Тема 9. БІОЛОГІЯ ЯК ОСНОВА БІОТЕХНОЛОГІЇ ТА МЕДИЦИНИ

...Ти завжди відповідаєш за тих, кого приручив.

А. де Сент-Екзюпері

§ 61. ПОНЯТТЯ ПРО СЕЛЕКЦІЮ

Основні поняття й ключові терміни: СЕЛЕКЦІЯ. Одомашнення тварин. Культурні рослини. Центри походження культурних рослин.

Пригадайте! Що таке еволюція?

Поміркуйте!

Кількість видів дійсно одомашнених тварин є дуже невеликою - не більш ніж 25. Для одомашнення необхідно, щоб поміщена в неволю тварина принесла потомство. Тільки тоді можна зайнятися добором і, зберігаючи особини з найціннішими для людини властивостями, через багато століть отримати вже не просто приручену, а справжню свійську тварину. Яка наука займається вивченням можливостей одомашнення тварин і введення в культуру рослин?

ЗМІСТ

Чому селекція є наукою?

СЕЛЕКЦІЯ (від лат. selectio - добір) - наука про створення нових та поліпшення вже існуючих сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів. Наукові основи селекції закладено Ч. Дарвіном у працях «Походження видів» (1859) та «Зміна домашніх тварин і культурних рослин» (1868), в яких обґрунтовано основи селекційного створення нових форм. Важливим етапом подальшого розвитку селекції стало відкриття законів спадковості й мінливості. Великий внесок у розвиток селекції зробив М. І. Вавилов, автор закону гомологічних рядів й вчення про центри походження культурних рослин. Важливу роль у становленні селекції зіграли українські селекціонери Л. П. Симиренко, І. В. Мічурін, В. М. Ремесло, М. Ф. Іванов, М. М. Гришко та ін.

Чому селекція є наукою? Предметом селекції є вивчення закономірностей формування сортів рослин, порід тварин та штамів мікроорганізмів в створених людиною умовах. Селекція підпорядкована тим самим законам, що й еволюція видів у природі, однак природний добір частково замінений штучним. Теоретичною базою селекції є генетика, еволюційне вчення та екологія. Використовуючи еволюційну теорію, генетичні закони, вчення про чисті лінії й мутації, екологічні закономірності, вчені-селекціонери розробили різноманітні методи виведення сортів, порід і штамів. До основних методів селекції належать добір, гібридизація, методи поліплоїдізації та експериментального мутагенезу. Інтеграція селекції з молекулярною біологією, цитологією, кріобіологією, біохімією відкрили нові перспективи розвитку. Все ширше використовуються можливості й методи біотехнології, молекулярної біології, генетичної інженерії, що значно пришвидшує селекційний процес.

Основними розділами сучасної селекції є селекція рослин, селекція тварин та селекція мікроорганізмів. Їх виокремлюють за особливостями будови й життєдіяльності організмів, що беруть участь в селекційній роботі.

Досягнення селекції застосовуються в рослинництві для вирощування культурних рослин, у тваринництві - для утримання домашніх тварин, в побуті - для естетичної насолоди, позитивних емоцій від хатніх тварин й декоративних рослин, в медицині - для отримання ліків, у біотехнології - для використання у харчовій, легкій, мікробіологічній, деревообробній промисловості та ін.

Отже, селекція - це наука, що має свої предмет, об'єкти і методи досліджень, зв'язки з іншими науками та практичне значення.

Яке значення одомашнення тварин і введення в культуру рослин?

Одомашнення, або доместикація (від лат. domesticus - домашній) - селекційний процес зміни тварин для використання людиною. Більшість видів тварин, що вільно мешкають у природі, не можна одомашнити - на заваді стають їхні спадкові етологічні особливості. Деякі дикі тварини утримуються в неволі як домашні (наприклад, у палацах індійських королів, при дворі Карла Великого жили гепарди, яких використовували на полюванні), проте вони всього лише приручені, а не одомашнені. Такі тварини легко повертаються до життя в дикому середовищі.

Процес одомашнення диких тварин починається з відбору окремих особин для отримання потомства з певними ознаками, що зацікавили людину. У процесі селекції в організмів змінюються генетичні властивості й виникають так звані доместикаційні ознаки (наприклад, форма вух, довга чи коротка шерсть). Домашніх тварин виводять для отримання їжі, сировини, ліків, для естетичної насолоди тощо. Найчастіше домашніми ставали види птахів і ссавців, хоча є домашні тварини і серед безхребетних. Це шовковичний шовкопряд і бджола медоносна. З перспективою одомашнення селекціонери проводять дослідження з лосями, антилопами, оленями, яками, соболями, норками, лисицями та ін. Крім того, учені створюють все нові породи раніше одомашнених тварин.

