Естествознание. Базовый уровень. 11 класс - Сергей Титов

Неолитическая революция началась около 12 тыс. лет назад на Среднем Востоке и в Египте, а через 5–6 тыс. лет уже почти всё человечество освоило скотоводство и земледелие[22]. Интересно, что на Американском континенте, совершенно изолированном от Старого Света, неолитическая революция происходила в то же время. Так, уже 5–7 тыс. лет назад кукуруза стала культурным растением, а за ней последовали картофель, томат и многие другие растения, впоследствии завезённые в Европу. Однако, несмотря на успехи в культивировании растений, жителям Америки удалось одомашнить всего два вида животных – ламу и индюка.

Переход к земледелию и скотоводству закономерно привёл к коренному изменению человеческого образа жизни. Отпала необходимость в кочевьях, постоянном переселении в поисках продовольствия. Одомашненных животных необходимо было кормить и оберегать от хищников и соседей, растения нуждались в поливе и прополке. Всё это требовало объединённого труда многих людей, поэтому стали появляться довольно крупные поселения с долговечными постройками, а часто и с оборонительными стенами, в которых обитало множество семей. Избыток продовольствия позволил освободить некоторую часть общества от непосредственного участия в его производстве, в результате чего появились ремесленники, занимавшиеся строительством домов и помещений для хранения пищи, ткачи, гончары и другие «специалисты».

Неолитическая революция была зарёй ноосферы. Почувствовав новые возможности, человек стал развивать и стремиться удовлетворять свои потребности в самых разных сферах жизни, о чём будет рассказано впоследствии.

Проверьте свои знания

1. Что такое ноосфера и в чьих трудах впервые появилось это понятие?

2. Каково было отношение первобытного человека к окружающей природе?

3. В чём заключалась неолитическая революция? Когда и где она началась?

4. К каким социальным последствиям привёл переход к скотоводству и земледелию?

§ 66 Селекция

Возникновение селекции. Искусственный отбор и гибридизация

Вскоре после того, как человек обзавёлся сельским хозяйством, он стал думать об улучшении домашних животных и культурных растений. Ему уже было недостаточно того, что возле его дома паслись коровы и куры, в поле росла пшеница, а в саду – яблони. Требовалось, чтобы коровы были большими и давали много молока, куры несли много яиц, зёрна пшеницы были крупными, а яблоки – не только крупными, но и сладкими. Возникла насущная необходимость улучшать качество культурных растений и домашних животных, т. е. заниматься селекцией. Селекция (от лат. «селектио» – отбор) – наука о создании новых и улучшении существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Одновременно под селекцией понимают и сам процесс создания сортов, пород и штаммов. Теоретической основой селекции является генетика.

Рис. 206. Селекция животных: А – европейский кабан – представитель одного из видов, давшего начало породам домашних свиней; Б – чистопородная одомашненная свиноматка

На заре человеческой цивилизации начался процесс, который Дарвин впоследствии назвал искусственным отбором, выделив из него бессознательный и методический. В первом случае люди не ставят перед собой какой-либо конкретной цели, а просто отбирают лучших, на их взгляд, особей и стараются получить от них как можно больше потомства. Большого разнообразия пород и сортов при таком методе получить невозможно. Методический отбор осуществляется человеком по определённому плану с целью выведения новой породы или сорта, обладающих определёнными качествами.

Одним из первых одомашненных животных был волк, приручённый в Азии более 10 тыс. лет назад. Вскоре были одомашнены и другие животные (табл. 5, рис. 206).

Таблица 5

Домашние животные и их дикие предки

Параллельно происходило окультуривание растений. Каждое из ныне используемых культурных растений имеет свою историческую родину, где оно когда-то было дикорастущим. Выдающийся российский генетик, ботаник и географ Николай Иванович Вавилов (1887–1943) (рис. 207) в результате многочисленных экспедиций собрал со всего мира образцы местных дикорастущих растений и их культурных сортов и определил, где находятся центры происхождения культурных растений, в наше время повсеместно выращиваемых.

