Задачи, основные направления и достижения современной селекции. Основные методы селекции. Понятие об аутбридинге, отдалённой гибридизации.

Селекция – это наука о методах создания новых и улучшения существующих штаммов микроорганизмов, сортов растений и пород животных.

Сортом , породой или штаммом называют популяцию (группу ) организмов (растений, животных и микроорганизмов соответственно) , искусственно созданную человеком и характеризующуюся определенными наследственными особенностями. Все особи внутри породы, сорта или штамма сходны между собой по наследственности, внешним и внутренним признакам и т.д. например молочные породы скота отличаются по величине удоя, процентом жирности молока и т.д. Сорта и породы, созданные для определенной географической зоны, не всегда пригодны для разведения в другой природной зоне, т.е. они районированы (рекомендованы для разведения в определенных районах).

Основные задачи современной селекции:

1)Повышение урожайности сортов культурных растений;

2)Увеличение продуктивности пород домашних животных;

3)Повышение продуктивности штаммов микроорганизмов.

Для успешной селекционной работы необходимо сортовое и видовое разнообразие растений и животных. Генофонд ( совокупность генов) существующих пород животных и сортов растений органичен , поэтому поиски полезных для человека признаков среди диких предков очень важны.. Огромный вклад в селекционную науку внесли исследования географического распространения и многообразия культурных растений русского ученого Н.И. Вавилова. В результате многочисленных научных экспедиций по всему миру были выделены следующие центры происхождения культурных растений:

1)Южноазиатский – родина риса , сахарного тростника, цитрусовых.

2)Восточноазиатский – родина сои, проса, гречихи ,многих плодовых и овощных культур.

3)Югозападноазиатский – родина пшеницы, гороха, винограда.

4)Средиземноморский – родина маслин, капусты, свеклы.

5)Абиссинский – родина твердых сортов пшеницы, ячменя, кофейного дерева.

6)Центральноамериканский – родина кукурузы, какао, перца, фасоли, хлопка.

7)Южноамериканский – родина картофеля, табака, ананаса, подсолнечника.

Также для успешной селекционной работы важно опираться на достижения генетики: изучения мутаций и их проявления, гибридизации и искусственного отбора и т.д.

Температура как экологический фактор.

Все химические процессы, протекающие в организме, зависят от температуры. Изменения тепловых условий, часто наблюдаемые в природе, глубоко отражаются на росте, развитии и других проявлениях жизнедеятельности животных и растений. Различают организмы с непостоянной температурой тела - пойкилотермные и организмы с постоянной температурой тела - гомойтермные.  Пойкилотермные животные целиком зависят от температуры окружающей среды, тогда как гомойтермные способны поддерживать постоянную температуру тела независимо от изменений температуры окружающей среды.  Подавляющее большинство наземных растений и животных в состоянии активной жизнедеятельности не переносит отрицательной температуры и погибает. Верхний температурный предел жизни неодинаков для разных видов - редко выше 40-45 ^оС. Некоторые цианобактерии и бактерии обитают при температурах 70-90 ^оС, в горячих источниках могут жить и некоторые моллюски (до 53 ^оС). Для большинства наземных животных и растений оптимум температурных условий колеблется в довольно узких пределах (15-30 ^оС). Верхний порог температуры жизни определяется температурой свертывания белков, поскольку необратимое свертывание белков (нарушение структуры белков) возникает при температуре около 60 ^oС.

Пойкилотермные организмы в процессе эволюции выработали различные приспособления к изменяющимся температурным условиям среды.  Главным источником поступления тепловой энергии у пойкилотермных животных - внешнее тепло. У пойкилотермных организмов выработались различные приспособления к низкой температуре. Некоторые животные, например, арктические рыбы, обитающие постоянно при температуре -1,8 ^oС, содержат в тканевой жидкости вещества (гликопротеиды), препятствующие образованию кристаллов льда в организме; у насекомых накапливается для этих целей глицерин. Другие животные, наоборот, увеличивают теплопродукцию организма за счет активного сокращения мускулатуры - так они повышают температуру тела на несколько градусов. Третьи регулируют свой теплообмен за счет обмена тепла между сосудами кровеносной системы: сосуды, выходящие из мышц, тесно соприкасаются с сосудами, идущими от кожи и несущими охлажденную кровь (такое явление свойственно холодноводным рыбам). Адаптивное поведение проявляется в том, что многие насекомые, рептилии и амфибии выбирают места на солнце для обогрева или меняют различные позы для увеличения поверхности обогрева.

У ряда холоднокровных животных температура тела может меняться в зависимости от физиологического состояния: к примеру, у летающих насекомых внутренняя температура тела может подниматься на 10-12 ^oС и более вследствие усиленной работы мышц. У общественных насекомых, особенно у пчел, развился эффективный способ поддержания температуры путем коллективной терморегуляции (в улье может поддерживаться температура 34-35 ^oС, необходимая для развития личинок).

Пойкилотермные животные способны приспосабливаться и к высоким температурам. Это происходит также разными способами: теплоотдача может происходить за счет испарения влаги с поверхности тела или со слизистой верхних дыхательных путей, а также   за счет подкожной сосудистой регуляции (например, у ящериц скорость тока крови по сосудам кожи увеличивается при повышении температуры).

Наиболее совершенная терморегуляция наблюдается у птиц и млекопитающих - гомойтермных животных. В процессе эволюции они приобрели способность поддерживать постоянную температуру тела благодаря наличию четырехкамерного сердца и одной дуги аорты, что обеспечило полное разделение артериального и венозного кровотока; высокого обмена веществ; перьевого или волосяного покрова; регуляции теплоотдачи; хорошо развитой нервной системы приобрели способность к активной жизни при разной температуре. У большинства птиц температура тела несколько выше 40 oС, а у млекопитающих - несколько ниже. Весьма важное значение для животных имеет не только способность к терморегуляции, но и адаптивное поведение, постройка специальных убежищ и гнезд, выбор места с более благоприятной температурой и т.п. Они также способны приспосабливаться к низким температурам несколькими путями: кроме перьевого или волосяного покрова, теплокровные животные с помощью дрожи (микросокращения внешне неподвижных мышц) уменьшают теплопотери; при окислении бурой жировой ткани у млекопитающих образуется дополнительная энергия, поддерживающая обмен веществ. Приспособление теплокровных к высоким температурам во многом сходно с аналогичными приспособлениями холоднокровных - потоотделение и испарение воды со слизистой рта и верхних дыхательных путей, у птиц - только последний способ, так как у них нет потовых желез; расширение кровеносных сосудов, расположенных близко к поверхности кожи, что усиливает теплоотдачу (у птиц этот процесс протекает в неоперенных участках тела, например через гребень). Температура, как и световой режим, от которого она зависит, закономерно меняется в течение года и в связи с географической широтой. Поэтому все приспособления более важны для обитания при отрицательных температурах.

№24