Культурні рослини - рослини, вирощувані людиною для отримання харчових продуктів, кормів, ліків, сировини. Усі культурні рослини походять від дикорослих видів, які в більшості своїй збереглись до нашого часу. Деякі предкові види вже не трапляються в природі, як наприклад дика кукурудза. За час існування людства в культуру введено близько 3 тисяч культурних рослин, серед яких зернові, зернобобові, плодово-ягідні, цукрові, олійні, овочеві, лікарські, декоративні, тонізуючі та інші рослини. Крім того, введено в культуру близько десятка видів водоростей (наприклад, аквакультури ламінарій, порфіри, філофори, хлорели). Вирощуванням й розведенням культурних рослин займається рослинництво. Використання різних методів селекції дало змогу селекціонерам створювати сорти культурних рослин з підвищеною врожайністю, холодостійкістю, посухостійкістю, стійкістю проти захворювань, новими смаковими якостями тощо (іл. 170).

Іл. 170. Популярні в Україні сорти яблуні домашньої (Malus domestica): 1 - Голден делішес; 2 - Чемпіон; 3 - Ренет Симиренка; 4 - Флоріна

Отже, завдяки селекції відбуваються одомашнення тварин й введення в культуру рослин.

Яке значення має вчення про походження культурних рослин і одомашнення тварин?

Центри походження культурних рослин - географічні центри генетичного різноманіття культурних рослин. Дослідження, пов’язані з походженням культурних рослин, здійснював видатний вчений М. І. Вавилов. У праці «Вчення про походження культурних рослин після Дарвіна» (1939) він визначив 7 основних географічних центрів походження культурних рослин, які безпосередньо пов’язані з осередками давніх цивілізацій. Це: 1) Південноазійський (33 %) (огірок, лимон, кокос, чорний перець, чай, апельсин); 2) Східноазіатський (20 %) (рис, просо, яблуня, груша, персик, соя, грецький горіх, хурма); 3) Південно-західноазіатський (4 %) (м’які пшениці, ячмінь, жито, фінік, горох, диня); 4) Середземноморський (11 %) (капуста, буряк, морква, олива, виноград); 5) Абіссінський (4 %) (тверда пшениця, кава, бавовник, кунжут); 6) Центральноамериканський (10 %) (кукурудза, квасоля, соняшник, гарбуз, какао); 7) Андійський (8 %) (картопля, помідор, хінне дерево, ананас, арахіс).

Вчення про центри походження й різноманітності культурних рослин дало змогу встановити географічні осередки генетичного різноманіття культурних рослин.

Питання про центри походження свійських тварин вивчено значно слабше порівняно з культурними рослинами тому, що диких предків багатьох тварин було винищено людиною. Дослідники припускають, що країни Близького Сходу і побережжя Середземного моря були батьківщиною великої рогатої худоби, кіз, овець, свиней, собак, ослів, степові райони Азії і Європи - коней, Єгипет - кішок, Індія - курей, Північна Америка - індиків, Південна Америка - лам та ін.

Отже, центри походження рослин і тварин дають науковцям інформацію про вихідну різноманітність рослин і тварин, що є однією з умов успішного створення сортів і порід.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Завдання на розвиток пошукових умінь

Визначте географічне розташування центрів походження та виберіть приклади культурних рослин, що походять із названих центрів. Заповніть у робочому зошиті таблицю.

ЦЕНТРИ ПОХОДЖЕННЯ І РІЗНОМАНІТНОСТІ КУЛЬТУРНИХ РОСЛИН

Назва	Географічне розташування	Батьківщина культурних рослин
1. Південноазійський
2. Східноазійський
3. Південно-західноазйський
4. Середземноморський
5. Абіссінський
6. Центральноамериканський
7. Андійський

Біологія + Практика

Селекціонери створили найрізноманітніші сорти помідорів, що відрізняються забарвленням, розмірами плодів, термінами достигання тощо. Є серед них і сорти, створені для промислового вирощування. Вони рівномірно достигають, що спрощує і збір врожаю, але у таких сортів плоди мають гірші смакові якості. На цьому конкретному прикладі оцініть переваги й недоліки сучасної селекції.

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Культура

Культ коня існував в українців. Зокрема, вершниками були язичницький бог громовиці і блискавки Перун та християнський святий Юрій-Георгій. У легенді про віщого Олега написано, що кінь як священна істота міг принести і успіх, і смерть. У багатьох козацьких піснях, думах, переказах кінь є братом та бойовим товаришем козака. А яка історія одомашнення цієї тварини (або іншої на вибір учня)?

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка	Завдання для самоконтролю
1-6	1. Що таке селекція? 2. Назвіть методи селекції. 3. Наведіть приклад домашніх тварин і культурних рослин. 4. Що таке одомашнення й культурні рослини? 5. Що таке центри походження культурних рослин? 6. Назвіть основні центри походження культурних рослин.
7-9	7. Чому селекція є наукою? 8. Яке значення одомашнення тварин і введення в культуру рослин? 9. Яке значення має вчення про походження культурних рослин і одомашнення тварин?
10-12	10. Застосуйте знання для оцінювання переваг й недоліків сучасної селекції.