Рис. 207. Н. И. Вавилов

Выяснилось, что родиной кукурузы, картофеля, томата, какао и многих других культурных растений является Америка, родиной риса – Южная Азия, пшеницы, ржи, винограда, моркови – Юго-Западная Азия, капусты, маслин, свёклы – Средиземноморье и т. д. (рис. 208).

Методический отбор позволил уже в древности вывести довольно большое количество пород домашних животных и сортов растений (рис. 209). В Китае и Египте за несколько тысяч лет до нашей эры уже существовали несколько сортов пшеницы и ячменя и несколько пород лошадей и крупного рогатого скота. В период Средневековья методический отбор не пользовался популярностью и вторично возник в Европе в конце XVIII в. В настоящее время в мире насчитывают около 50 сортов томатов, 400 – пшеницы, 1000 – винограда, 10 тыс. – яблонь, а также около 150 пород лошадей, 400 – крупного рогатого скота и 350 – собак.

С давних времён, помимо собственно отбора особей с желаемыми признаками, применяли гибридизацию. Гибридизацией называют скрещивание различных организмов. Гибридизация может быть близкородственной, которая позволяет редким генам проявиться в гомозиготном состоянии и тем самым выявить скрытые рецессивные аллели, и неродственной, используемой для того, чтобы объединить в одном организме признаки различных сортов, пород, а иногда даже видов и родов.

Близкородственная гибридизация

Близкородственная гибридизация – инбридинг – переводит большинство рецессивных аллелей в гомозиготное состояние, из-за чего они начинают проявляться в фенотипе. Любой организм всегда содержит в своём генотипе рецессивные гены в скрытом состоянии (Aa). Если среди них есть гены, снижающие жизнеспособность, то повторяющийся инбридинг, переводя эти гены в гомозиготное состояние, может привести к вырождению породы или сорта. Эта закономерность справедлива и для людей, практикующих близкородственные браки. Известно немало семей, которые заключали браки только с близкими родственниками, с каждым поколением увеличивая число наследственных болезней.

Рис. 208. Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову)

Рис. 209. Культурные разновидности капусты и их дикий предок

Так, например, выродилась и вымерла испанская королевская династия Габсбургов. Конечно, редкие рецессивные аллели могут оказаться и полезными, в этом случае проявление их в гомозиготной форме может увеличить жизнеспособность, выносливость или другие полезные качества их обладателя. Если такое случается, то селекционеры намеренно используют инбридинг в новой, выводимой ими породе, что позволяет сохранить обнаруженный оригинальный или полезный признак.

Неродственная гибридизация

Неродственную гибридизацию – аутбридинг – подразделяют на отдалённую и внутривидовую.

В основе внутривидовой гибридизации лежит направленное скрещивание особей, обладающих определёнными свойствами, с целью получения потомства с максимальным проявлением этих качеств.

Рис. 214 Межвидовые гибриды у животных: А – хонорик (гибрид хорька и норки); Б – бестер (гибрид белуги и стерляди)

Например, один сорт растений обладает высокой продуктивностью, но легко заражается грибковыми болезнями, а другой, обладая высокой устойчивостью к заболеваниям, производит гораздо меньше семян. Скрещивая эти два сорта, в потомстве можно получить различные сочетания признаков, среди которых будут высокопродуктивные и одновременно устойчивые к заражению растения.

Отдалённая гибридизация заключается в скрещивании разных видов. В растениеводстве с помощью отдалённой гибридизации создана новая зерновая культура – тритикале (гибрид ржи с пшеницей).

Классическим примером межвидовых гибридов в животноводстве является мул, полученный при скрещивании осла с кобылицей, который значительно превосходит родителей по выносливости и работоспособности (рис. 210). В Казахстане методом межвидовой гибридизации диких горных баранов архаров с тонкорунными овцами была создана знаменитая архаромериносная порода овец.

Однако применение межвидовых скрещиваний имеет определённые сложности, потому что получаемые гибриды часто оказываются бесплодными (стерильными) или низкоплодовитыми. Сейчас существуют разные способы решения этой проблемы. В селекции растений способ получения плодовитых отдалённых гибридов методом полиплоидии впервые разработал известный российский учёный Георгий Дмитриевич Карпеченко (1899–1942).