Die neuzeitliche Zuchtentwicklung beginnt mit der Formation neue Wissenschaft- Genetik. Die Genetik ist eine Wissenschaft, die die Vererbung und Variabilität von Organismen untersucht. Einen sehr wichtigen Beitrag zur Aufklärung des Wesens der Vererbung leistete G. Mendel (1822-1884), dessen Kreuzungsversuchen am meisten zugrunde liegen Zeitgenössische Forschung durch Vererbung. Der Tscheche, Mönch des Franziskanerklosters in Brunn (heute Brünn), G. Mendel, unterrichtete gleichzeitig Naturwissenschaften an einer richtigen Schule und interessierte sich sehr für Gartenarbeit. Viele Jahre widmete er seine ganze Freizeit Experimenten zur Kreuzung verschiedener Kulturpflanzen. Als Ergebnis wurden Muster der Übertragung von Merkmalen auf die Nachkommen entdeckt. G. Mendel berichtete seine Ergebnisse auf einer Tagung der "Gesellschaft der Naturforscher" in Brünn und veröffentlichte sie dann 1866 in den wissenschaftlichen Werken dieser Gesellschaft. Diese Bestimmungen widersprachen jedoch den damals bestehenden Vorstellungen von der Vererbung und fanden daher 34 Jahre nach ihrer Wiederentdeckung Anerkennung.

1900 erschienen gleichzeitig drei Werke, aufgeführt von drei Genetikern: Hugo de Vries aus Holland, K. Korrens aus Deutschland und E. Cermak aus Österreich. Sie bestätigten die von G. Mendel entdeckten Vererbungsgesetze.

Die veröffentlichte Arbeit von de Vries, Correns und Cermak wird gewöhnlich als Wiederentdeckung der Mendelschen Gesetze bezeichnet, und 1900 gilt als offizielles Datum für den Beginn der Existenz der experimentellen Genetik als eigenständige Wissenschaft.

Die Genetik als eigenständige Wissenschaft wurde 1907 auf Anregung des englischen Wissenschaftlers Batson von der Biologie getrennt. Er schlug auch den Namen der Wissenschaft vor - Genetik.

Seit der Wiederentdeckung der Mendelschen Gesetze identifiziert N. P. Dubinin (1986) drei Stadien in der Entwicklung der Genetik.

Erste Stufe - Dies ist die Ära der klassischen Genetik, die von 1900 bis 1930 dauerte. Es war die Zeit, in der die Gentheorie und die Chromosomentheorie der Vererbung entstanden sind. Von großer Bedeutung waren auch die Entwicklung der Lehre vom Phänotyp und Genotyp, dem Zusammenspiel der Gene, den genetischen Prinzipien der individuellen Selektion in der Zucht und der Lehre von der Mobilisierung der genetischen Reserven des Planeten zum Zwecke der Selektion. Einige der Entdeckungen aus dieser Zeit verdienen besondere Erwähnung.

Der deutsche Biologe August Weismann (1834-1914) schuf eine Theorie, die in vielerlei Hinsicht die Chromosomentheorie der Vererbung vorwegnahm.

Weismans Hypothesen über die Bedeutung der Reduktionsdivision. Außerdem unterschied er zwischen Eigenschaften, die vererbt werden, und Eigenschaften, die unter dem Einfluss äußerer Bedingungen oder körperlicher Betätigung erworben werden.

A. Weisman versuchte experimentell, die Nichtvererbbarkeit mechanischer Schäden zu beweisen (im Laufe der Generationen schnitt er ihr die Schwänze ab, bekam aber keine schwanzlosen Nachkommen).

Weiter allgemeines Konzept A. Weisman wurde unter Berücksichtigung von Zytologiedaten und Informationen über die Rolle des Zellkerns bei der Vererbung von Merkmalen verfeinert. Insgesamt war er der erste, der die Unmöglichkeit der Vererbung ontogenetisch erworbener Merkmale bewies, die Autonomie der Keimzellen betonte und auch die biologische Bedeutung der Reduktion der Chromosomenzahl bei der Meiose als Mechanismus zur Aufrechterhaltung der Chromosomenzahl aufzeigte Konstanz des diploiden Chromosomensatzes der Art und die Grundlage der kombinativen Variabilität.

1901 formulierte G. De Vries die Mutationstheorie, die weitgehend mit der Theorie der Heterogenese (1899) des russischen Botanikers S. I. Korzhinsky (1861–1900) übereinstimmt. Nach der Mutationstheorie von Korzhinsky - De Vries sind erbliche Merkmale nicht absolut konstant, sondern können sich aufgrund von Veränderungen - Mutationen ihrer Neigungen - abrupt ändern.

Der wichtigste Meilenstein in der Entwicklung der Genetik – die Entstehung der Chromosomentheorie der Vererbung – ist mit dem Namen des amerikanischen Embryologen und Genetikers Thomas Gent Morgan (1866-1945) und seiner Schule verbunden. Basierend auf Fruchtfliegenexperimenten - Drosophila melanogaster Morgan entwickelte Mitte der 20er Jahre unseres Jahrhunderts die Idee der linearen Anordnung von Genen in Chromosomen und schuf die erste Version der Theorie des Gens - des elementaren Trägers der Erbinformation. Das Problem des Gens ist zum zentralen Problem der Genetik geworden. Es wird zur Zeit entwickelt.

Die Lehre von der erblichen Variabilität wurde in den Arbeiten des sowjetischen Wissenschaftlers Nikolai Ivanovich Vavilov (1887–1943) fortgesetzt, der 1920 das Gesetz der homologischen Reihe der erblichen Variabilität formulierte. Dieses Gesetz fasste eine Menge Material über die Parallelität der Variabilität eng verwandter Gattungen und Arten zusammen und verknüpfte damit Systematik und Genetik miteinander. Das Gesetz war ein wichtiger Schritt zur späteren Synthese von Genetik und Evolutionslehre. N. I. Vavilov schuf auch die Theorie der genetischen Zentren von Kulturpflanzen, die die Suche und Einführung der erforderlichen Pflanzengenotypen erheblich erleichterte.

Im gleichen Zeitraum begannen sich einige andere Bereiche der Genetik, die für die Landwirtschaft wichtig sind, schnell zu entwickeln. Dazu gehören Arbeiten zur Untersuchung der Vererbungsmuster quantitativer Merkmale (insbesondere Studien des schwedischen Genetikers G. Nilsson-Ehle), zur Aufklärung der Hybridkraft - Heterosis (Arbeiten der amerikanischen Genetiker E. East und D. Jones) und zur Interspezifität Hybridisierung von Obstpflanzen (I V. Michurin in Russland und L. Burbank in den USA), zahlreiche Studien zur privaten Genetik verschiedene Typen Kulturpflanzen und Haustiere.

Zu dieser Phase gehört auch die Entwicklung der Genetik in der UdSSR. In den Jahren nach Oktober wurden drei genetische Schulen gegründet, die von prominenten Wissenschaftlern geleitet wurden - N. K. Koltsov (1872–1940) in Moskau, Yu. A. Filipchenko (1882–1930) und N. I. Vavilov (1887–1943) in wichtiger Rolle in die Entwicklung der genetischen Forschung.

Zweite Phase, - Dies ist die Phase des Neoklassizismus in der Genetik, die von 1930 bis 1953 andauerte. Start zweite Etage kann mit der Entdeckung von O. Avery im Jahr 1944 der Substanz der Vererbung - Desoxyribonukleinsäure (DNA) in Verbindung gebracht werden.

Diese Entdeckung symbolisierte den Beginn einer neuen Phase in der Genetik – die Geburt der Molekulargenetik, die die Grundlage für eine Reihe von Entdeckungen in der Biologie des 20. Jahrhunderts bildete.

In diesen Jahren wurde die Möglichkeit entdeckt, Veränderungen an Genen und Chromosomen künstlich herbeizuführen (experimentelle Mutagenese); festgestellt, dass das Gen ist ein komplexes System, in Teile zerkleinert; begründete die Prinzipien der Populationsgenetik und der Evolutionsgenetik; es wurde die biochemische Genetik geschaffen, die die Rolle der Gene für alle wichtigen Biosynthesen in der Zelle und im Organismus aufzeigte;

Zu den Errungenschaften dieser Zeit gehört vor allem die künstliche Mutagenese. Die ersten Daten, dass Mutationen künstlich induziert werden können, wurden 1925 in der UdSSR von G. A. Nadson und G. S. Filippov in Experimenten zur Bestrahlung niederer Pilze (Hefen) mit Radium gewonnen, und es wurden entscheidende Beweise für die Möglichkeit der experimentellen Gewinnung von Mutationen geliefert 1927 gest. Experimente des Amerikaners Meller über die Wirkung von Röntgenstrahlen.

Ein anderer amerikanischer Biologe, J. Stadler (1927), entdeckte ähnliche Wirkungen bei Pflanzen. Dann wurde entdeckt, dass ultraviolette Strahlen ebenfalls Mutationen verursachen können und dass Hitze die gleiche Fähigkeit hat, wenn auch in schwachem Ausmaß. Bald gab es auch Informationen, dass Mutationen verursacht werden können Chemikalien. Diese Richtung gewann dank der Forschungen von I. A. Rapoport in der UdSSR und S. Auerbach in Großbritannien an Bedeutung. Mit der Methode der induzierten Mutagenese begannen sowjetische Wissenschaftler unter der Leitung von A. S. Serebrovsky (1892-1948) die Struktur des Gens in Drosophila Melanogaster zu untersuchen. In ihren Studien (1929-1937) zeigten sie erstmals seine komplexe Struktur.

Zur gleichen Zeit in der Geschichte der Genetik entstand und entwickelte sich ein Trend, der darauf abzielte, genetische Prozesse in der Evolution zu untersuchen. Die grundlegenden Arbeiten auf diesem Gebiet gehörten dem sowjetischen Wissenschaftler S. S. Chetverikov (1880–1959), den englischen Genetikern R. Fisher und J. Haldane sowie dem amerikanischen Genetiker S. Wright. S. S. Chetverikov und seine Mitarbeiter führten die ersten experimentellen Studien der genetischen Struktur natürlicher Populationen an mehreren Arten von Drosophila durch. Sie bestätigten die Bedeutung des Mutationsprozesses in natürlichen Populationen. Dann wurden diese Arbeiten von N. P. Dubinin in der UdSSR und F. Dobzhansky in den USA fortgesetzt.

Um die Wende der 1940er Jahre legten J. Bill (geboren 1903) und E. Tatum (1909–1975) die Grundlagen der biochemischen Genetik.

Die Priorität bei der Entschlüsselung der Struktur des DNA-Moleküls haben der amerikanische Virologe James Dew Watson (geb. 1928) und der englische Physiker Francis Crick (geb. 1916), die 1953 ein Strukturmodell dieses Polymers veröffentlichten.

