Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

Тема 8. Селекція та біотехнологія

§ 68. Сучасна селекція

Поміркуйте

• Які сорти яблук ви найчастіше споживаєте і чим вони різняться між собою? Чому різноманіття порід собак є таким великим?

Згадайте

• Ген
• Мінливість
• Спадковість
• Мутації

Селекція як наука

Селекція — це наука про методи створення нових і вдосконалення старих сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів. Завдяки селекції вдалося отримати велику різноманітність форм одомашнених живих організмів.

Селекція виникла давно, ще в період, коли людина тільки почала опановувати землеробство та тваринництво. На перших етапах селекції наукові методи не застосовувалися, але це компенсувалося багатим практичним досвідом людей, які займалися цим усе життя, і великою тривалістю селекційного процесу.

Поступово виробилися певні правила та прийоми селекції. Так, уже за часів Давньої Фінікії (1200 р. до н. е. — початок нашої ери) застосовувалися методи штучного запилення фінікових пальм (мал. 68.1). До ХІХ ст. в практику селекції вже ввійшло складання родоводів у тварин цінних порід та планування пар для схрещування.

Мал. 68.1. Фінікова пальма — один із найперших об'єктів селекції

Інтенсивність роботи селекціонерів суттєво зросла після того, як було встановлено закони спадковості. Саме тоді селекція отримала теоретичне підґрунтя для своєї роботи. Було встановлено характер успадкування багатьох ознак у культурних рослин і домашніх тварин. У практику роботи ввійшло використання індукованого мутагенезу. А після встановлення структури ДНК розпочалася ера молекулярно-біологічних методів у селекції.

Завдання селекції

Основні завдання селекції спрямовані на забезпечення виконання головного завдання всього сільського господарства — забезпечення максимально можливого виробництва високоякісної сільськогосподарської продукції. Крім виробництва харчових продуктів, селекція забезпечує потреби виробництва технічних культур.

Основними завданнями селекції є:

• виведення сортів рослин із високою врожайністю;
• виведення порід тварин із високою продуктивністю;
• виведення стійких до захворювань та дії несприятливих факторів форм рослин і тварин;
• забезпечення адаптації сортів і порід до умов сучасного сільськогосподарського виробництва;
• зниження витрат на вирощування рослин і тварин.

Досягнення сучасної селекції

Результати роботи селекціонерів дуже добре видно за ефективністю сільського господарства. Якщо у ХІХ ст. середня врожайність пшениці в Російській імперії становила не більше 5-8 ц/га, то на початку ХХІ ст. у країнах ЄС вона досягла 55 ц/га, а в деяких країнах суттєво перевищувала цю цифру.

Саме завдяки копіткій селекційній роботі в середині ХХ ст. у світовому сільському господарстві вдалося здійснити «Зелену революцію» — значне підвищення виробництва харчових продуктів. На той момент без такої революції було б неможливо забезпечити населенняпланети (яке стрімко зростало) достатньою кількістю продовольства.

Досягнення селекції дозволяють зменшувати і хімізацію сільського господарства. «Зелена революція» стала можливою ще й завдяки широкому застосуванню добрив та пестицидів. Без використання пестицидів шкідники і хвороби могли знищувати до 90 % урожаю. Виведення сучасних сортів, стійких до дії багатьох захворювань, дозволяє суттєво зменшити застосування засобів захисту рослин.

Мал. 68.2. Зміни з часом урожайності пшениці у Великій Британії та кукурудзи в США

Мал. 68.3. Фрагмент картини Джованні Станкі «Натюрморт із кавунами» (близько 1645-1672 рр.)

Наочним доказом ефективної роботи селекціонерів є зростання середньої врожайності сільськогосподарських культур у різних країнах починаючи із середини XIX ст. (мал. 68.2).

До цього часу темпи підвищення врожайності були невеликим. Потім вони почали зростати. Але найбільший приріст урожайності для всіх указаних культур спостерігався в 40-60-х роках ХХ ст. Це і було наслідком «Зеленої революції» та дуже добре засвідчує успіхи селекційної роботи, що побудована на технологіях класичної генетики.

На початку ХХІ ст. темпи зростання врожайності зменшилися. Це пов'язано з тим, що технології, засновані на методах класичної генетики, дійшли до меж своїх можливостей. Для різкого підвищення врожайності, якого вимагає збільшення населення планети, потрібно виходити на новий технологічний рівень. У селекції це пов'язано зі впровадженням сучасних молекулярно-біологічних технологій.

Селекція змінює не тільки кількісні, але й якісні показники одомашнених видів. Так, чотириста років тому їстівної м'якоті в кавунах було дуже мало, шкірка в них була товстою, а насіння багато (мал. 68.3). Сучасні кавуни їсти набагато приємніше і зручніше завдяки наполегливій праці селекціонерів.

Ключова ідея

Селекція є важливою галуззю науки, яка забезпечує підвищення продуктивності сільського господарства і забезпечує людство продовольством та іншою продукцією. Селекція забезпечує не тільки підвищення врожаю, але й зростання якості продуктів.

Запитання та завдання

1. Які фактори впливають на врожайність сільськогосподарських культур? 2. Чим можна пояснити збільшення врожайності пшениці у Великій Британії в середині ХІХ ст. (див. мал. 68.2)? 3. Які селекційні установи існують у вашому регіоні і селекцією яких культур вони займаються?