ÑÅËÅÊÖÈß ÊÀÊ ÍÀÓÊÀ
Áóòåíêîâ Äìèòðèé
Ñëîâî "ñåëåêöèÿ" ïðîèçîøëî îò ëàò.
"selectio", ÷òî â ïåðåâîäå îáîçíà÷àåò "âûáîð,
îòáîð".
Ñåëåêöèÿ — ýòî íàóêà, êîòîðàÿ ðàçðàáàòûâàåò
íîâûå ïóòè è ìåòîäû ïîëó÷åíèÿ ñîðòîâ ðàñòåíèé èõ
ãèáðèäîâ, ïîðîä æèâîòíûõ. Ýòî òàêæå è îòðàñëü
ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà, çàíèìàþùàÿñÿ âûâåäåíèåì
íîâûõ ñîðòîâ è ïîðîä ñ íóæíûìè äëÿ ÷åëîâåêà
ñâîéñòâàìè: âûñîêîé ïðîäóêòèâíîñòüþ,
îïðåäåëåííûìè êà÷åñòâàìè ïðîäóêöèè,
íåâîñïðèèì÷èâûõ ê áîëåçíÿì, õîðîøî
ïðèñïîñîáëåííûõ ê òåì èëè èíûì óñëîâèÿì ðîñòà.
Òåîðåòè÷åñêîé îñíîâîé ñåëåêöèè ÿâëÿåòñÿ
ãåíåòèêà — íàóêà î çàêîíàõ íàñëåäñòâåííîñòè è
èçìåí÷èâîñòè îðãàíèçìîâ è ìåòîäàõ óïðàâëåíèÿ
èìè. Îíà èçó÷àåò çàêîíîìåðíîñòè íàñëåäîâàíèÿ
ïðèçíàêîâ è ñâîéñòâ ðîäèòåëüñêèõ ôîðì,
ðàçðàáàòûâàåò ìåòîäû è ïðèåìû óïðàâëåíèÿ
íàñëåäñòâåííîñòüþ. Ïðèìåíÿÿ èõ íà ïðàêòèêå ïðè
âûâåäåíèè íîâûõ ñîðòîâ ðàñòåíèé è ïîðîä
æèâîòíûõ, ÷åëîâåê ïîëó÷àåò íóæíûå ôîðìû
îðãàíèçìîâ, à òàêæå óïðàâëÿåò èõ èíäèâèäóàëüíûì
ðàçâèòèåì îíòîãåíåçîì. Îñíîâû ñîâðåìåííîé
ãåíåòèêè çàëîæèë ÷åøñêèé ó÷åíûé Ã. Ìåíäåëü,
êîòîðûé â 1865 ãîäó óñòàíîâèë ïðèíöèï
äèñêðåòíîñòè, èëè ïðåðûâíîñòè, íàñëåäîâàíèè
ïðèçíàêîâ è ñâîéñòâ îðãàíèçìîâ.
 íà÷àëå äâàäöàòîãî âåêà àìåðèêàíñêèé áèîëîã Ò.
Õ. Ìîðãàí îáîñíîâàë õðîìîñîìíóþ òåîðèþ
íàñëåäñòâåííîñòè, ñîãëàñíî êîòîðîé
íàñëåäñòâåííûå ïðèçíàêè îïðåäåëÿþòñÿ
õðîìîñîìàìè îðãàíîèäàìè ÿäðà âñåõ êëåòîê
îðãàíèçìà. Ó÷åíûé äîêàçàë, ÷òî ãåíû ðàñïîëîæåíû
ñðåäè õðîìîñîì ëèíåéíî è ÷òî ãåíû îäíîé
õðîìîñîìû ñöåïëåíû ìåæäó ñîáîé. Ïðèçíàê îáû÷íî
îïðåäåëÿåòñÿ ïàðîé õðîìîñîì. Ïðè îáðàçîâàíèè
ïîëîâûõ êëåòîê ïàðíûå õðîìîñîìû ðàñõîäÿòñÿ.
Ïîëíûé èõ íàáîð âîññòàíàâëèâàåòñÿ â
îïëîäîòâîðåííîé êëåòêå. Òàêèì îáðàçîì íîâûé
îðãàíèçì ïîëó÷àåò õðîìîñîìû îò îáîèõ ðîäèòåëåé,
à ñ íèìè íàñëåäóåò òå èëè èíûå ïðèçíàêè.
