивностью и т. п.), созданными человеком с помощью искусственного отбора.

Порода, сорт и штамм преимущественно не могут существовать самостоятельно, без определенного вмешательства человека. Не всегда сорта растений и породы животных могут проявлять те же самые свойства, что и в той местности, где были выведены.

Основные методы селекции

Основные методы селекции. Селекция – наука о создании новых и улучшении существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Методы

Искусственный отбор

Теоретические основы теории искусственного отбора выдвинул английский ученый Ч. Дарвин. Он доказал, что породы животных, сорта растений имеют одного общего предка. Они не являются самостоятельными видами. Человек формировал породы и сорта согласно собственным интересам, иногда даже в ущерб животным и растениям, снижая их жизнеспособность.

Искусственный отбор может проводиться сознательно или бессознательно. Бессознательно человек начал проводить отбор с момента одомашнивания животных. Современный отбор проводится сознательно, на основе знаний генетики и селекции, то есть законов наследования и изменчивости.

Искусственный отбор может быть массовым или индивидуальным. Массовый отбор применяют преимущественно для растений. При этом человек выбирает семена, луковицы от растений с наилучшими фенотиповыми признаками. Тем самым желательный признак все больше развивается. Массовый отбор применяется для растений, так как за вегетационный период можно получить большое количество семени, несколько урожаев за сезон и т. п.

Индивидуальный отбор применяется преимущественно для животных. Животные малоплодовиты, потомство нельзя получить быстро. Для улучшения породы, сорта для размножения оставляют отдельных особей, тщательно изучают их генотип и фенотип.

Гибридизация

Это процесс получения гибридов. Он базируется на объединении генетического материала разных клеток и организмов. Получаются гибриды только при участии полового процесса или при соединении соматических клеток.

Гибридизация может проводиться в пределах одного вида и называется внутривидовой. Внутривидовая гибридизация бывает родственной и неродственной. Гибридизация между разными видами называется межвидовой.

Внутривидовая гибридизация. Родственное скрещивание

Родственное скрещивание или инбридинг (от англ. in – в, внутри и briding – разведение) – это скрещивание организмов, которые имеют общих предков. Родственное скрещивание можно наблюдать у самоопыляющихся растений, гермафродитных животных. В зависимости от степени родственности бывает более (жесткий) или менее (мягкий) тесный. Жесткий инбридинг – это скрещивание матери и сына, отца и дочери, родных брата с сестрой, а мягкий – это скрещивание родственных организмов в четвертом и следующих поколениях.

При родственном скрещивании с каждым поколением повышается гомозиготность гибридов. Большинство вредных мутаций находится в рецессивных генах. Следствием родственного скрещивания является ослабление, даже вырождение потомков. Проявляются тяжелые заболевания, разные наследственные аномалии.

В селекции широко используется родственное скрещивание, так как на нем основано выведение чистых линий. С помощью родственного скрещивания поддерживаются породы, закрепляются редкие желательные признаки.

Внутривидовая гибридизация. Неродственное скрещивание

Неродственное скрещивание или аутбридинг (от англ. out – вне). Это скрещивание организмов, не имеющих тесных родственных связей. Это скрещивание представителей разных линий, сортов, пород, которые принадлежат к одному виду. Неродственными считают организмы, которые не имели общих предков на протяжении предыдущих шести поколений. Применяют для объединения ценных свойств разных линий в потомстве. Аутбридинг применяют для повышения жизнеспособности породных или сортовых линий, позволяет предотвращать их вырождение. При неродственном скрещивании можно часто наблюдать явление гетерозиса (от греч. гетерозис – изменение, перевоплощение).

Гетерозис – это явление, согласно которому первое поколение гибридов от неродственного скрещивания имеет повышенную продуктивность, жизнеспособность, в сравнении с родительскими формами. У гетерозисных организмов большинство аллелей переходит в гетерозиготное состояние. Полное проявление гетерозиса наблюдается лишь в первом поколении. Далее аллели постепенно будут переходить в гомозиготное состояние, эффект слабеет.

Применяется широко в сельском хозяйстве. Поэтому в селекционной работе всегда поддерживаются чистые линии.