Ab diesem Moment, nämlich ab 1953, beginnt die dritte Stufe in der Entwicklung der Genetik – die Ära der synthetischen Genetik. . Normalerweise wird diese Zeit als Periode der Molekulargenetik bezeichnet.

Dritter Abschnitt , die mit der Konstruktion eines DNA-Modells begann, wurde 1964 mit der Entdeckung des genetischen Codes fortgesetzt. Diese Zeit ist geprägt von zahlreichen Arbeiten zur Entschlüsselung der Struktur von Genomen. So tauchten Ende des 20. Jahrhunderts Informationen über die vollständige Entschlüsselung des Genoms der Drosophila-Fliege auf, haben Wissenschaftler zusammengestellt komplette Karte Arabidopsis oder kleiner Senf, entschlüsselt durch das menschliche Genom.

Die Entschlüsselung nur einzelner DNA-Abschnitte ermöglicht es Wissenschaftlern bereits, transgene Pflanzen zu gewinnen, d.h. Pflanzen mit eingeführten Genen von anderen Organismen. Solche Pflanzen werden nach einigen Quellen mit einer Fläche gesät, die Großbritannien entspricht. Dies ist hauptsächlich Mais, Kartoffeln, Sojabohnen. Heutzutage ist die Genetik in viele komplexe Bereiche eingebrochen. Es genügt, die Errungenschaften der Gentechnik bei der Gewinnung somatischer und transgener Hybride, die Erstellung der ersten Karte des menschlichen Genoms (Frankreich, 1992; USA, 2000), die Produktion geklonter Schafe (Schottland, 1997), geklonter Ferkel ( USA, 2000) usw.

Der Beginn des 21. Jahrhunderts wird als postgenomische Periode bezeichnet und wird offenbar durch neue Entdeckungen auf dem Gebiet der Genetik im Zusammenhang mit dem Klonen von Lebewesen, der Schaffung neuer Organismen auf der Grundlage der Mechanismen der Gentechnik, gekennzeichnet sein.

Die bisher gesammelten Methoden ermöglichen es, die Genome komplexer Organismen viel schneller zu entschlüsseln und neue Gene in sie einzuführen.

Wichtige Entdeckungen auf dem Gebiet der Genetik:

1864 - Grundgesetze der Genetik (G. Mendel)

1900 - Die Gesetze von G. Mendel wurden wiederentdeckt ( G. de Vries, K. Correns, E. Cermak)

1900-1903 - Mutationstheorie (G. de Vries)

1910 - Chromosomentheorie der Vererbung (T. Morgan, T. Boveri, W. Setton)

1925-1938 - "ein Gen - ein Protein" (J. Bill, E. Tatum)

1929 - Genteilbarkeit (A.S. Serebrov, N.P. Dubinin)

1925 - künstliche Mutationen (G. A. Nadson, G. S. Filippov)

1944 - DNA - der Träger der Erbinformation (O. Avery, K. McLeod)

1953 - Strukturmodell der DNA (J. Watson, F. Crick)

1961 – genetischer Code (M. Nirenberg, R. Holly, G. Khorana)

1961 - Operonprinzip der Genorganisation und Regulation der Genaktivität in Bakterien (F.Jacob, J.Mono)

1959 - Gensynthese (G. Khorana )

1974-1975 - Methoden der Gentechnik ( K. Murray, N. Murray, W. Benton, R. Davies, E. Sauzen, M. Granstein, D. Hognes)

1978–2000 – Sequenzierung von Genomen (F. Blatner, R. Clayton, M. Adams und andere)

Genetische Methoden

HYBRIDOLOGISCH - p eine Analyse der Vererbungsmuster individueller Merkmale und Eigenschaften von Organismen während der sexuellen Fortpflanzung sowie eine Analyse der Variabilität von Genen und ihrer Kombinatorik (entwickelt von G. Mendel).

ZYTOLOGISCH - mit Mit Licht- und Elektronenmikroskopen werden die materiellen Grundlagen der Vererbung auf zellulärer und subzellulärer Ebene (Chromosomen, DNA) untersucht.

ZYTOGENETISCH - mit Die Synthese hybridologischer und zytologischer Methoden ermöglicht die Untersuchung des Karyotyps, Änderungen in der Struktur und Anzahl der Chromosomen.

BEVÖLKERUNGSSTATISTISCH - ca basiert auf der Bestimmung der Häufigkeit des Auftretens verschiedener Gene in einer Population, was es ermöglicht, die Anzahl der heterozygoten Organismen zu berechnen und somit die Anzahl der Individuen mit einer pathologischen (mutierten) Manifestation der Wirkung eines Gens vorherzusagen.

BIOCHEMIE- Stoffwechselstörungen (Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Mineralien) aufgrund von Genmutationen.

MATHEMATIK - p eine quantitative Darstellung der Vererbung von Merkmalen erfolgt.

GENEALOGISCHE - Ausgedrückt in der Zusammenstellung von Stammbäumen. Ermöglicht es Ihnen, den Typ und die Art der Merkmalsvererbung festzulegen.

ONTOGENETIK - Ermöglicht es Ihnen, die Wirkung von Genen im Prozess zu verfolgen individuelle Entwicklung; in Kombination mit einer biochemischen Methode ermöglicht es, das Vorhandensein von rezessiven Genen in einem heterozygoten Zustand nach Phänotyp festzustellen.

Die Genetik ist eine Wissenschaft, die zwei Eigenschaften lebender Organismen untersucht – Vererbung und Variabilität. Fortschritte in der Genetik haben sehr wichtig für Medizin, Landwirtschaft und Biologie.

Vererbung

Unter Vererbung versteht man die Eigenschaft von Organismen, ihre Eigenschaften und Eigenschaften an die Nachkommen weiterzugeben. Der Vererbung ist es zu verdanken, dass sich die eine oder andere Rasse und Tierart sowie Pflanzenvielfalt über viele Generationen erhalten hat.

Variabilität

Variabilität ist die Eigenschaft von Organismen, neue Merkmale zu erwerben, die sich von denen der Eltern unterscheiden. Wenn diese Zeichen in nachfolgenden Generationen fixiert sind, sprechen sie von erblicher Variabilität.

Reis. 1. Modifikationsvariabilität.

Variabilität bestimmt die Vielfalt von Eigenschaften und externen Daten innerhalb derselben Art.

Der materielle Träger von Informationen über die Eigenschaften der Zelle ist die DNA. Es ist Teil der Chromosomen – Strukturen des Zellkerns, die Erbinformationen speichern.

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Nach modernen Vorstellungen von Vererbung werden die Unterschiede zwischen Arten und Organismen innerhalb einer Art durch Unterschiede in den Proteinen bestimmt, aus denen Organismen aufgebaut sind.

In dem Gen sind Informationen über die Struktur eines bestimmten Proteins enthalten. Ein Gen ist ein Abschnitt eines DNA-Moleküls.

Reis. 2. Gen.

Aus Genen werden Informationen ausgelesen, die dann bei der Bildung von Eiweißmolekülen umgesetzt werden.

Genotyp

Jede Art von Organismus ist durch eine bestimmte Anzahl und Form von Chromosomen gekennzeichnet - seinen Genotyp. Zum Beispiel hat eine Person 23 Chromosomenpaare im Genotyp. Die Hälfte der Chromosomen stammt vom Vater und die Hälfte von der Mutter.

Reis. 3. Chromosomensätze.

Geschlechtszellen enthalten einen halben oder haploiden Chromosomensatz (n), und somatische Zellen enthalten einen diploiden (2n) oder doppelten Satz.

Phänotyp

Ein Merkmal, das in einem Gen kodiert ist, kann sich manifestieren oder nicht, abhängig von der Interaktion der Gene und den Eigenschaften der Umweltbedingungen. Die häufigste Art der Wechselwirkung zwischen Genen ist die Unterdrückung der Wirkung eines Gens durch ein anderes. Alle manifestierten Zeichen bilden den Phänotyp des Organismus.

Auswahl

Die Selektion ist eng mit der Genetik verbunden. Es befasst sich mit der Schaffung neuer und zielgerichteter Veränderungen bestehender Pflanzensorten und Tierrassen.

Die Grundlagen der Genetik und Selektion sind Kenntnisse über die Vererbungsmuster von Merkmalen und deren Manifestation im Phänotyp.

Viele ertragreiche Sorten von Kulturpflanzen werden von Züchtern durch Vervielfachung der Chromosomenzahl (3n, 4n etc.) geschaffen. Solche Kulturen werden Polyploide genannt.

Was haben wir gelernt?

Genetik studiert zwei wichtige Eigenschaften lebende Organismen: die Fähigkeit, Eigenschaften von Generation zu Generation zu übertragen; die Fähigkeit, neue Qualitäten zu erwerben. Ein separates Zeichen eines Organismus ist ein Protein, dessen Strukturinformationen in einem Gen verschlüsselt sind - einem Abschnitt eines DNA-Moleküls. Die genetischen Grundlagen der Genetik sind die theoretische Basis für vielseitige biologische und medizinische Forschung und Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität.

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Möglichkeit 10.

FRAGE 1

Genetik ist die theoretische Grundlage der Selektion. Auswahl. Die Lehren von N.I. Vavilov über die Zentren der Vielfalt und Herkunft von Kulturpflanzen. Grundlegende Züchtungsmethoden: Hybridisierung, künstliche Selektion

Züchtung (von lat. selectio, seligere – Auslese) ist die Wissenschaft von Methoden zur Züchtung hochproduktiver Pflanzensorten, Tierrassen und Mikroorganismenstämme.

Ursprünglich basierte die Selektion auf künstlicher Selektion, wenn eine Person Pflanzen oder Tiere mit für sie interessanten Merkmalen auswählt. Bis zum XVI-XVII Jahrhundert. die Auswahl erfolgte unbewusst, das heißt, ein Mensch wählte zum Beispiel die besten und größten Weizensamen zur Aussaat aus, ohne daran zu denken, dass er die Pflanzen in die Richtung veränderte, die er brauchte.

Erst im letzten Jahrhundert begann der Mensch, der die Gesetze der Genetik noch nicht kannte, die Selektion bewusst oder zielgerichtet einzusetzen und die Pflanzen zu kreuzen, die ihn am meisten zufrieden stellten.

Durch die Selektionsmethode kann eine Person jedoch keine grundlegend neuen Eigenschaften in gezüchteten Organismen erhalten, da bei der Selektion nur diejenigen Genotypen isoliert werden können, die bereits in der Population vorhanden sind. Um neue Tier- und Pflanzenzüchtungen und -sorten zu erhalten, wird daher Hybridisierung (Kreuzung) verwendet, wobei Pflanzen mit wünschenswerten Eigenschaften gekreuzt und in Zukunft aus den Nachkommen diejenigen ausgewählt werden, deren vorteilhafte Eigenschaften am ausgeprägtesten sind.