 ñåëåêöèè ðàñòåíèé øèðîêî ïðèìåíÿþò
ãèáðèäèçàöèþ è îòáîð — ìàññîâûé (áåç ó÷åòà
ãåíîòèïà) è èíäèâèäóàëüíûé. Â ðàñòåíèåâîäñòâå ïî
îòíîøåíèþ ê ïåðåêðåñòíîîïûëÿþùèìñÿ ðàñòåíèÿì
íåðåäêî ïðèìåíÿåòñÿ ìàññîâûé îòáîð. Ïðè òàêîì
îòáîðå â ïîñåâå ñîõðàíÿþò ðàñòåíèÿ òîëüêî ñ
æåëàòåëüíûìè êà÷åñòâàìè. Ïðè ïîâòîðíîì ïîñåâå
ñíîâà îòáèðàþò ðàñòåíèÿ ñ îïðåäåëåííûìè
ïðèçíàêàìè. Èíäèâèäóàëüíûé îòáîð ñâîäèòñÿ ê
âûäåëåíèþ îòäåëüíûõ îñîáåé è ïîëó÷åíèþ îò íèõ
ïîòîìñòâà. Èíäèâèäóàëüíûé îòáîð ïðèâîäèò ê
âûäåëåíèþ ÷èñòîé ëèíèè — ãðóïïû ãåíåòè÷åñêè
îäíîðîäíûõ (ãîìîçèãîòíûõ) îðãàíèçìîâ. Äëÿ
âíåñåíèÿ â ãåíîôîíä ñîçäàâàåìîãî ñîðòà ðàñòåíèé
èëè ïîðîäû æèâîòíûõ öåííûõ ãåíîâ è ïîëó÷åíèÿ
îïòèìàëüíûõ êîìáèíàöèé ïðèçíàêîâ ïðèìåíÿþò
ãèáðèäèçàöèþ ñ ïîñëåäóþùèì îòáîðîì. Ïðè
ñêðåùèâàíèè ðàçíûõ ïîðîä æèâîòíûõ èëè ñîðòîâ
ðàñòåíèé, à òàêæå ïðè ìåæâèäîâûõ ñêðåùèâàíèÿõ â
ïåðâîì ïîêîëåíèè ãèáðèäîâ ïîâûøàåòñÿ
æèçíåñïîñîáíîñòü è íàáëþäàåòñÿ ìîùíîå ðàçâèòèå.
Ýòî ÿâëåíèå ïîëó÷èëî íàçâàíèå ãèáðèäíîé ñèëû,
èëè ãåòåðîçèñà. Îíî îáúÿñíÿåòñÿ ïåðåõîäîì ìíîãèõ
ãåíîâ â ãåòåðîçèãîòíîå ñîñòîÿíèå è
âçàèìîäåéñòâèåì áëàãîïðèÿòíûõ äîìèíàíòíûõ
ãåíîâ. Ïðè ïîñëåäóþùèõ ñêðåùèâàíèÿõ ãèáðèäîâ
ìåæäó ñîáîé ãåòåðîçèñ çàòóõàåò âñëåäñòâèå
âûùåïëåíèÿ ãîìîçèãîò.
Îäèí èç ïðèåìîâ ñåëåêöèè — âûâåäåíèå ÷èñòûõ
ëèíèé ïóòåì ìíîãîêðàòíîãî ïðèíóäèòåëüíîãî
ñàìîîïûëåíèÿ ðàñòåíèé: ïîòîìñòâî òàêîãî
ðàñòåíèÿ ñòàíîâèòñÿ ãîìîçèãîòíûì ïî âñåì ãåíàì;
â äàëüíåéøåì ñêðåùèâàþò îñîáè äâóõ ÷èñòûõ ëèíèé,
÷òî ðåçêî ïîâûøàåò óðîæàéíîñòü ãèáðèäîâ ïåðâîãî
ïîêîëåíèÿ, èõ æèçíåñòîéêîñòü. Ýòî ÿâëåíèå
íàçûâàåòñÿ ãåòåðîçèñîì. Îäíàêî â ïîñëåäóþùèõ
ïîêîëåíèÿõ ãåòåðîçèñ ñíèæàåòñÿ, óðîæàéíîñòü
óìåíüøàåòñÿ, è ïîýòîìó â ïðàêòèêå èñïîëüçóþò
òîëüêî ãèáðèäû ïåðâîãî ïîêîëåíèÿ.
