Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Остапченко - Нова програма

§ 54. СЕЛЕКЦІЯ ОРГАНІЗМІВ: У ПОШУКАХ ГЕНЕТИЧНОГО РІЗНОМАНІТТЯ

Пригадайте, що таке генетичне різноманіття. Як оцінюють генетичну різнорідність (гетерогенність) популяцій? Що таке генетичні маркери?

Ви вже знаєте, що генетична різноманітність, або гетерогенність, сорту рослин або породи тварин нижча порівняно з природними (поміркуйте чому). Через це кожний сорт або порода мають унікальний набір варіантів послідовностей ДНК (поліморфних молекулярних маркерів). (Завдання: використовуючи інтернет-джерела, знайдіть інформацію про метод ДНК фінгерпринтингу (своєрідних «відбитків пальців»).

Основний метод селекції - штучний добір - виявляється неефективним у генетично однорідних популяціях. Тому для успішної роботи селекціонерам потрібне генетичне різноманіття вихідного матеріалу. Учення про значення вихідного матеріалу для здійснення ефективної селекції розробив всесвітньовідомий генетик і селекціонер М.І. Вавилов (мал. 54.1). Він також створив перший у світі «банк генів» - колекцію насіння культурних рослин та їхніх дикорослих родичів. Під час експедицій по всьому світу, аналізуючи матеріали про світові рослинні ресурси, М.І. Вавилов встановив 7 географічних центрів походження культурних рослин (див. табл. 54.1; мал. 54.2), де спостерігають найбільшу видову й сортову різноманітність як культурних рослин, так і їхніх дикорослих форм. Ці центри географічно чітко відповідають центрам давніх цивілізацій.

Мал. 54.1. Микола Іванович Вавилов (1887-1943)

Цікаво знати

З розвитком методів молекулярної генетики і нових підходів до визначення генетичної гетерогенності матеріалу для селекції постало питання щодо перегляду кількості центрів походження культурних рослин. Наприклад, деякі вчені вважають, що Південноазійський тропічний центр треба розділити на три. Пропонують додати ще один центр - Австралійський, звідки пішли евкаліпт, ківі, новозеландські шпинат і льон.

Таблиця 54.1

ЦЕНТРИ ПОХОДЖЕННЯ КУЛЬТУРНИХ РОСЛИН (ЗА М.І. ВАВИЛОВИМ)

Центри походження

Розташування

Культурні рослини

Південноазійський тропічний

Тропічна Індія, Індокитай, острови Південно-Східної Азії

Рис, цукрова тростина, цитрусові, баклажани, огірок та ін. (33 % культурних рослин)

Східноазійський

Центральний і Східний Китай, Японія, Корея, Тайвань

Соя, просо, чай, гречка, слива, вишня, яблуня та ін. (20 % культурних рослин)

Продовження таблиці

Центри походження

Розташування

Культурні рослини

Південно-Західноазійський

Мала Азія, Середня Азія, Іран, Афганістан, Південно-Західна Індія

Пшениця, жито, бобові культури, льон, коноплі, ріпа, часник, виноград та ін. (14 % культурних рослин)

Середземноморський

Країни, розташовані по узбережжю Середземного моря

Капуста, цукрові буряки, маслини, конюшина та ін. (11 % культурних рослин)

Абіссинський

Абіссинське нагір’я в Африці

Тверда пшениця, ячмінь, кавове дерево, банани, сорго та ін. (4 % культурних рослин)

Центральноамериканський

Південна Мексика

Кукурудза, какао, гарбуз, тютюн, бавовник та ін. (10 % культурних рослин)

Південноамериканський (Андійський)

Західне узбережжя Південної Америки

Картопля, помідор, хінне дерево, ананас, арахіс та ін. (8 % культурних рослин)