Die moderne Selektion ist ein weites Gebiet menschlicher Aktivität, das eine Verschmelzung verschiedener Zweige der Wissenschaft, der landwirtschaftlichen Produktion und ihrer komplexen Verarbeitung darstellt. Im Zuge der Selektion kommt es zu stabilen erblichen Umwandlungen verschiedener Organismengruppen. Gemäß dem bildlichen Ausdruck von N.I. Vavilov, "... Selektion ist eine Evolution, die vom Willen des Menschen gesteuert wird." Es ist bekannt, dass die Errungenschaften der Selektion von Charles Darwin in großem Umfang zur Begründung der Hauptbestimmungen herangezogen wurden Evolutionstheorie. Die moderne Selektion basiert auf den Errungenschaften der Genetik und ist die Grundlage einer effizienten, hochproduktiven Landwirtschaft und Biotechnologie.

Aufgaben der modernen Züchtung

Schaffung neuer und Verbesserung alter Sorten, Rassen und Stämme mit wirtschaftlich sinnvollen Eigenschaften.

Schaffung technologisch fortschrittlicher, hochproduktiver biologischer Systeme, die das Beste aus den Rohstoffen und Energieressourcen des Planeten machen.

Steigerung der Produktivität von Rassen, Sorten und Stämmen pro Flächeneinheit pro Zeiteinheit.

Verbesserung der Verbraucherqualität von Produkten.

Verringerung des Anteils an Nebenprodukten und deren aufwändiger Verarbeitung.

Verringerung des Anteils der Verluste durch Schädlinge und Krankheiten.

Den größten Beitrag zur Erforschung der Vielfalt der Kulturpflanzen leistete der russische Züchter N.I. Wawilow.

„Es tut mir nicht leid, mein Leben für die kleinste Sache in der Wissenschaft gegeben zu haben …“

N.I. Vavilov wurde am 26. November 1887 in Moskau geboren. Dass er Biologe werden würde, stand für ihn bereits zum Abschluss der Handelsschule fest. 1906 trat Nikolai Iwanowitsch in das Moskauer Landwirtschaftsinstitut ein. Bereits in seinen Studienjahren zeigten sich seine bemerkenswerten Qualitäten.

1913 N.I. Vavilov wurde ins Ausland geschickt wissenschaftliche Arbeit. In Merton (England), im genetischen Labor des Horticultural Institute. Dort setzte er seine Forschungen zur Immunität von Getreide fort.

Nikolai Ivanovich arbeitete mehrere Monate im Labor für Genetik an der University of Cambridge; In Frankreich besuchte er das größte Saatgutunternehmen Vilmorin, wo er sich kennenlernte die neuesten Errungenschaften Selektion in der Saatgutproduktion, in der Anfälligkeit verschiedener Pflanzensorten. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen mit umfangreicher Anwendung des Experiments wurden in der Monographie "Plant Immunity to Infectious Diseases" (1919) zusammengefaßt. 1917 erhielt N. I. Vavilov eine Einladung, die Abteilung für Genetik, Züchtung und private Landwirtschaft an den Saratov Higher Agricultural Courses zu leiten, und zog nach Saratov. Gleichzeitig führte er umfangreiche Feldstudien von Sorten verschiedener landwirtschaftlicher Pflanzen, hauptsächlich Getreide, fort.

Er beteiligte sich 1923 aktiv an der Organisation der ersten Allunions-Landwirtschaftsausstellung in Moskau. Vavilovs Autorität als Wissenschaftler und Organisator der Wissenschaft wuchs. 1924 wurde die Abteilung für angewandte Botanik und Züchtung in das All-Union-Institut für Angewandte Botanik und neue Pflanzen unter dem Rat der Volkskommissare (seit 1930 - das All-Union-Institut für Pflanzenbau VIR) umgewandelt und N. I. Vavilov wurde genehmigt als dessen Direktor. Ende der 1920er Jahre war das All-Union Institute of Applied Botany and New Cultures zu einem der größten und berühmtesten der Welt geworden. wissenschaftliche Zentren für das Studium der Kulturpflanzen. Vavilov widmete seine ganze Energie der Hebung der Landwirtschaft auf ein neues Niveau. Als er im Gulag verhungerte, dachte er an seine Heimat, an die ganze Menschheit. In dem Bemühen, die Notwendigkeit der Wissenschaft zu beweisen - Genetik, die in der Lage ist, neue Pflanzensorten zu schaffen, die die Menschheit vor dem Hunger retten und den wachsenden Bedarf an Nahrung befriedigen werden. Das helle und wunderbare Leben von Nikolai Ivanovich wird lange die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich ziehen. Unsere Jugend soll dieses große Leben, das man als Wissenschaftsleistung bezeichnen kann, kennen lernen, soll daraus lernen, selbstlos zu arbeiten und Heimat und Wissenschaft zu lieben.

Die Lehren von N.I. Vavilov über die Herkunft der Kulturpflanzen

Die Lehre vom Ausgangsmaterial ist die Grundlage der modernen Züchtung. Das Ausgangsmaterial dient als Quelle erblicher Variabilität – die Basis für künstliche Selektion. N.I. Vavilov stellte fest, dass es auf der Erde Gebiete mit einer besonders hohen genetischen Vielfalt von Kulturpflanzen gibt, und identifizierte die Hauptherkunftszentren von Kulturpflanzen.

Herkunftszentren von Kulturpflanzen

Für jedes Zentrum wurden die wichtigsten für es charakteristischen landwirtschaftlichen Kulturen festgelegt.

1. Tropisches Zentrum - umfasst die Gebiete des tropischen Indiens, Indochinas, Südchinas und der Inseln Südostasiens. Noch immer lebt mindestens ein Viertel der Weltbevölkerung im tropischen Asien. In der Vergangenheit war die relative Bevölkerung dieses Territoriums sogar noch bedeutender. Etwa ein Drittel der derzeit angebauten Pflanzen stammt aus diesem Zentrum. Es ist der Geburtsort von Pflanzen wie Reis, Zuckerrohr, Tee, Zitrone, Orange, Banane, Aubergine und auch eine große Anzahl tropische Früchte und Gemüse.

2. Ostasiatisches Zentrum – umfasst die gemäßigten und subtropischen Teile Zentral- und Ostchinas, Koreas, Japans und den größten Teil davon. Taiwan. In diesem Gebiet lebt auch etwa ein Viertel der Weltbevölkerung. Etwa 20 % der weltweiten Kulturflora stammt aus Ostasien. Dies ist der Geburtsort von Pflanzen wie Sojabohnen, Hirse, Kaki und vielen anderen Gemüse- und Obstkulturen.

3. Südwestasiatisches Zentrum - umfasst die Gebiete des inneren Hochlandes Kleinasiens (Anatolien), Iran, Afghanistan, Zentralasien und Nordwestindien. Hier schließt sich auch der Kaukasus an, dessen Kulturflora, wie Studien gezeigt haben, mit Westasien genetisch verwandt ist. Heimat von Weichweizen, Roggen, Hafer, Gerste, Erbsen, Melonen.

Dieses Zentrum kann in folgende Schwerpunkte unterteilt werden:

a) Kaukasisch mit vielen ursprünglichen Weizen-, Roggen- und Obstsorten. Für Weizen und Roggen ist dies, wie vergleichende Studien zeigen, weltweit der wichtigste Fokus ihrer Artherkunft;

b) Westasien, einschließlich Kleinasien, Inneres Syrien und Palästina, Transjordanien, Iran, Nordafghanistan und Zentralasien zusammen mit Chinesisch-Turkestan;

c) Nordwestindien, das neben dem Punjab und den angrenzenden Provinzen Nordindien und Kaschmir auch Belutschistan und Südafghanistan umfasst.

4. Mittelmeerzentrum – umfasst Länder entlang der Mittelmeerküste. Dieses bemerkenswerte geografische Zentrum, das in der Vergangenheit von den Größten geprägt wurde alte Zivilisationen, entstanden etwa 10 % der Kulturpflanzenarten. Darunter sind Hartweizen, Kohl, Rüben, Karotten, Flachs, Trauben, Oliven und viele andere Gemüse- und Futterpflanzen.

5. Abessinisches Zentrum. Gesamtzahl Arten von Kulturpflanzen, die ihrem Ursprung nach mit Abessinien in Verbindung gebracht werden, nicht mehr als 4 % der Kulturflora der Welt ausmachen. Abessinien ist durch eine Reihe endemischer Arten und sogar Gattungen von Kulturpflanzen gekennzeichnet. Darunter Kaffeebaum, Wassermelone, Getreide usw. Innerhalb der Neuen Welt hat sich eine erstaunlich strenge Lokalisierung der beiden Artenbildungszentren der wichtigsten Kulturpflanzen etabliert.

6. Mittelamerikanisches Zentrum, das ein riesiges Gebiet abdeckt Nordamerika einschließlich Südmexiko. In diesem Zentrum lassen sich drei Zentren unterscheiden:

a) Berg Südmexikanisch,

b) Mittelamerika,

c) Westindische Insel.

Etwa 8 % der verschiedenen Kulturpflanzen stammen aus dem zentralamerikanischen Zentrum, wie Mais, Sonnenblume, amerikanische langstapelige Baumwolle, Kakao (Schokoladenbaum), eine Reihe von Bohnen, Kürbisse, viele Früchte (Guayava, Anone und Avocado).

7. Zentrum der Anden in Südamerika, begrenzt auf den Andenkamm. Dies ist der Geburtsort von Kartoffeln und Tomaten. Hier stammen der Chinarindenbaum und der Coca-Strauch. Wie Sie der Liste entnehmen können geografische Zentren, ist die anfängliche Einführung der überwältigenden Zahl von Kulturpflanzen in die Kultur nicht nur mit floristischen Gebieten verbunden, die sich durch eine reiche Flora auszeichnen, sondern auch mit alten Zivilisationen. Außerhalb der aufgeführten geografischen Hauptzentren wurden in der Vergangenheit nur vergleichsweise wenige Pflanzen aus der Wildflora in den Anbau eingeführt. Die sieben angegebenen geografischen Zentren entsprechen den ältesten landwirtschaftlichen Kulturen.

Das südasiatische Tropenzentrum ist mit einer hochalten indianischen und indochinesischen Kultur verbunden. Die jüngsten Ausgrabungen haben die tiefe Antike dieser Kultur gezeigt, die mit der zentralasiatischen synchron ist. Das ostasiatische Zentrum ist mit der alten chinesischen Kultur verbunden, und das südwestasiatische Zentrum ist mit der alten Kultur des Iran, Kleinasiens, Syriens, Palästinas und Assyro-Babyloniens verbunden. Das Mittelmeer konzentrierte viele Jahrtausende v. Chr. die etruskischen, hellenischen und ägyptischen Kulturen. Die eigentümliche abessinische Kultur hat tiefe Wurzeln, die wahrscheinlich zeitlich mit der altägyptischen Kultur zusammenfallen. Innerhalb der Neuen Welt wird das Zentralamerikanische Zentrum mit der großen Maya-Kultur in Verbindung gebracht, die vor Kolumbus große Erfolge in Wissenschaft und Kunst erzielte. Andenzentrum in Südamerika kombiniert in der Entwicklung mit den bemerkenswerten Prä-Inka- und Inka-Zivilisationen.