Èñêóññòâåííûé ìóòàãåíåç. Åñòåñòâåííûå ìóòàöèè
ñîïðîâîæäàþùèåñÿ ïîÿâëåíèåì ïîëåçíûõ äëÿ
÷åëîâåêà ïðèçíàêîâ, âîçíèêàþò î÷åíü ðåäêî. Íà èõ
ïîèñêè ïðèõîäèòñÿ çàòðà÷èâàòü ìíîãî ñèë è
âðåìåíè. ×àñòîòà ìóòàöèé ðåçêî ïîâûøàåòñÿ ïðè
âîçäåéñòâèè ìóòàãåíîâ. Ê íèì îòíîñÿòñÿ íåêîòîðûå
õèìè÷åñêèå âåùåñòâà à òàêæå óëüòðàôèîëåòîâîå è
ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèÿ. Ýòè âîçäåéñòâèÿ
íàðóøàþò ñòðîåíèå ìîëåêóë ÄÍÊ è ñëóæàò ïðè÷èíîé
ðåçêîãî âîçðàñòàíèÿ ÷àñòîòû ìóòàöèé. Íàðÿäó ñ
âðåäíûìè ìóòàöèÿìè íåðåäêî îáíàðóæèâàþòñÿ è
ïîëåçíûå, êîòîðûå èñïîëüçóþòñÿ ó÷åíûìè â
ñåëåêöèîííîé ðàáîòå. Ïóò¸ì âîçäåéñòâèÿ
ìóòàãåíàìè â' ðàñòåíèåâîäñòâå ïîëó÷àþò è
ïîëèïëîèäíûå ðàñòåíèÿ, îòëè÷àþùèåñÿ áîëåå
êðóïíûìè ðàçìåðàìè, âûñîêîé óðîæàéíîñòüþ è áîëåå
àêòèâíûì ñèíòåçîì îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ. Îñîáîå
ìåñòî â ïðàêòèêå óëó÷øåíèÿ ïëîäîâî-ÿãîäíûõ
êóëüòóð çàíèìàåò ñåëåêöèîííàÿ ðàáîòà È. Â.
Ìè÷óðèíà. Áîëüøîå çíà÷åíèå îí ïðèäàâàë ïîäáîðó
ðîäèòåëüñêèõ ïàð äëÿ ñêðåùèâàíèÿ. Ïðè ýòîì îí íå
èñïîëüçîâàë ìåñòíûå äèêîðàñòóùèå ñîðòà (òàê êàê
îíè îáëàäàëè ñòîéêîé íàñëåäñòâåííîñòüþ, è ãèáðèä
îáû÷íî óêëîíÿëñÿ â ñòîðîíó äèêîãî ðîäèòåëÿ), à
áðàë ðàñòåíèÿ èç äðóãèõ, îòäàëåííûõ
ãåîãðàôè÷åñêèõ ìåñò è ñêðåùèâàë èõ äðóã ñ äðóãîì.
Ñåëåêöèÿ æèâîòíûõ îòëè÷àåòñÿ îò òàêîâîé ó
ðàñòåíèé: æèâîòíûå äàþò ìàëî ïîòîìêîâ, ó íèõ
ïîçäíåå íàñòóïàåò ïîëîâîçðåëîñòü, îíè íå
ðàçìíîæàþòñÿ âåãåòàòèâíî è ó íèõ îòñóòñòâóåò
ñàìîîïëîäîòâîðåíèå. Îäíàêî è â ñåëåêöèè æèâîòíûõ
èñïîëüçóþò ãèáðèäèçàöèþ è îòáîð, êàê ìàññîâûé,
òàê è èíäèâèäóàëüíûé. Ó÷èòûâàþò ïðèçíàêè
ýêñòåðüåðà ðîäèòåëüñêèõ ïàð, ðîäîñëîâíóþ
ïðîèçâîäèòåëåé, ïðîâåðÿþò ÷èñòîòó ïîðîäû. Ïóòåì
áëèçêîðîäñòâåííîãî ñêðåùèâàíèÿ (èíáðèäèíãà)
ïîëó÷àþò ÷èñòûå ëèíèè, êîãäà âñå èëè áîëüøèíñòâî
ãåíîâ ïåðåõîäÿò â ãîìîçèãîòíîå ñîñòîÿíèå.