Межвидовая гибридизация

Отдаленная или межвидовая гибридизация. Это скрещивание особей разных видов. Является перспективным методом селекционной работы. Проводят с целью объединения ценных качеств, которые присущи особям разных видов. С помощью отдаленной гибридизации был получен гибрид пшеницы и пырея, который имеет большую продуктивность, стойкость к полеганию; ржи с пшеницей (тритикале), малины и ежевики и др.

С давних времен проводят отдаленную гибридизацию, чтобы получить мулов (гибриды кобылы и осла). Мулы отличаются высокой жизнеспособностью, большой силой, продолжительным сроком жизни. Были выведены новая порода овец (гибрид мериноса и горного барана архара), бестер (гибрид стерляди и белуги) и др.

При отдаленной гибридизации возникает проблема бесплодия межвидовых гибридов. У гибридов могут быть бесплодными и самцы, и самки, одновременно, или по отдельности. Сложность разведения гибридов состоит в том, что у разных видов разное количество хромосом в наборах, поэтому хромосомы не расходятся во время мейоза. Даже если количество хромосом будет одинаковое, структура их разная. Это тоже приводит к нарушению расхождения хромосом, к неспособности к конъюгации. Особенно сложным является преодоление бесплодия у гибридов животных.

Метод преодоления бесплодия гибридов растений, полученных при межвидовой гибридизации, предложил в 1924 году Г. Д. Карпеченко. Он разработал его при скрещивании редьки и капусты. Эти два растения имеют одинаковый набор хромосом. Ученый удвоил (благодаря полиплоидии) набор хромосом гибрида, то есть в ядре появились два полных набора хромосом. Процесс конъюгации стал проходить нормально. Каждая хромосома имела себе пару.

У животных стало возможным получать гибриды с помощью клеточной инженерии.

Особенности селекции животных и растений

Для растений характерно половое и бесполое размножение. В селекции растений используют индивидуальный и массовый искусственный отбор, разные формы гибридизации. Стерильность гибридов преодолевают с помощью полиплоидии. Полиплоидию применяют также для повышения урожайности сортов. Разнообразные формы растений получают с помощью прививки.

Позвоночные животные размножаются только половым путем, что значительно ограничивает методы селекции. Основными методами является индивидуальный искусственный отбор и разные формы гибридизации. Широко в сельском хозяйстве применяется явление гетерозиса, искусственное оплодотворение.

Центры происхождения растений и животных

Центры разнообразия и происхождения культурных растений

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

Выдающийся генетик и селекционер академик Н. И. Вавилов определил семь основных центров происхождения культурных растений. Именно в этих центрах наблюдается наибольшее разнообразие форм определенного вида.

Южноазиатский тропический. Включает Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии, Индокитай, Тропическую Индию. Является родиной риса, сахарного тростника, нескольких видов цитрусовых, бананов, кокосовой пальмы, огурцов и др.

Восточноазиатский. Включает Центральный и Восточный Китай, Японию, Корею, Тайвань. Является родиной гречки, сои, редьки, проса, груши, яблони, ряда цитрусовых, сливы, шелковицы и др.

Юго-западноазиатский. Включает Кавказ, Афганистан, Малую и Среднюю Азии, Иран, Северо-Западную Индию. Является родиной гороха, мягкой пшеницы, чечевицы, хлопчатника, ржи, ячменя, льна, винограда, моркови, лука, миндаля, абрикоса, некоторых видов груши и др.

Средиземноморский. Включает побережья Средиземного моря. Является родиной оливы, капусты, сахарной свеклы, люпина и др.

Абиссинский. Включает часть Аравийского полуострова, Абиссинское нагорье Эфиопии. Является родиной твердой пшеницы, кофейного дерева, одного из видов бананов, зернового сорго и др.

Центральноамериканский. Включает Южную Мексику и острова Карибского моря. Является родиной кукурузы, красного перца, тыквы, фасоли, какао, табака и др.

Южноамериканский (Андийский). Включает Анды вдоль побережья Тихого океана Южной Америки. Является родиной картофеля, томатов, некоторых видов табака, арахиса, хинного дерева, ананаса и др.