Entnahmeproben, die unter der Anleitung von N.I. Vavilov, wurden in Leningrad im All-Union Institute of Plant Industry (VIR) aufbewahrt, das von N.I. Vavilov im Jahr 1930. Auf der Grundlage des All-Union-Instituts für angewandte Botanik und neue Kulturen (ehemals Abteilung für angewandte Botanik und Züchtung, noch früher - Büro für angewandte Botanik).

In den Jahren des Großen Vaterländischer Krieg Während der Belagerung von Leningrad waren VIR-Mitarbeiter rund um die Uhr beim Sammeln von Saatgut für Getreide im Einsatz. Viele VIR-Mitarbeiter starben an Hunger, aber der unschätzbare Arten- und Sortenreichtum, aus dem Züchter auf der ganzen Welt noch immer Material schöpfen, um neue Sorten und Hybriden zu schaffen, blieb erhalten.

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden neue Expeditionen organisiert, um Proben zu sammeln und die VIR-Sammlung aufzufüllen; derzeit umfasst diese Sammlung bis zu 300.000 Pflanzenexemplare von 1.740 Arten.

Gesetz der homologen Reihe der erblichen Variabilität

„Genetisch verwandte Gattungen und Arten sind durch ähnliche Reihen erblicher Variabilität mit einer solchen Regelmäßigkeit gekennzeichnet, dass man bei Kenntnis der Anzahl von Formen innerhalb einer Art das Auffinden paralleler Formen in anderen verwandten Arten und Gattungen vorhersehen kann.“

N.I. Vavilov stellte fest, dass "ein wichtiger Punkt bei der Beurteilung des Materials für die Auswahl das Vorhandensein einer Vielzahl erblicher Formen darin ist".

Diversität von Genen und Genotypen in N.I. Vavilov nannte das genetische Potenzial des Ausgangsmaterials.

Systematisierung der Doktrin des Quellenmaterials, N.I. Vavilov formulierte das Gesetz der homologischen Reihen (1920):

1. Genetisch verwandte Arten und Gattungen sind durch ähnliche Reihen erblicher Variabilität mit einer solchen Regelmäßigkeit gekennzeichnet, dass man bei Kenntnis der Anzahl von Formen innerhalb einer Art das Auftreten paralleler Formen in anderen Arten und Gattungen vorhersehen kann.

2. Ganze Pflanzenfamilien sind im Allgemeinen durch einen bestimmten Variabilitätszyklus gekennzeichnet, der alle Gattungen und Arten durchläuft, aus denen die Familie besteht.

Gemäß diesem Gesetz haben genetisch verwandte Arten und Gattungen ähnliche Gene, die eine ähnliche Reihe von mehreren Allelen und Merkmalsvarianten ergeben. Beispielsweise gibt es innerhalb verschiedener Getreidegattungen eine parallele Variabilität in der Kornfarbe:

Theoretische und praktische Bedeutung des Gesetzes der homologen Reihen:

N.I. Vavilov unterschied klar zwischen intraspezifischer und interspezifischer Variabilität. Gleichzeitig wurde die Art als integrales, historisch etabliertes System betrachtet.

N.I. Vavilov zeigte, dass die intraspezifische Variabilität nicht unbegrenzt ist und bestimmten Gesetzen unterliegt.

Das Gesetz der homologen Serien ist ein Leitfaden für Züchter, um die möglichen Variationen von Merkmalen vorherzusagen.

N. I. Vavilov war der erste, der eine gezielte Suche nach seltenen oder mutierten Allelen in natürlichen Populationen und Populationen von Kulturpflanzen durchführte. Heutzutage geht die Suche nach mutierten Allelen zur Steigerung der Produktivität von Stämmen, Sorten und Rassen weiter.

Dieses Gesetz kann helfen rationelle Nutzung organischer Reichtum der Erde. Das Gesetz der homologen Reihen wird als eines der grundlegenden Gesetze der Tierwelt anerkannt. Es erleichtert die Suche nach den für die Züchtung notwendigen ökonomischen Merkmalen von Pflanzen und Tieren.

Auswahlmethoden

Die moderne Züchtung nutzt eine ganze Reihe von Methoden, die auf den neuesten Errungenschaften vieler Wissenschaften basieren: Genetik, Zytologie, Botanik, Zoologie, Mikrobiologie, Agrarökologie, Biotechnologie, Informationstechnologien usw. Hybridisierung und künstliche Selektion bleiben jedoch die wichtigsten spezifischen Selektionsmethoden.

Hybridisierung

Die Kreuzung von Organismen mit unterschiedlichen Genotypen ist die Hauptmethode, um neue Merkmalskombinationen zu erhalten. Manchmal ist eine Hybridisierung notwendig, um beispielsweise Inzuchtdepressionen vorzubeugen. Inzuchtdepression manifestiert sich während eng verwandter Kreuzungen und äußert sich in einer Abnahme der Produktivität und Vitalität. Inzuchtdepression ist das Gegenteil von Heterosis.

Es gibt folgende Arten von Kreuzen:

Intraspezifische Kreuzungen – innerhalb einer Art werden verschiedene Formen gekreuzt. Zu den intraspezifischen Kreuzungen gehören auch Kreuzungen von Organismen derselben Art, die unter unterschiedlichen ökologischen Bedingungen und / oder in unterschiedlichen geografischen Gebieten leben (ökologisch-geografische Kreuzungen). Intraspezifische Kreuzungen liegen den meisten anderen Kreuzungen zugrunde.

Eng verwandte Kreuzungen - Inzucht bei Pflanzen und Inzucht bei Tieren. Sie werden verwendet, um klare Linien zu erhalten.

Interline-Kreuzungen - Vertreter reiner Linien werden gekreuzt (und in einigen Fällen - verschiedene Sorten und Rassen). Interline-Kreuzungen werden verwendet, um Inzuchtdepressionen zu unterdrücken und um den Effekt der Heterosis zu erzielen.

Kreuzungen (Rückkreuzungen) sind Kreuzungen von Hybriden (Heterozygoten) mit Elternformen (Homozygoten). Beispielsweise werden Kreuzungen von Heterozygoten mit dominanten homozygoten Formen verwendet, um die phänotypische Expression von rezessiven Allelen zu verhindern.

Analysierende Kreuzungen (sie sind eine Art Rückkreuzung) sind Kreuzungen von dominanten Formen mit unbekanntem Genotyp und rezessiv-homozygoten Testerlinien. Solche Kreuzungen werden verwendet, um Bullen nach Nachkommen zu analysieren.

Sättigende (Ersatz-) Kreuzungen sind ebenfalls eine Art von Rückkreuzungen. Bei mehrfachen Rückkreuzungen ist eine selektive (differenzielle) Substitution von Allelen (Chromosomen) möglich.

Fernkreuzungen - interspezifisch und intergenerisch. Normalerweise sind entfernte Hybriden steril und werden vegetativ vermehrt; Um die Unfruchtbarkeit von Hybriden zu überwinden, wird die Anzahl der Chromosomen verdoppelt, auf diese Weise werden amphidiploide Organismen erhalten: Roggen-Weizen-Hybriden (Triticale), Weizen-Couch-Gras-Hybriden.

Somatische Hybridisierung ist eine Hybridisierung, die auf der Verschmelzung somatischer Zellen von völlig unähnlichen Organismen basiert.

Künstliche Selektion war und ist die wichtigste Selektionsmethode. Das Auswahlverfahren umfasst jedoch zwei Gruppen von Aktivitäten: die Bewertung des Ausgangsmaterials und die selektive Vermehrung (Reproduktion) der ausgewählten Organismen oder ihrer Teile.

Selektion ist der Prozess der unterschiedlichen (ungleichen) Reproduktion von Genotypen. Gleichzeitig sollte man nicht vergessen, dass tatsächlich in allen Stadien der Ontogenese von Organismen (Individuen) eine Selektion nach Phänotypen durchgeführt wird. Die mehrdeutige Beziehung zwischen Genotyp und Phänotyp beinhaltet das Testen ausgewählter Pflanzen auf Nachkommenschaft.

Es gibt viele Formen der künstlichen Selektion. Betrachten wir die am häufigsten verwendeten Formen der Auswahl genauer.

Massenselektion – die gesamte Gruppe wird selektiert. Beispielsweise werden Samen der besten Pflanzen kombiniert und gemeinsam gesät. Die Massenselektion wird als primitive Form der Selektion angesehen, da sie es nicht erlaubt, den Einfluss der Modifikationsvariabilität zu eliminieren. Wird in der Saatgutproduktion verwendet. Es empfiehlt sich für die Selektion von neu in die Kultur eingeführten Pflanzen oder züchterisch nicht weit entwickelten Kulturen.

Betrachten wir die Methoden zur Bewertung des Ausgangsmaterials am Beispiel von Pflanzen.

Bei der Auswahl wird das Material nach seinen wirtschaftlichen und biologischen Eigenschaften bewertet, die Gegenstand der Auswahl sind. Unabhängig von den Eigenschaften des Objekts und den Auswahlaufgaben wird das Material jedoch nach folgenden Kriterien bewertet:

Ein bestimmter Entwicklungsrhythmus, der den Boden- und Klimabedingungen entspricht, in denen die weitere Nutzung der Sorte geplant ist;

Hohes Produktivitätspotential bei hoher Produktqualität;

Beständigkeit gegen die nachteiligen Auswirkungen physikalischer und chemischer Umweltfaktoren (Frostbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Trockenheitsbeständigkeit, Beständigkeit gegen verschiedene Arten chemischer Verschmutzung);

Resistenz gegen Krankheiten und Schädlinge;

Reaktionsfähigkeit auf landwirtschaftliche Technologie.

Idealerweise sollte die Sorte nicht individuellen Ansprüchen genügen, sondern deren Komplex. In der Praxis erweist sich dies jedoch oft als unmöglich, weshalb die Schaffung von Zusammensetzungen aus Linien (Klonen) mit unterschiedlichen Erbeigenschaften als der schnellste und zuverlässigste Weg zur Steigerung der Gesamtnachhaltigkeit von Agrarökosystemen gilt.

Selektion Hybridisierung künstliche Selektion

FRAGE 2

Arten und räumliche Struktur von Ökosystemen. Nahrungsverbindungen, Stoffkreisläufe und Energieumwandlung in Ökosystemen

c) Müller

b) Schmalhausen

d) Kovalevsky

Die Struktur des Ökosystems ist vielfältig. Unterscheiden Sie zwischen Art und räumlicher Struktur.