Ñêðåùèâàíèå íåðîäñòâåííûõ îñîáåé íàçûâàåòñÿ
àóòáðèäèíãîì. Åãî îñóùåñòâëÿþò ìåæäó îñîáÿìè
ðàçíûõ ïîðîä îäíîãî âèäà æèâîòíûõ è äàæå â
ïðåäåëàõ ðàçëè÷íûõ ðîäîâ è âèäîâ, ò. å. ïðè
îòäàëåííîé ãèáðèäèçàöèè. Ýòèì ïóòåì ïîëó÷åíû
áåñïëîäíûé ãèáðèä îñëà è ëîøàäè — ìóë, ãèáðèä
îäíîãîðáîãî è äâóãîðáîãî âåðáëþäà, ãèáðèä ÿêà è
êðóïíîãî ðîãàòîãî ñêîòà (ñàìöû ó íèõ áåñïëîäíûå,
à ñàìêè ïëîäîâèòû). Ýòè ãèáðèäû õàðàêòåðèçóþòñÿ
ãåòåðîçèñîì, ò. å. ïîâûøåííîé æèçíåííîñòüþ,
îáëàäàþò äîëãîëåòèåì è áîëüøåé âûíîñëèâîñòüþ ïî
ñðàâíåíèþ ñ ðîäèòåëÿìè.
Ìóòàöèåé íàçûâàþò èçìåíåíèå êîëè÷åñòâà èëè
ñòðóêòóðû ÄÍÊ äàííîãî îðãàíèçìà. Ìóòàöèÿ
ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ ãåíîòèïà, êîòîðîå ìîæåò
áûòü óíàñëåäîâàíî êëåòêàìè, ïðîèñõîäÿùèìè îò
ìóòàíò — íîé êëåòêè â ðåçóëüòàòå ìèòîçà èëè
ìåéîçà. Ìóòèðîâàíèå ìîæåò âûçûâàòü èçìåíåíèÿ
êàêèõ-ëèáî ïðèçíàêîâ â ïîïóëÿöèè. Ìóòàöèè,
âîçíèêøèå â ïîëîâûõ êëåòêàõ, ïåðåäàþòñÿ
ñëåäóþùèì ïîêîëåíèÿì îðãàíèçìîâ, òîãäà êàê
ìóòàöèè â ñîìàòè÷åñêèõ êëåòêàõ íàñëåäóþòñÿ
òîëüêî äî÷åðíèìè êëåòêàìè, îáðàçîâàâøèìèñÿ
ïóòåì ìèòîçà, è òàêèå ìóòàöèè íàçûâàþò
ñîìàòè÷åñêèìè.
Ìóòàöèè, âîçíèêàþùèå â ðåçóëüòàòå èçìåíåíèÿ
÷èñëà èëè ìàêðîñòðóêòóðû õðîìîñîì, èçâåñòíû ïîä
íàçâàíèåì õðîìîñîìíûõ ìóòàöèé èëè õðîìîñîìíûõ
àáåððàöèé (ïåðåñòðîåê). Èíîãäà õðîìîñîìû òàê
ñèëüíî èçìåíÿþòñÿ, ÷òî ýòî ìîæíî óâèäåòü ïîä
ìèêðîñêîïîì. Íî òåðìèí «ìóòàöèÿ» èñïîëüçóþò
ãëàâíûì îáðàçîì äëÿ îáîçíà÷åíèÿ èçìåíåíèÿ
ñòðóêòóðû ÄÍÊ â îäíîì äîêóþ, êîãäà ïðîèñõîäèò òàê
íàçûâàåìàÿ ãåííàÿ, èëè òî÷å÷íàÿ, ìóòàöèÿ.
