Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение вида и популяции.

2. Почему популяцию считают элементарной единицей эволюции?

3. Какое влияние на генетическую структуру популяций оказывают способы размножения (инбридинг и аутбридинг)?

4. Опишите особенности структуры популяций самоопылящихся растений.

5. Какой способ размножения преобладает у большинства животных и лесных растений? Что такое панмиктическая популяция?

6. Дайте формулировку и общую формулу закона Харди-Вайнберга. При каких условиях выполняется этот закон?

7. Какое влияние на популяции оказывают мутации, дрейф генов, миграции, изоляция?

8. Как влияют на популяции различные фомры естественного отбора?

9. Что такое популяционный гомеостаз? Какие механизмы его проддерживают?

10. Как проявляется внутривидовой и популяционный полиморфизм у лесных древесных пород?

11. Опишите, какие признаки используют для популяционных исследований древесных пород. Как эти исследования можно использовать в лесоводстве?

12. Что такое фен? Почему понятие фена удобно при изучении древесных пород?

13. Какие проблемы изучает фенетика?

Тема 14. Генофонд лесных древесных пород и его сохранение

Понятие «генофонд» подразумевает совокупность генов популяции или вида, оно также может быть применено к внутривидовым таксонам или группам особей, например, к подвиду, географической расе.

Генофонд популяций изменяется в процессе эволюции. На динамику изменения генофонда влияют: мутации, дрейф генов, миграции, изоляция, отбор (см. тему 11).

На динамику изменения генофонда популяций сильное влияние оказывают неблагоприятные факторы среды, а также деятельность человека (антропогенный фактор). Урбанизация, интенсивное развитие промышленности и сельского хозяйства приводят накоплению в середе вредных веществ, оказывающих токсичное или мутагенное влияние на популяции животных и растений. Особенно интенсивное воздействие испытывают лесопосадки и парки в зоне городов. В результате в генофондах популяций накапливается большое количество мутаций, оказывающих отрицательное воздействие на организмы.

В ряде случаев деятельность человека приводит к исчезновению видов или уменьшению их генети­ческого потенциала. Для лесоводов и селекционеров важным является сохране­ние тех генных комплексов, которые несут или способны нести в будущем хозяйственно ценные и адаптивные характеристики биоценозов.

Генетические ресурсы могут быть утеряны в результате разных причин: очистка для сельскохо­зяйственного пользования, экспансия городов, пожары, штормы и др. Обратите внимание, что генофонд истощают выборочные и так называемые концентрированные рубки. При этом из популяций изымаются лучшие хозяйственно привлекатель­ные фенотипы и генотипы лесных древесных пород, в первую очередь таких, как сосна, ель, береза, осина и др. Эти воздействия особенно опасны для популяций с ограниченным ареалом, а также для необычных экотипов или ограниченных эндемичных видов.

Важно усвоить, что для успешного долговременного селекционного улучшения лесных древесных пород и поддержания лесных биоценозов в стабильном состоянии необходимо иметь широкую генетическую базу или зна­чительный генофонд..

Для сохранения генофонда предпринимаются меры на международном, федеральном и региональном уровне. Законодательной основой для работы являются «Конвен­ция по сохранению биологического разнообразия (Рио-де-Жанейро, 1992, обнов. 1997). В 2000 году опубликованы Директивы Совета Европейского Союза по маркетингу лесного репродуктивного материала (Council directive 1999 / 105 / EC..., 2000). В России принят Федеральный закон РФ № 33 «Об особо охраняемых природных территори­ях» (1995) и др., «Положение о выделении и сохранении генофонда лесных древесных пород в лесах России». Он представлен на утверждение в Рослесхоз, а пока используется в качестве препринта. Особенно ценным для практических ра­ботников представляется приложение к документу «Положения о генети­ческом резервате», «Паспорта лесного генетического резервата», «Паспор­та искусственного насаждения для сохранения генофонда». Цель этих документов и действий, регламентируемых ими, — сохранить определенную часть природного биологического разно­образия для будущих поколений людей.

Усвойте, что существует два подхода к сохране нию генетических ресурсов:

1) консервация in situ, или консервация деревьев и насаждений в естест­венных популяциях;

2) консервация ex situ, или сохранение генов, генных комплексов или ге­нотипов в искусственных условиях, т. е. не в месте их естественного проживания.

Ознакомьтесь с формами выделения и сохранения ценного генофонда лесных древесных пород в России. В соответствии с актами российского законодательства предусматривается четыре формы сохране­ния генофонда:

1) выделение лесных генетических резерватов (популяций);

2) отбор и сохранение отдельных ценных насаждений и деревьев;

3) создание коллекционных культур и клоновых архивов;

4) длительное сохранение ценных генотипов в виде семян, меристем, пыльцевых зерен, что возможно в специальных хранилищах генов (банки семян, пыльцевых зерен, меристем, соматических тканей).

Внимательно изучите рекомендации по организации генетических резерватов. Обратите внимание, что в резерватах должны быть представлены полноценные в генетическом отношении насаждения, резерват должен иметь достаточную территорию, быть защищенным от внешних воздействий, болезней и вредителей и миграции чужеродного генетического материала.

Важно помнить, что такие территории должны находиться под контролем и управляться, чтобы предотвратить естественную сукцессию, например, предотвратить увеличение состава лиственных пород в хвойных насаждениях.

Ознакомьтесь с приемами сохранения отдельных ценных насаждений и деревьев в России. Обратите внимание, что они являются важным резервом для селекционной работы, которая поможет придать растениям необходимую жизнеспособность, долговечность, декоративные качества.

Изучите способы сохранения генофонда в форме коллекционных культур и клоновых архивов из потомств плюсовых деревьев, видов, зане­сенных в Красную книгу, а также редко встречаемых форм, сортов и гибридов. Обратите внимание, что для сохранения генотипов используют технику вегетативного раз­множения (черенкование, прививку, размножение корневыми отпрысками и др.).

Консервацию генотипов, генных комплексов и генов можно осуществ­лять методом хранения семян или пыльцы. При этом необходимо учитывать жизнеспособность семян и пыльцы, а также определенную вероятность возникновения в таком материале мутаций.

Новыми подходами к сохранению генетического разнообразия является использование культур клеток и тканей, которые позволяют поддерживать большие коллекции генотипов на ограниченной территории.

Ознакомьтесь с мировой политикой в области сохранения биоразнообразия и консервации генофонда. Изучите примеры реализации программ по поддержанию генетических ресурсов лесов.