Die Artenstruktur eines Ökosystems ist die Artenvielfalt, das Verhältnis und Verhältnis ihrer Anzahl. Die verschiedenen Gemeinschaften, aus denen ein Ökosystem besteht, bestehen aus andere Nummer Arten - Artenvielfalt. Im Taigawald wachsen auf einer Fläche von 100 m in der Regel Pflanzen von etwa 30 verschiedenen Arten und auf einer Wiese entlang des Flusses - doppelt so viele.

Die Artenvielfalt hängt vom Verhältnis der Anzahl der Arten im Ökosystem ab. Zum Beispiel leben 1000 Vögel in einem Vorstadtwald: 100 Individuen von jeweils 10 verschiedenen Arten. In einem anderen Vorstadtwald gibt es auch 1000 Vögel derselben 10 Arten, aber 920 der Vögel sind Krähen und Dohlen (zwei Arten), und Individuen der verbleibenden 8 Arten sind viel seltener, im Durchschnitt 10 Individuen.

Der Rückgang der Artenvielfalt bedroht die Existenz der Art aufgrund der Verringerung der genetischen Vielfalt – des Bestands an rezessiven Allelen, der die Anpassungsfähigkeit von Populationen an sich ändernde Umweltbedingungen gewährleistet.

Die Artenvielfalt wiederum dient als Grundlage für die ökologische Vielfalt – die Vielfalt der Ökosysteme. Die Gesamtheit der genetischen, Arten- und ökologischen Vielfalt macht die biologische Vielfalt des Planeten aus.

Räumliche Struktur des Ökosystems.

Populationen verschiedener Arten in einem Ökosystem sind auf bestimmte Weise verteilt – sie bilden eine räumliche Struktur. Es gibt vertikale und horizontale Strukturen des Ökosystems.

Die Vegetation bildet die Basis der vertikalen Struktur.

Die Pflanzengemeinschaft bestimmt in der Regel das Erscheinungsbild des Ökosystems. Pflanzen beeinflussen maßgeblich die Lebensbedingungen anderer Arten. Im Wald sind dies große Bäume, auf den Wiesen und in den Steppen mehrjährige Gräser und in der Tundra dominieren Moose und Sträucher.

Zusammenlebend bilden Pflanzen gleicher Höhe eine Art Böden - Ebenen. Im Wald z. hohe Bäume bilden die erste (obere) Reihe, die zweite Reihe wird aus jungen Bäumen der oberen Reihe und aus erwachsenen Bäumen mit geringerer Höhe gebildet. Die dritte Stufe besteht aus Sträuchern, die vierte - aus hohen Gräsern. Die unterste Schicht, in die sehr wenig Licht eintritt, besteht aus Moosen und zu kleinen Gräsern.

Schichtung wird auch in Staudengemeinschaften (Wiesen, Steppen, Savannen) beobachtet. Es gibt auch eine unterirdische Schichtung, die mit unterschiedlichen Eindringtiefen der Wurzelsysteme von Pflanzen in den Boden verbunden ist: Bei einigen dringen die Wurzeln tief in den Boden ein und erreichen den Grundwasserspiegel, während andere ein oberflächliches Wurzelsystem haben, das einfängt Wasser und Nährstoffe aus der oberen Bodenschicht.

Auch Tiere sind an das Leben in der einen oder anderen Pflanzenschicht angepasst (einige verlassen ihre Schicht überhaupt nicht).

Jede Gemeinschaft kann als Nahrungsnetz dargestellt werden, in dem zahlreiche Nahrungsketten kompliziert miteinander verflochten sind. Nahrungsketten übertragen Stoffe und Energie im Ökosystem von Glied zu Glied. Jedes Glied in der Nahrungskette wird als trophische Ebene (von griechisch trofo - Nahrung) bezeichnet.

Die erste trophische Ebene besteht aus Produzenten, autotrophen Organismen - Pflanzen und einigen Bakterien. Grundsätzlich erzeugen Pflanzen organische Substanzen aus anorganischen Substanzen, indem sie die Energie des Sonnenlichts (Photosynthese) verwenden, und Bakterien - indem sie Energie verwenden. chemische Reaktionen Oxidation von Mineralstoffen (Chemosynthese).

Die zweite trophische Ebene besteht aus pflanzenfressenden Tieren - Verbrauchern. Die dritte Ebene sind Fleischfresser (Raubtiere), die vierte Ebene sind Tiere, die andere Fleischfresser fressen usw. Viele Tiere können nicht einer Ebene zugeordnet werden, da sie Allesfresser sind, können sie Energie aus mehreren verschiedenen trophischen Ebenen erhalten.

Eine Vielzahl von Substanzen und Energien bewegen sich entlang der Nahrungsketten von einer trophischen Ebene zur anderen, wenn einige Organismen von anderen gefressen werden und zahlreiche Umwandlungen durchlaufen. In der Endphase zerstören Zersetzer organische Substanzen vollständig und verwandeln sie in Mineralien.

Das bedeutet, dass die Existenz aller Ökosysteme von einem ständigen Energiezufluss von außen abhängt. Wie wird es durchgeführt Energiestoffwechsel in Ökosystemen?

Alle Organismen brauchen Energie, und die einzige Quelle fast aller Energie auf der Erde ist die Sonne. Allerdings wird nur 1 % der Lichtenergie der Sonne von Pflanzen während der Photosynthese eingefangen und als chemische Energie gespeichert, während 99 % als Wärme verloren gehen und für die Verdunstung verbraucht werden. Die von Pflanzen gespeicherte Energie wird entlang der Nahrungskette von einer trophischen Ebene zur anderen übertragen. Ein Teil der Energie geht bei der Umwandlung von Nahrungssubstanzen in Moleküle des Körpers des Räubers verloren, ein Teil geht unverändert durch den Darmtrakt des Räubers.

Biogenetisches Haeckel-Müller-Gesetz (auch bekannt als "Haeckel-Gesetz", "Müller-Haeckel-Gesetz", "Darwin-Muller-Haeckel-Gesetz", "biogenetisches Grundgesetz"): jeweils Kreatur in seiner individuellen Entwicklung (Ontogenese) wiederholt es gewissermaßen die von seinen Vorfahren oder seiner Art überlieferten Formen (Phylogenie).

Er spielte eine wichtige Rolle in der Entwicklungsgeschichte der Wissenschaft, wurde aber später widerlegt und wird in seiner ursprünglichen Form von der modernen Biowissenschaft nicht anerkannt.

Biogenetisches Gesetz, eine der Verallgemeinerungen der Evolutionsbiologie, die die individuelle Entwicklung oder Ontogenese mit der historischen Entwicklung oder Phylogenie verbindet. Das von den deutschen Wissenschaftlern F. Müller (1864) und E. Haeckel (1866) aufgestellte biogenetische Gesetz besagt, dass die Ontogenese eines jeden Organismus eine kurze Wiederholung (Rekapitulation) der Hauptstadien der Phylogenese der Art ist, zu der der gegebene Organismus gehört gehört.

Das biogenetische Gesetz findet viele Bestätigungen in den Daten der vergleichenden Anatomie, Embryologie und Paläontologie. Beispielsweise erscheinen in den Embryonen von Vögeln und Säugetieren in einem bestimmten Stadium der Embryonalentwicklung die Rudimente des Kiemenapparats. Dies liegt daran, dass sich Landwirbeltiere aus kiemenatmenden, fischähnlichen Vorfahren entwickelt haben. Basierend auf dem biogenetischen Gesetz und unter Verwendung embryologischer Daten ist es möglich, den Verlauf nachzubilden historische Entwicklung bestimmte Gruppen von Organismen. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn für k.-l. Gruppe sind fossile Überreste von Ahnenformen unbekannt, d. h. bei der Unvollständigkeit der paläontologischen Aufzeichnungen.

Biogenetisches Haeckel-Müller-Gesetz: Jedes Individuum wiederholt in seiner individuellen Entwicklung (Ontogenese) kurz und prägnant die Entwicklungsgeschichte seiner Art (Phylogenese).

a) Beispiele bei Tieren:

* Die Gefäße der Embryonen von Landwirbeltieren ähneln den Gefäßen von Fischen;

* Der menschliche Fötus hat Kiemenschlitze.

* Schmetterlingsraupen und Käferlarven ähneln Ringelwürmern.

* Kaulquappen von Amphibien ähneln Fischen.

b) Beispiele in Pflanzen:

* Nierenschuppen in der Knospe von Pflanzen entwickeln sich wie Blätter.

* Die Blütenblätter der Knospen sind zunächst grün und erhalten ihre charakteristische Farbe.

* Aus den Moossporen entsteht zunächst ein grüner Faden, ähnlich wie bei Fadenalgen (Vortrieb).

c) Änderungen des Biogenetischen Gesetzes.

* Bei Embryonen kann die Wiederholung der Phylogenese im Zusammenhang mit Anpassungen an Lebensbedingungen in der Ontogenese gestört sein. Erscheinen: Embryonalmembranen, Dottersack in Fischeiern, äußere Kiemen in einer Kaulquappe, Kokon in einer Seidenraupe.

* Die Ontogenese spiegelt die Phylogenie nicht vollständig wider, da Mutationen auftreten, die den Entwicklungsverlauf des Embryos verändern (im Embryo einer Schlange werden alle Wirbel auf einmal gelegt, d.h. ihre Anzahl nimmt nicht allmählich zu; bei Vögeln die Fünffingerstadium der Gliedmaßenentwicklung fiel aus, 4 Finger werden in den Embryo gelegt und nicht 5, nur 3 Finger wachsen im Flügel).

* In der Ontogenese werden die embryonalen Entwicklungsstadien wiederholt und nicht die erwachsenen Formen (das Lancelet wiederholt in der Ontogenese die allgemeinen Stadien mit einer frei schwimmenden Seescheidenlarve und nicht mit seiner erwachsenen, festen Form).

d) Moderne Vorstellungen über das biogenetische Gesetz.

* Severtsov zeigte, dass aufgrund von Entwicklungsänderungen einige Entwicklungsstadien des Embryos ausfallen können; es gibt Veränderungen in den Organen des Embryos, die nicht bei den Vorfahren waren; neue Arten entstehen; neue Anzeichen werden aufgedeckt (z. B. Amphibien mit Schwanz (Molche) und ohne Schwanz (Frösche), die von einem Vorfahren abstammen: Die Molchlarve ist lang, weil sie viele Wirbel hat, die Anzahl der Wirbel in der Froschlarve hat aufgrund von Mutationen abgenommen; die Der Eidechsenembryo hat aufgrund von Entwicklungsmutationen weniger Wirbel als der Schlangenembryo).