Âíåçàïíûå ñïîíòàííûå èçìåíåíèÿ ôåíîòèïà,
êîòîðûå íåëüçÿ ñâÿçàòü ñ îáû÷íûìè ãåíåòè÷åñêèìè
ÿâëåíèÿìè èëè ìèêðîñêîïè÷åñêèìè äàííûìè î
íàëè÷èè õðîìîñîìíûõ àáåððàöèé, ìîæíî îáúÿñíèòü
òîëüêî èçìåíåíèÿìè â ñòðóêòóðå îòäåëüíûõ ãåíîâ.
Ãåííàÿ, èëè òî÷å÷íàÿ (ïîñêîëüêó îíà îòíîñèòñÿ ê
îïðåäåëåííîìó ãåííîìó ëîêóñó), ìóòàöèÿ —
ðåçóëüòàò èçìåíåíèÿ íóêëåîòèäíîé
ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ìîëåêóëû ÄÍÊ â îïðåäåëåííîì
ó÷àñòêå õðîìîñîìû. Òàêîå èçìåíåíèå
ïîñëåäîâàòåëüíîñòè îñíîâàíèé â äàííîì ãåíå
âîñïðîèçâîäèòñÿ ïðè òðàíñêðèïöèè â ñòðóêòóðå
ìÐÍÊ è ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòè
àìèíîêèñëîò â ïîëèïåïòèäíîé öåïè, îáðàçóþùåéñÿ â
ðåçóëüòàòå òðàíñëÿöèè íà ðèáîñîìàõ.
Ñóùåñòâóþò ðàçëè÷íûå òèïû ãåííûõ ìóòàöèé,
ñâÿçàííûõ ñ äîáàâëåíèåì, âûïàäåíèåì èëè
ïåðåñòàíîâêîé îñíîâàíèé â ãåíå. Ýòî äóïëèêàöèè,
âñòàâêè, äåëåíèè, èíâåðñèè èëè çàìåíû îñíîâàíèé.
Âî âñåõ ñëó÷àÿõ îíè ïðèâîäÿò ê èçìåíåíèþ
íóêëåîòèäíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè, à ÷àñòî — è ê
îáðàçîâàíèþ èçìåíåííîãî ïîëèïåïòèäà. Íàïðèìåð,
äåëåöèÿ âûçûâàåò ñäâèã ðàìêè.
Ãåííûå ìóòàöèè, âîçíèêàþùèå â ãàìåòàõ èëè â
áóäóùèõ ïîëîâûõ êëåòêàõ, ïåðåäàþòñÿ âñåì êëåòêàì
ïîòîìêîâ è ìîãóò âëèÿòü íà äàëüíåéøóþ ñóäüáó
ïîïóëÿöèè. Ñîìàòè÷åñêèå ãåííûå ìóòàöèè,
ïðîèñõîäÿùèå â îðãàíèçìå, íàñëåäóþòñÿ òîëüêî
òåìè êëåòêàìè, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ èç ìóòàíòíîé
êëåòêè ïóòåì ìèòîçà. Îíè ìîãóò îêàçàòü
âîçäåéñòâèå íà òîò îðãàíèçì, â êîòîðîì îíè
âîçíèêëè, íî ñî ñìåðòüþ îñîáè èñ÷åçàþò èç
ãåíîôîíäà ïîïóëÿöèè. Ñîìàòè÷åñêèå ìóòàöèè,
âåðîÿòíî, âîçíèêàþò î÷åíü ÷àñòî è îñòàþòñÿ
íåçàìå÷åííûìè, íî â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ïðè ýòîì
îáðàçóþòñÿ êëåòêè ñ ïîâûøåííîé ñêîðîñòüþ ðîñòà è
äåëåíèÿ. Ýòè êëåòêè ìîãóò äàòü íà÷àëî îïóõîëÿì —
ëèáî äîáðîêà÷åñòâåííûì, êîòîðûå íå îêàçûâàþò
îñîáîãî âëèÿíèÿ íà âåñü îðãàíèçì, ëèáî
çëîêà÷åñòâåííûì, ÷òî ïðèâîäèò ê ðàêîâûì
çàáîëåâàíèÿì.
|