Известно более 25 тыс. видов культурных растений (пищевых, врачебных, технических, масличных), имеющих разное происхождение. Считается, что первыми были окультурены такие виды: кукуруза, рис, пшеница, горох, кокосовая пальма, бананы, тыква, лук и др.

Почти все культурные растения, которые выращиваются в нашей стране, происходят из других стран.

Районы происхождения и одомашнивания пород домашних животных

Центры происхождения домашних животных

В связи со значительными перемещениями одомашненных животных от мест происхождения возникают трудности их выявления. Одомашненные животные испытали значительные изменения по сравнению с дикими предками.

Считается, что первым (около 10-15 тыс. лет назад) одомашненным животным была собака. Происходит от волка. Некоторые современные ученые считают, что предком был представитель семейства собачьих, похожий на современного австралийского динго, распространенный по всей территории Евразии. Одомашнивание происходило одновременно в нескольких регионах. Ныне известно свыше 400 пород собаки домашней, которые разводят в определенных направлениях: охотничьи, служебные, декоративные.

Первые животные, которых человек стал разводить и пасти с помощью собаки и без нее, это овцы и козы. Они одомашнены приблизительно 9-10 тыс. лет назад. Предками овец были дикие муфлон и архар, коз – несколько видов диких коз, в частности безоаровый козел. Ныне разводят свыше 70 пород домашних овец и 50 пород домашних коз.

Свинью одомашнили приблизительно 5-9 тыс. лет назад. Предком является дикий кабан. Свиньи дают больше сала и мяса, чем овцы и козы, но требуют больше пищи и не способны передвигаться на большие расстояния. Разводят ради сала, мяса, кожи.

Крупный рогатый скот происходит от тура – большого дикого быка, который происходит из Индии, откуда эмигрировал в Европу, Северную Африку, Малую Азию и к берегам Китайского моря. Последнее животное было уничтожено в Польше в 1627 году. Одомашнен тур в Древней Греции приблизительно 4 тыс. лет назад.

Дикий як является предком яка, которого разводят в Тибете, Гималаях, на Памире, дикий буйвол – домашнего буйвола, силу которого используют в странах Юго-Восточной Азии.

Домашняя лошадь происходит от дикой лошади тарпана, уничтоженного человеком до конца XIX века. Тарпаны жили в лесостепях Европы и Казахстана. Известно свыше 200 современных пород лошадей.

Ослы были впервые одомашнены в Египте и Ливии. Их предком является дикий осел, которого можно встретить в северных районах Африки.

Двугорбый (бактриан) и одногорбый (дромадер) верблюды были одомашнены около 5 тыс. лет назад в некоторых районах Азии. Ныне сохранился лишь предок двугорбого верблюда, который живет в Центральной Азии.

Домашние кошки происходят от африканской дикой, или ливийской кошки, которые встречаются на севере Африки. Их одомашнили около 5 тыс. лет назад.

Предком домашнего кролика является дикий, который встречается в южных регионах Европы. Его одомашнили около 3 тыс. лет назад.

Одомашнены человеком много видов птиц. Домашняя курица происходит от диких банковских и красных кур, которые живут в Южной и Юго-Восточной Азии. Одомашнена около 5-6 тыс. лет назад. Около 2 тыс. лет назад была одомашнена дикая индейка, около 4 тыс. лет – дикий серый гусь и дикая утка. Предки домашних птиц встречаются в природе.

Основные породы домашнего голубя происходят от дикого скального, живущего в горных местностях умеренных широт Евразии и Северной Африки.

Свыше 5 тыс. лет назад в Китае был одомашнен серебристый карась, который является предком золотых рыбок, и шелковичный (тутовый) шелкопряд, который в природе ныне не встречается.

Неизвестны предок и место одомашнивания медоносной пчелы.

Процесс одомашнивания продолжается и сейчас. Человек разводит большое количество пушных зверей (лисиц, шиншиллу, ондатр, норок, соболя и т. п.).