FRAGE 3

Die menschlichen Rassen sind:

a) drei biologische Arten

b) verschiedene Populationen derselben Art

c) verschiedene Populationen verschiedener Arten

View Homo sapiens ist dreigeteilt große Rennen: Eurasisch (Kaukasier), asiatisch-amerikanisch (mongoloid) und Australo-Negroid (äquatorial). Vertreter der kaukasischen Rasse zeichnen sich durch relativ helle Haut, weiches glattes oder welliges Haar, dünne Lippen und eine schmale, hervorstehende Nase aus. Männern wachsen Bärte und Schnurrbärte normalerweise gut. Innerhalb der Rasse gibt es eine große Variabilität in der Haar- und Augenfarbe, daher wird sie in drei große Teile unterteilt: helle Nordländer (Skandinavien), dunkle Südländer (Inder, Araber) und Mitteleuropäer mit einem mittleren Pigmentierungstyp.

Typische Vertreter der mongolischen Rasse haben dunkle, gelbliche Haut, dunkelbraune Augen, dunkles und glattes grobes Haar. Bei Männern ist der Haaransatz am Körper schlecht entwickelt. Die meisten Mongoloiden zeichnen sich durch Epicanthus aus - eine spezielle Falte des oberen Augenlids, die den inneren Augenwinkel bedeckt. Die Nase ist eher schmal. Vertreter der äquatorialen Rasse zeichnen sich durch schwarzes lockiges Haar, sehr dunkle Haut und braune Augen aus. Bärte und Schnurrbärte bei Männern wachsen schwach. Die Nase ist ziemlich flach, leicht hervorstehend, mit breiten Flügeln. Die meisten Vertreter haben dicke Lippen und eine hervorstehende Kieferregion des Schädels.

Große menschliche Rassen

In der modernen Menschheit gibt es drei Hauptrassen: Caucasoid, Mongoloid und Negroid. Dies sind große Gruppen von Menschen, die sich in einigen körperlichen Merkmalen wie Gesichtszügen, Hautfarbe, Augen und Haaren, Haarform unterscheiden.Jede Rasse zeichnet sich durch die Einheit von Herkunft und Entstehung in einem bestimmten Gebiet aus.

Gehört zur europäischen Rasse Ureinwohner Europa, Südasien und Nordafrika. Kaukasier zeichnen sich durch ein schmales Gesicht, eine stark hervorstehende Nase und weiches Haar aus. Die Hautfarbe der Nordkaukasier ist hell, während die der Südkaukasier überwiegend dunkel ist.

Zu Mongolische Rasse umfasst die indigene Bevölkerung Zentral- und Ostasiens, Indonesiens und Sibiriens. Mongoloiden zeichnen sich durch ein großes, flaches, breites Gesicht, geschlitzte Augen, hartes, glattes Haar und eine dunkle Hautfarbe aus.

Bei der Negroid-Rasse werden zwei Zweige unterschieden - Afrikaner und Australier. Für Negerrasse dunkle Hautfarbe, lockiges Haar, dunkle Augen, breite und flache Nase sind charakteristisch.

Rassenmerkmale sind erblich, aber derzeit nicht wesentlich für das menschliche Leben. Anscheinend waren in der fernen Vergangenheit Rassenmerkmale für ihre Besitzer nützlich: Die dunkle Haut von Schwarzen und lockigem Haar, die eine Luftschicht um den Kopf bildeten, schützten den Körper vor der Einwirkung von Sonnenlicht, der Form des Gesichtsskeletts der Mongoloiden mit einer größeren Nasenhöhle ist vielleicht nützlich, um kalte Luft zu erwärmen, bevor sie in die Lunge gelangt. Nach geistigen Fähigkeiten, d.h. der Fähigkeit zu wissen, kreativ und allgemein Arbeitstätigkeit Alle Rassen sind gleich. Unterschiede im Kulturniveau hängen nicht mit den biologischen Merkmalen von Menschen verschiedener Rassen zusammen, sondern mit den sozialen Bedingungen für die Entwicklung der Gesellschaft. Anfangs verwechselten einige Gelehrte das Level gesellschaftliche Entwicklung mit biologischen Merkmalen und versuchte bei modernen Völkern, Übergangsformen zu finden, die Mensch und Tier verbinden. Diese Fehler wurden von den Rassisten benutzt, die anfingen, von der angeblichen Unterlegenheit einiger Rassen und Völker und der Überlegenheit anderer zu sprechen, um die gnadenlose Ausbeutung und direkte Zerstörung vieler Völker als Folge der Kolonialisierung, der Eroberung fremder Länder und der Ausbruch von Kriegen.

Das Scheitern des Rassismus wird durch die wahre Rassenwissenschaft bewiesen – die Rassenwissenschaft. Die Rassenwissenschaft untersucht Rassenmerkmale, den Ursprung, die Entstehung und die Geschichte menschlicher Rassen. Die von der Rassenwissenschaft gewonnenen Daten weisen darauf hin, dass die Unterschiede zwischen den Rassen nicht ausreichen, um Rassen als verschiedene biologische Arten von Menschen zu betrachten. Es kam ständig zu Rassenmischungen - Rassenmischungen -, wodurch an den Grenzen der Reichweiten von Vertretern verschiedener Rassen Zwischentypen entstanden, die die Unterschiede zwischen den Rassen ausgleichten.

FRAGE #4

Schmetterlingsraupen ähneln Ringelwürmern – das ist ein Beweis der Evolution aus dem Bereich der Wissenschaft:

a) Biogeographie b) Embryologie

c) vergleichende Anatomie d) Paläontologen

Paläontologische Beweise für die Evolution

Paläontologie ist die Wissenschaft von der organischen Welt vergangener geologischer Epochen, also von Organismen, die einst auf der Erde lebten und heute ausgestorben sind. In der Paläontologie werden Paläozoologie und Paläobotanik unterschieden.

Die Paläozoologie untersucht die Überreste fossiler Tiere, während die Paläobotanik die Überreste fossiler Pflanzen untersucht. Die Paläontologie beweist direkt, dass die organische Welt der Erde in verschiedenen geologischen Epochen unterschiedlich war, sich veränderte und sich von primitiven Formen von Organismen zu höher organisierten Formen entwickelte. Paläontologische Studien ermöglichen es, die Geschichte der Entwicklung verschiedener Formen von Organismen auf der Erde zu ermitteln und verwandte (genetische) Beziehungen zwischen einzelnen Organismen zu identifizieren, die zur Entstehung beitragen natürliches System organische Welt der Erde. Um die Evolutionstheorie zu untermauern, verwendete Charles Darwin zahlreiche Beweise aus dem Bereich der Paläontologie, Biogeographie und Morphologie. Anschließend wurden Fakten gewonnen, die die Entwicklungsgeschichte der organischen Welt nachbilden und als neue Beweise für die Einheit des Ursprungs lebender Organismen und die Variabilität der Arten in der Natur dienen.

Paläontologische Funde sind vielleicht der überzeugendste Beweis für den Evolutionsprozess. Dazu gehören Fossilien, Abdrücke, Fossilien, fossile Übergangsformen, phylogenetische Reihen, Abfolge fossiler Formen. Betrachten wir einige von ihnen genauer.

Fossile Übergangsformen - Formen von Organismen, die die Merkmale älterer und jüngerer Gruppen vereinen. Unter den Pflanzen sind Psilophyten von besonderem Interesse. Sie sind aus Algen hervorgegangen, haben als erste Pflanzen den Übergang an Land geschafft und höhere Sporen- und Samenpflanzen hervorgebracht. Samenfarne sind eine Übergangsform zwischen Farnen und Gymnospermen, und Palmfarne sind zwischen Gymnospermen und Angiospermen.

Unter den fossilen Wirbeltieren lassen sich Übergangsformen zwischen allen Klassen dieser Unterart unterscheiden. Zum Beispiel brachte die älteste Gruppe von Lappenflossenfischen die ersten Amphibien hervor - Stegocephale. Dies war möglich dank charakteristische Struktur das Skelett paariger Flossen von Lappenflossenfischen, die anatomische Voraussetzungen für ihre Umwandlung in fünffingrige Gliedmaßen primärer Amphibien hatten. Es sind Formen bekannt, die den Übergang zwischen Reptilien und Säugetieren bilden. Dazu gehören tierische Eidechsen (Ausländer) und die Verbindung zwischen Reptilien und Vögeln war der erste Vogel (Archeopteryx).

Paläontologische Reihe - Reihe fossiler Formen, die im Laufe der Evolution miteinander verbunden sind und den Verlauf der Phylogenese widerspiegeln (aus dem griechischen Phylon - Gattung, Stamm, Genese - Herkunft). Die Evolution des Pferdes ist ein klassisches Beispiel für die Verwendung einer Reihe fossiler Formen zur Aufklärung der Geschichte einer bestimmten Tiergruppe. Der russische Wissenschaftler V.O. Kovalevsky (1842-1883) zeigte die allmähliche Entwicklung des Pferdes und stellte fest, dass aufeinanderfolgende fossile Formen den modernen immer ähnlicher wurden.

Moderne Einzehentiere stammen von kleinen Vorfahren mit fünf Zehen ab, die vor 60-70 Millionen Jahren in Wäldern lebten. Der Klimawandel hat zu einer Vergrößerung der Fläche der Steppen und der Ansiedlung von Pferden auf ihnen geführt. Bewegung an lange Distanzen bei der Nahrungssuche und zum Schutz vor Fressfeinden trugen zur Umgestaltung der Gliedmaßen bei. Parallel dazu nahmen die Größe des Körpers, die Kiefer zu, die Struktur der Zähne wurde komplizierter usw.

Bis heute ist eine ausreichende Anzahl paläontologischer Serien (Rüssel, Fleischfresser, Wale, Nashörner, einige Gruppen von Wirbellosen) bekannt, die die Existenz eines Evolutionsprozesses und die Möglichkeit des Ursprungs einer Art aus einer anderen belegen.

Abschließend können wir feststellen, dass die kurz betrachteten Phänomene beweisen, dass sich die organische Welt der Erde in einem Zustand ständiger langsamer allmählicher Entwicklung befindet, dh Evolution, während die Entwicklung von einfach zu komplex gegangen ist und geht.

FRAGE #5

Ein Wissenschaftler, der eine metaphysische Sicht der Evolution hatte:

a) C. Linné b) Lamarck

c) C. Darwin d) A. Wallace

Die evolutionäre Idee – als Vorstellung von der historischen Entwicklung der Tierwelt und der Variabilität der Arten – entstand vor sehr langer Zeit. In den II-I Jahrtausenden v. In China und Indien gab es Lehren über die Möglichkeit, einige Lebewesen in andere umzuwandeln, über die Abstammung des Menschen von Affen. Gedanken über die natürliche Entwicklung aller Lebewesen aus der Urmaterie finden sich unter Philosophen Antikes Griechenland Heraklit und Aristoteles.