Мал. 54.2. Розташування центрів походження культурних рослин

І - Південноазійський тропічний; II - Східноазійський; III - Південно-Західноазійський; IV - Середземноморський; V - Абіссинський; VI - Центральноамериканський; VII - Південноамериканський (Андійський)

Визначення центрів походження домашніх тварин (центрів одомашнювання) - надскладна задача. Адже більшість предків сучасних видів свійських тварин уже вимерли. До того ж одні й ті самі види тварин одомашнювали незалежно у різних регіонах. Також під час переселення народів свійські тварини, які мігрували разом з людьми, пристосовувалися до нових умов, схрещувалися з місцевими дикими родичами, видозмінювалися. На сьогодні виділяють шість основних центрів одомашнювання тварин, які також відповідають центрам давніх цивілізацій (див. табл. 54.2; мал. 54.3).

Таблиця 54.2

ОСНОВНІ ЦЕНТРИ ОДОМАШНЮВАННЯ ТВАРИН

Центри одомашнювання

Розташування

Свійські тварини

Китайсько-малайський

В’єтнам, Лаос, Кампучія, Таїланд, територія Східного Китаю

Свиня, курка, качка, китайський гусак, шовковичний шовкопряд, дубовий шовкопряд, медоносна бджола, золота рибка, собака

Індійський

Індія, Північний Пакистан, Бірма, Непал

Зебу, гаял, балійська худоба, буйвіл, азіатський павич, курка, індійська кішка, собака, медоносна бджола

Південно-Західноазійський

Північний схід Туреччини, північний схід Сирії, Іран, Ірак, Кавказ, Афганістан

Велика рогата худоба, кінь східного типу, вівця, коза, свиня, одногорбий верблюд, голуб, бджола

Середземноморський

Узбережжя Середземного моря, північний схід Іспанії, південний схід Франції, Італія, Швейцарія, Балкани, Греція, Албанія, південний захід Сирії, Йорданія, Єгипет

Велика рогата худоба, кінь західного типу, вівця, коза, свині, качка, гусак нільський, антилопа, газель, кролики, кішка та ін.

Андійський

Північні Анди, Південна Америка, Еквадор, Перу, південний захід Болівії

Лама, альпака, мускатна качка, морська свинка, індичка

Африканський

Північно-Східна Африка

Страус, цесарки, кішка, собака, осел,свиня

Мал. 54.3. Основні осередки одомашнювання свійських тварин

Мал. 54.4. Різноманітність південноамериканських сортів картоплі (завдання: порівняйте з поширеними місцевими сортами з наших магазинів або ринків)

Зрозуміло, що центри походження культурних рослин та одомашнювання свійських тварин тотожні центрам генетичної гетерогенності, з яких можна отримувати різноманітний генетичний матеріал для селекції (мал. 54.4). Крім того, як зазначав М.І. Вавилов, знання про центри походження домашніх тварин і культурних рослин, їхньої еволюції дають можливість урахувати основні моменти цього процесу під час проведення селекційної роботи в нових еколого-кліматичних, виробничих умовах. Використовуючи знання про формування цінних корисних ознак культурних рослин і свійських тварин у минулому, селекціонери в наш час розробляють конкретні прийоми створення та вдосконалення порід і сортів.

Ключові терміни та поняття

центри походження культурних рослин, центри одомашнювання тварин.

Перевірте здобуті знання

1. Чому місцеві сорти культурних рослин мають низьку міжсортову генетичну гетерогенність? 2. Які ви знаєте центри походження культурних рослин? 3. За якими критеріями можна визначити, що певна територія є центром походження якогось виду? 4. Використовуючи таблицю 54.1, назвіть культурні рослини, завезені з Нового Світу, які вирощують в Україні. 5. У чому полягають проблеми встановлення центрів одомашнення тварин? 6. Яке практичне значення виявлення центрів походження свійських тварин і культурних рослин?

Поміркуйте

Як за допомогою молекулярних маркерів можна встановити, які генетичні лінії були використані для селекції певного сорту чи породи?