Биотехнология

Биотехнология: направления и методы

Биотехнология (от греч. биос – жизнь, технос – мастерство, искусство, логос – слово, учение) – это совокупность промышленных методов, которые применяются в производстве с использованием живых организмов или биологических явлений, процессов для получения определенных веществ. Термин употребляется с 70-х годов XX века.

Основные направления биотехнологии

Основные направления биотехнологии

Основные направления биотехнологии: производство веществ (витаминов, гормонов, антибиотиков), кормов для животных (кормовые дрожжи, силос), применение биологических процессов для очищения окружающей среды (сточных вод, водоемов), разработка биологических методов борьбы с вредителями сельского хозяйства, паразитами.

Методы биотехнологии

Одними из современных методов являются методы клеточной, хромосомной и генной инженерии.

Клеточная инженерия

Основана на культивации отдельных клеток и тканей на специально созданных искусственных средах. Такие среды содержат минеральные соли, аминокислоты, гормоны и прочие вещества, необходимые для поддержания жизнедеятельности клеток или тканей.

Одним из направлений является создание культур клеток (тканей). Культуры клеток выращивают на питательных средах из соматических клеток. Отдельные растительные клетки имеют свойство (тотипатентность) – регенерируют к полноценным растениям. При этом все растения располагают идентичной наследственной информацией. Таким образом, получают клон.

Схема генетического клонирования овцы

Клон (от греч. клон – потомок, ветвь) – это клетки или потомки, которые возникли от общего предка. Клон получают при вегетативном размножении растений, почковании растений, грибов, животных, фрагментации животных.

У животных искусственно получают клон, если из неоплодотворенной яйцеклетки удаляют ядро и заменяют его ядром из соматической клетки. Таким образом, получают точную генетическую копию организма, которую клонируют.

Новым методом клеточной инженерии является получение у растений гаплоидов (метод гаплоидов). Для этого проращивают пыльцу и получают из нее полноценное растение, клетки которого имеют гаплоидный набор клеток. Этот метод позволяет быстрее вывести чистые линии – гомозиготные по свойствам растения (при увеличении набора хромосом вдвое).

Достаточно новым методом является метод гибридизации соматических клеток. Этот метод позволяет соединить после специальной обработки несколько соматических клеток организмов, отдаленных в систематическом отношении (человека и моркови, курицы и мыши). Преимущественно ядра при этом не сливаются, а существуют рядом. Клетки не способны к делению. С их помощью создают препараты, которые повышают стойкость к разным инфекциям, раковым заболеваниям.

Хромосомная инженерия

Связана с заменой, добавлением или изъятием хромосом. С помощью хромосомной инженерии возможна замена хромосом со слабыми свойствами одного сорта на хромосомы с лучшими свойствами другого сорта растений (заменимые линии). Возможно также введение дополнительной пары хромосом с признаками, отсутствующими у первого сорта растений (дополнительные линии).

Генная (генетическая) инженерия

Это искусственный перенос (трансгенез) от одного вида организмов к другому, изъятие или добавление необходимых генов. Такие виды организмов могут быть отдаленными по происхождению. Ген, который переносится, удаляется из клеток бактерий, растений или животных или синтезируется искусственно.

Введение генов эукариот в клетки бактерий позволило получить некоторые важные вещества (гормоны, витамины, ферменты, рРНК). Например, введение необходимого гена в клетки кишечной палочки привело к синтезу инсулина человека, необходимого для лечения сахарного диабета.

Вне организма впервые был осуществлен синтез в 1969 году в США индийским ученым Г. Хорана. Искусственный синтез генов – процесс сложный. Поэтому чаще гены удаляют из геномов организмов.

Для перенесения и введения генов в клетки прокариот используют вирусы (бактериофаги) и плазмиды.

Растения и животные, геном которых изменен благодаря генной инженерии, называются трансгенными или химерами.

С помощью генной инженерии возможно удаление дефектных генов на ранних стадиях развития, замена их нормальными генами.

Эмбриональная инженерия

Искусственные изменения организмов возможны на ранних этапах развития – эмбриональная инженерия, основанная на явлении эмбриональной индукции.

Источник