Zwischen den evolutionären Ideen antiker Denker und moderner Wissenschaftler ist die Ähnlichkeit jedoch rein äußerlich. Die Ansichten der antiken Denker hatten den Charakter von Vermutungen, ohne streng zu sein wissenschaftliche Begründung Fakten. Alte Zivilisationen in Europa wurden durch das Mittelalter ersetzt. Die vorherrschende Idee war die Unveränderlichkeit allen Lebens auf der Erde.

Evolutionäre Vorstellungen nahmen erst mit dem Aufkommen einer materialistischen Weltanschauung in der Philosophie Gestalt in Form einer Lehre an. Das bis dahin vorherrschende idealistische Weltbild proklamierte, dass Gott der Schöpfer aller Natur sei. Und nach der materialistischen Lehre entstand zunächst das Unbelebte, und dann Natur leben und im Laufe seiner langen Entwicklung entstanden hochentwickelte Wesen. Niemand hat sie erschaffen, sie sind das Ergebnis evolutionärer Transformationen der Materie, deren Höhepunkt der Mensch war.

Mit der Anhäufung wissenschaftlicher Informationen ändern sich die Ansichten in der Philosophie – eine materialistische Doktrin wird gebildet; in der Biologie tauchen die ersten Ideen zur Evolution auf, die bereits in den späteren Arbeiten von K. Linnaeus enthalten waren, und dann die Evolutionslehre von J.-B. Lamarck (XVIII-XIX Jahrhundert).

in Russland im 18. Jahrhundert. Es bildeten sich evolutionäre Ideen, die sich in den Werken von M. V. Lomonosov und A. N. Radishchev widerspiegelten. Im 19. Jahrhundert leistete K. M. Baer mit Studien zur Embryonalentwicklung von Tieren einen großen Beitrag zur Wissenschaft; die von ihm entwickelten Gesetze wurden von Ch. Darwin vermerkt und als "das Gesetz der Keimähnlichkeit" bezeichnet. Der Zoologe K. F. Roulier untermauerte die Position zur Beziehung zwischen dem Organismus und der äußeren Umgebung. Nachdem er die Bedeutung von Vererbung und Variabilität als Bedingungen für die Anpassung von Arten an die Umwelt analysiert hatte, kam er zu dem Schluss, dass dies ein allmählicher, evolutionärer Prozess ist. In dem klassischen Werk von A. I. Herzen „Letters on the Study of Nature“ wird argumentiert, dass Materie von niemandem erschaffen oder zerstört wird und alle ihre Formen und Eigenschaften das Produkt ihrer Entwicklung sind.

Beitrag zur Wissenschaft von C. Linnaeus (1707-1778)

Er entdeckte etwa 1,5 Tausend Pflanzenarten; - etwa 10.000 Pflanzenarten und etwa 4,5.000 Tierarten beschrieben;

Entwickelte kurze und klare Definitionen für jede Gruppe von Organismen, was ihre Beschreibung erheblich erleichterte; - Definition des Begriffs "Art".

Er führte Latein in die Wissenschaft ein und eine bequeme binäre (doppelte) Nomenklatur anstelle der früher verwendeten umständlichen polynomischen Namen; diese Nomenklatur wird in unserer Zeit verwendet ("The System of Nature", 1735);

Entwickelte die Prinzipien für den Aufbau einer Klassifikation von Wildtieren ("Philosophie der Botanik"). Auf diesen Prinzipien baute er ein neues wissenschaftliches System der belebten Natur auf, das alle damals bekannten Tiere und Pflanzen umfasste und für diese Zeit das vollkommenste war;

bei der Rationalisierung des sich schnell anhäufenden Wissens führte zu der Notwendigkeit, es zu systematisieren. Praktische Abhängigkeiten werden von ihrem Nutzen für eine Person oder dem Schaden, den sie bringen, geschaffen.

K. Linnaeus schuf für diese Zeit das vollkommenste System der organischen Welt, einschließlich aller damals bekannten Tiere und Pflanzen. In vielen Fällen hat er die Arten von Organismen entsprechend der Ähnlichkeit der Struktur richtig kombiniert. Das System von K. Linnaeus war künstlich, da es nicht die Verwandtschaft und Ähnlichkeit von Pflanzen und Tieren in Bezug auf die Gesamtheit wesentlicher Strukturmerkmale widerspiegelte, nicht die Einheit des Ursprungs lebender Organismen anzeigte. K. Linnaeus war sich der Künstlichkeit seines Systems bewusst und wies auf die Notwendigkeit hin, ein natürliches System der Natur zu entwickeln. Er schrieb: „Ein künstliches System dient nur so lange, bis ein natürliches gefunden wird.“

Nach seiner Weltanschauung war K. Linné ein Metaphysiker und Kreationist. Nach metaphysischen Vorstellungen ist die Natur etwas Eingefrorenes, das sich nicht in der Zeit verändert. Während der Herrschaft religiöse Ansichten Wissenschaftler glaubten, dass die Arten von Organismen vom Schöpfer unabhängig voneinander geschaffen wurden und unveränderlich sind. „Es gibt so viele Arten“, bemerkte K. Linnaeus, „wie viele verschiedene Formen der Allmächtige am Anfang der Welt geschaffen hat.“ Deshalb die Suche natürliche Natur für Biologen gedachte Versuche, in den von Gott geleiteten Schöpfungsplan einzudringen, der alles Leben auf der Erde erschuf.

LISTE DER VERWENDETEN LITERATUR

1. Sivoglazov N.I., Agafonova I.B., Zakharova E.T. Allgemeine Biologie. Ein Grundniveau von. 10 - 11 Klasse. - M.: Trappe, 2005.

2. Belyaev D. K. Allgemeine Biologie: Lernprogramm für die Klassen 10-11 von Bildungseinrichtungen / P.M. Borodin, N.N. Vorontsov und andere - Moskau: Bildung, 2002.

3. Sivkova V. V. Neues Verzeichnis Schüler Klasse 5-11. Universalzulage. Verlag "Ves", St. Petersburg - 2002.

4. Anastasova L.P. u.a. „Mensch und Umwelt“ (M., „Aufklärung“, 1981) Klasse 9

5. Morozov E.I., Tarasevich E.I., Anokhina V.S. Genetik in Fragen und Antworten. Minsk. "Universität". 1989.

6. Fogel F., Motulski A. Humangenetik. Moskau. "Welt". 1990.

7. Demyanenkov E.N. Biologie in Fragen und Antworten. - Moskau, 1996.

8. Korotkova L.S. Didaktisches Material Allgemeine Biologie Klasse 10. Moskau "Aufklärung" 1984

9. Nikeshov A.I. Schülerhandbuch für die Klassen 6-9 der Biologie.

Moskau "Drofa" 1996

10. Dmitrieva T.A. Didaktische Materialien: Biologie. Mann. Allgemeine Biologie. M Trappe 2002

ÜBERPRÜFUNG

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Begründung des Zwecks und der Ziele der Auswahl;
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N. I. Vavilov hat viel getan, um die theoretischen Grundlagen der Selektion zu entwickeln und die Definition der Selektion als eigenständige Wissenschaft zu klären. Geben allgemeine Definition Selektion als Wissenschaft, schrieb N. I. Vavilov: „Selektion ist im Wesentlichen menschliches Eingreifen in die Gestaltung von Tieren und Pflanzen; Mit anderen Worten, Selektion ist Evolution, die vom Willen des Menschen gesteuert wird ", betonte N. I. Vavilov ein hohes Maß die Komplexität der Züchtung als wissenschaftliche Disziplin und glaubte, dass sie aus Folgendem besteht:
Lehren über Quellenmaterial;
Lehren über erbliche Variabilität;
Lehren über die Rolle der Umgebung bei der Identifizierung von Sortenmerkmalen;
Hybridisierungstheorien;
Theorien des Auswahlverfahrens;
Die Lehre von den Hauptrichtungen in der Auswahlarbeit (z. B. Auswahl ist keine Immunität);
Private Selektion.
Der Einsatz verschiedener Methoden im Züchtungsprozess führte zur Schaffung einer neuen Richtung - der synthetischen Züchtung. Es basiert auf der Verwendung von Ausgangsmaterial, das durch Hybridisierung verschiedener Sorten und Formen entsteht. Die Grundlage der synthetischen Selektion ist Rekombination und Transgression. Bei der synthetischen Kombinationszüchtung werden in einer Hybridpflanze die Merkmale und Eigenschaften von zwei oder mehr Elternformen kombiniert. Die Aufgabe des Züchters besteht darin, Hybridpflanzen auszuwählen und genetisch zu stabilisieren, die diese Merkmale und Eigenschaften am erfolgreichsten vereinen. Die transgressive synthetische Selektion basiert auf der Selektion bei Individuen, die sich nach der Hybridisierung einer Generation mit Transgressionen spalten, d. h. mit positiven Merkmalen, die stärker ausgeprägt sind als bei den Eltern. Der Erfolg der transgressiven synthetischen Selektion hängt von der korrekten Identifizierung von Elternpaaren ab, die in der Lage sind, beim Kreuzen Übertretungen hervorzurufen.
Präsentation von Material über Pflanzensorten, Tierrassen, Stämme von Mikroorganismen.
Eine Geschichte über die Formen der künstlichen Selektion.

3. Verallgemeinerung, Systematisierung und Kontrolle von Wissen und Fähigkeiten der Studierenden

Konversation.
1) Nennen Sie die Branchen praktische Anwendung Genetik.
2) Nennen Sie die Hauptaufgaben der modernen Züchtung.
3) Welche Rolle spielt die Diversität des Ausgangsmaterials für die Zucht?
4) Definieren Sie: Was ist eine Sorte?

4. Selbstständige Arbeit Studenten

Antworten auf Fragen geben.
1) Was ist der Mechanismus der künstlichen Selektion?
2) Was nennt man Stämme?
3) Wie heißt eine Reihe von Maßnahmen, die darauf abzielen, die Übereinstimmung der Eigenschaften bestimmter Rassen oder Sorten mit den Bedingungen einer bestimmten Naturzone zu überprüfen?
5) Warum können Sorten und Rassen nicht als Arten bezeichnet werden?

5. Hausaufgaben

Auswahl ist die Wissenschaft der Schaffung neuer und der Verbesserung bestehender Tierrassen, Pflanzensorten und Mikroorganismenstämme. Die Auswahl basiert auf Methoden wie z Hybridisierung und Selektion. Die theoretische Grundlage der Selektion ist die Genetik. Die Entwicklung der Selektion sollte auf den Gesetzmäßigkeiten der Genetik als Wissenschaft der Vererbung und Variabilität beruhen, da die Eigenschaften lebender Organismen durch ihr Erbgut bestimmt werden und erblicher und modifikationsbedingter Variabilität unterliegen. Es ist die Genetik, die den Weg für ein effektives Management der Vererbung und Variabilität von Organismen ebnet. Gleichzeitig orientiert sich die Auswahl auch an den Leistungen anderer Wissenschaften:

• Taxonomie und Geographie von Pflanzen und Tieren,
• Zytologie,
• Embryologie,
• Biologie der individuellen Entwicklung,
• Molekularbiologie,
• Physiologie und Biochemie.

