Селекция животных

Домашние животные произошли от диких предков. Этот процесс называют одомашниванием (приручением). Давно приручены коза, собака, овца, лошадь, свинья, а совсем недавно – лисицы, норки, соболи.

Общие принципы селекции животных те же, что и при селекции растений. И здесь движущей и направляющей силой служит искусственный отбор, т. е. в основе получения улучшенных и новых пород лежат отбор и наследственная изменчивость, протекающие на фоне условий среды, наиболее благоприятных фенотипическому проявлению желательных признаков. Однако, селекция животных имеет отличия: 1) у домашних животных существует только половое размножение; 2) у животных невозможно провести массовый отбор; 3) важное значение имеет учет экстерьерных признаков (телосложение, соотношение частей тела, форма и др.), так как развитие многих хозяйственно важных признаков (молочной продуктивности, яйценосности у птиц) связано с этими признаками.

Первый этап селекции животных – приручение. Это ослабило действие стабилизирующего отбора и привело к резкому повышению изменчивости, а это на втоpом этапе использовал человек для искусственного отбора нужных (полезных) ему признаков.

Исследования показали, что географические области приручения животных в значительной мере совпадают с центрами многообразия и происхождения культурных растений.

В последние годы в селекцию животных введены новые методы: 1) искусственное осеменение; 2) гормональная суперовуляция и трансплантация (совокупность методов забора десятков зигот от лучших коров и выращивание их в организмах коров с более низкой племенной ценностью); 3) полиэмбриония (деление одной зиготы на ранних стадиях дробления на несколько частей и выращивание из каждой части целого организма).

Получены внушительные успехи в селекции животных – выведены высокопродуктивные степная белая украинская свинья, мясошерстной породы бараны, высокоудойные коровы, пушные звери с разной окраской меха (норки) и др.

Селекция микроорганизмов

Микроорганизмы играют важную роль в жизни человека. Многие из них создают вещества, необходимые для его жизнедеятельности. С древних времен человек использует уксуснокислые бактерии в производстве уксуса, молочнокислые бактерии для приготовления молочнокислых продуктов питания, пропионовокислые бактерии в сыроделии и для получения витаминов. Актиномицеты используются как продуценты антибиотиков, дрожжи незаменимы в виноделии, пивоварении, хлебопечении; нитчатые грибы нужны для получения лимонной, глюконовой и итаковой кислот, а также в производстве пластмасс и т. д.

Использование микроорганизмов и их селекция стали возможны после разработки специальных микробиологических методов. Огромный вклад внес Луи Пастер. Он разработал научные методы селекции бактерий, базирующиеся на применении методического искусственного отбора и использовании естественного отбора, путем создания условий, в которых естественный отбор действует в желательном для человека направлении. Природные штаммы обычно низкопродуктивны. Поэтому основная задача селекции микроорганизмов – получение высокопродуктивных штаммов с помощью отбора и индуцированного мутагенеза. В качестве мутагенов применяют ультрафиолетовые и рентгеновы лучи, химические вещества. Например, удалось повысить в 10000 раз выход пенициллина из плесневого грибка; в 20000 раз – рибофлавина (витаминаВ2) из дрожжевого грибка; в 5000 pаз – витамина В₁₂ из бактерий.

Основные направления биотехнологии. Использование человеком биохимических и генетических свойств живых организмов в практических целях обусловило появление нового направления в биологии – биотехнологии. Биотехнология – совокупность промышленных методов, основанных на использовании живых организмов и биологических процессов для производства различных продуктов в целях улучшения свойств экономически ценных видов растений, животных и микроорганизмов. Согласно определению Европейской федерации по биотехнологии «биотехнология – интегрированное использование биохимии, микробиологии и инженерных наук в целях достижения технологического (промышленного) применения способностей микроорганизмов, культуры клеток тканей и их частей».

Выделяют три раздела биотехнологии: 1) микробиологическая промышленность; 2) генная инженерия; 3) клеточная инженерия.

Микробиологическая промышленность появилась в 60-е годы ХХ столетия и решает следующие задачи: обеспечивает животноводство полноценным кормовым белком; получает ферменты (амилазы, протеазы, целлюлазы), антибиотики, незаменимые аминокислоты, источники энергии в виде биогаза, этанола, водорода.

Генная инженерия – это конструирование функционально активных генетических структур и наследственно измененных микроорганизмов. Успехи этого направления базируются на работах Уотсона и Крика. Основной задачей генной инженерии является выделение генов, их клонирование и создание рекомбинативных ДНК (искусственных ДНК с новыми комбинациями генов, а следовательно, новыми признаками организма). На основе генной инженерии можно создать сверхпродуценты – микроорганизмы, с помощью которых наладить производство витаминов, антибиотиков, аминокислот быстрее, больше и дешевле, чем методами обычной селекции и генетики. Для медицины – производство инсулина, интерферона, ферментов, ряда противовирусных вакцин, гормона роста и др.

Клеточная инженерия – метод конструирования клеток нового типа путем культивирования, гибридизации и реконструкции. Значение клеточной инженерии: с ее помощью удалось соединить геномы весьма далеких видов и получить новые клетки с новыми признаками и свойствами. Изучая гибридные клетки, можно выяснить механизмы размножения и дифференцировки на молекулярном уровне. Клеточная инженерия применяется для получения узконаправленного действия антител, для создания новых форм растений с заданными свойствами.