Die rasante Entwicklung dieser naturwissenschaftlichen Bereiche eröffnet völlig neue Perspektiven. Bereits heute hat die Genetik das Niveau der gezielten Gestaltung von Organismen mit den gewünschten Merkmalen und Eigenschaften erreicht. Die Genetik spielt bei der Lösung fast aller Zuchtprobleme eine entscheidende Rolle. Es hilft rational, auf der Grundlage der Gesetze der Vererbung und Variabilität, den Auswahlprozess unter Berücksichtigung der Merkmale der Vererbung jedes spezifischen Merkmals zu planen.

Für erfolgreiche Lösung Aufgaben vor der Auswahl, Akademiker N.I. Vavilov betonte die Bedeutung:

• Studium der Sorten-, Arten- und Gattungsvielfalt von Nutzpflanzen;
• Studium der erblichen Variabilität;
• der Einfluss der Umwelt auf die Entwicklung von Merkmalen, die für den Züchter von Interesse sind;
• Kenntnis der Vererbungsmuster von Merkmalen während der Hybridisierung;
• Merkmale des Auswahlverfahrens für Selbst- oder Fremdbefruchter;
• Künstliche Selektionsstrategien.

Rassen, Sorten, Stämme- vom Menschen künstlich geschaffene Populationen von Organismen mit erblich festgelegten Merkmalen:

• Produktivität
• morphologisch,
• physiologische Zeichen.

Jede Tierrasse, Pflanzensorte, Stamm von Mikroorganismen ist an bestimmte Bedingungen angepasst, daher gibt es in jeder Zone unseres Landes spezialisierte Sortenprüfstationen und Zuchtbetriebe zum Vergleichen und Testen neuer Sorten und Rassen. Auswahlarbeit beginnt mit der Auswahl des Ausgangsmaterials, das als Kultur- und Wildpflanzen verwendet werden kann.

In der modernen Züchtung werden die folgenden Haupttypen und Methoden zur Gewinnung des Ausgangsmaterials verwendet.

natürliche Populationen. Diese Art von Ausgangsmaterial umfasst Wildformen, lokale Sorten von Kulturpflanzen, Populationen und Akzessionen, die in der VIR-Weltsammlung landwirtschaftlicher Pflanzen präsentiert werden.

hybride Populationen, entstanden durch Kreuzung von Sorten und Formen innerhalb derselben Art (intraspezifisch) und erhalten durch Kreuzung verschiedener Pflanzenarten und -gattungen (interspezifisch und intergenerisch).

Selbstbefruchtende Linien (Inkubationslinien). Bei fremdbefruchtenden Pflanzen sind selbstbefruchtende Linien, die durch wiederholte forcierte Selbstbestäubung gewonnen werden, eine wichtige Ausgangsmaterialquelle. Die besten Linien werden untereinander oder mit Sorten gekreuzt, und die daraus resultierenden Samen werden ein Jahr lang verwendet, um heterotische Hybriden zu züchten. Hybriden, die auf der Basis selbstbefruchtender Linien erstellt wurden, benötigen im Gegensatz zu herkömmlichen Hybridsorten jährlich reproduzieren.

Künstliche Mutationen und polyploide Formen. Diese Art von Ausgangsmaterial wird gewonnen, indem Pflanzen verschiedenen Arten von Strahlung, Temperatur, Chemikalien und anderen mutagenen Stoffen ausgesetzt werden.

Am All-Union Institute of Plant Industry N.I. Vavilov hat eine Sammlung von Sorten von Kulturpflanzen und ihren wilden Vorfahren aus der ganzen Welt gesammelt, die derzeit ergänzt wird und die Grundlage für die Züchtung jeglicher Nutzpflanzen darstellt. Die reichsten Kulturen sind die alten Zivilisationszentren. Dort wird die früheste Kultur der Landwirtschaft betrieben, künstliche Selektion und Pflanzenzüchtung werden für längere Zeit betrieben.

Klassische Methoden der Pflanzenzüchtung waren und sind es immer noch Hybridisierung und Selektion. Es gibt zwei Hauptformen der künstlichen Selektion: Masse und Individuum.

Massenauswahl zur Züchtung fremdbefruchtender Pflanzen (Roggen, Mais, Sonnenblumen) verwendet. In diesem Fall ist die Sorte eine Population heterozygoter Individuen, und jeder Samen hat einen einzigartigen Genotyp. Mit Hilfe der Massenselektion werden Sortenqualitäten erhalten und verbessert, aber die Selektionsergebnisse sind durch zufällige Fremdbestäubung instabil.

Individuelle Auswahl verwendet bei der Auswahl von selbstbefruchtenden Pflanzen (Weizen, Gerste, Erbsen). In diesem Fall behält der Nachwuchs die Merkmale der Elternform, ist reinerbig und wird gerufen saubere Linie. Eine reine Linie ist der Nachkomme eines homozygoten selbstbefruchtenden Individuums. Da ständig Mutationsprozesse stattfinden, gibt es in der Natur praktisch keine absolut homozygoten Individuen.

Natürliche Selektion. Diese Art der Selektion spielt bei der Selektion eine entscheidende Rolle. Auf jede Pflanze wirkt während ihres Lebens ein Komplex von Faktoren ein. Umfeld, und es muss resistent gegen Schädlinge und Krankheiten sein, angepasst an ein bestimmtes Temperatur- und Wasserregime.

Hybridisierung- der Prozess der Bildung oder Herstellung von Hybriden, der auf der Kombination des genetischen Materials verschiedener Zellen in einer Zelle beruht. Sie kann innerhalb derselben Art (intraspezifische Hybridisierung) und zwischen verschiedenen systematischen Gruppen (Fernhybridisierung, bei der verschiedene Genome kombiniert werden) durchgeführt werden. Die erste Generation von Hybriden ist oft durch Heterosis gekennzeichnet, die sich in besserer Anpassungsfähigkeit, größerer Fruchtbarkeit und Lebensfähigkeit der Organismen äußert. Bei Fernhybridisierung sind Hybriden oft steril. Am häufigsten in der Pflanzenzüchtung Methode der Hybridisierung von Formen oder Sorten innerhalb derselben Art. Die meisten modernen Sorten landwirtschaftlicher Pflanzen wurden mit dieser Methode geschaffen.

entfernte Hybridisierung- eine komplexere und zeitaufwändigere Methode zur Gewinnung von Hybriden. Das Haupthindernis für den Erhalt entfernter Hybriden ist die Inkompatibilität von Keimzellen gekreuzter Paare und die Sterilität von Hybriden der ersten und nachfolgenden Generationen. Fernhybridisierung ist die Kreuzung von Pflanzen, die zu verschiedenen Arten gehören. Fernhybriden sind normalerweise unfruchtbar, da sie gestört sind Meiose(zwei haploide Chromosomensätze verschiedener Arten können nicht konjugieren) und daher werden keine Gameten gebildet.

Heterosis("Hybridstärke") - ein Phänomen, bei dem Hybriden die elterlichen Formen in einer Reihe von Merkmalen und Eigenschaften übertreffen. Heterosis ist typisch für Hybriden der ersten Generation, die erste Hybridgeneration bringt eine Ertragssteigerung von bis zu 30%. In den nachfolgenden Generationen schwächt sich seine Wirkung ab und verschwindet. Der Effekt der Heterosis wird durch zwei Haupthypothesen erklärt. Dominanzhypothese legt nahe, dass der Effekt der Heterosis von der Anzahl der dominanten Gene im homozygoten oder heterozygoten Zustand abhängt. Je mehr Gene im Genotyp im dominanten Zustand vorhanden sind, desto größer ist der Effekt der Heterosis.

	♀AAbbCCdd		♂aaBBccDD
	AaBbCcDd

Überdominanz-Hypothese erklärt das Phänomen der Heterosis durch den Effekt der Überdominanz. Übermacht- eine Art der Interaktion allelischer Gene, bei der Heterozygoten in ihren Eigenschaften (Gewicht und Produktivität) den entsprechenden Homozygoten überlegen sind. Ab der zweiten Generation verblasst die Heterosis, da ein Teil der Gene in den homozygoten Zustand übergeht.

Kreuzbestäubung Selbstbefruchter ermöglicht es, die Eigenschaften verschiedener Sorten zu kombinieren. Gehen Sie beispielsweise beim Züchten von Weizen wie folgt vor. Staubbeutel werden von den Blüten einer Pflanze einer Sorte entfernt, eine Pflanze einer anderen Sorte wird daneben in ein Gefäß mit Wasser gestellt und Pflanzen zweier Sorten werden mit einem gemeinsamen Isolator bedeckt. Als Ergebnis erhält man Hybridsamen, die die Eigenschaften verschiedener Sorten kombinieren, die der Züchter benötigt.

Verfahren zur Gewinnung von Polyploiden. Polyploide Pflanzen haben eine größere Masse an vegetativen Organen, größere Früchte und Samen. Viele Kulturpflanzen sind natürliche Polyploide: Weizen, Kartoffeln, Sorten von polyploidem Buchweizen, Zuckerrüben wurden gezüchtet. Arten, bei denen das gleiche Genom mehrfach vervielfältigt wird, werden genannt Autopolyploide. Die klassische Methode zur Gewinnung von Polyploiden ist die Behandlung von Sämlingen mit Colchicin. Diese Substanz blockiert die Bildung von Spindel-Mikrotubuli während der Mitose, die Anzahl der Chromosomen verdoppelt sich in den Zellen und die Zellen werden tetraploid.

Verwendung von somatischen Mutationen. Somatische Mutationen werden verwendet, um sich vegetativ vermehrende Pflanzen zu selektieren. Dies wurde in seiner Arbeit von I.V. Michurin. Durch vegetative Vermehrung kann eine vorteilhafte somatische Mutation aufrechterhalten werden. Darüber hinaus bleiben nur mit Hilfe der vegetativen Vermehrung die Eigenschaften vieler Obst- und Beerensorten erhalten.

experimentelle Mutagenese. Es basiert auf der Entdeckung der Wirkung verschiedener Strahlungen, um Mutationen zu erhalten, und auf der Verwendung chemischer Mutagene. Mutagene ermöglichen es Ihnen, zu bekommen großes Spektrum verschiedene Mutationen. Mittlerweile wurden weltweit mehr als tausend Sorten geschaffen, die zu einem Stammbaum aus einzelnen mutierten Pflanzen führen, die nach Exposition gegenüber Mutagenen erhalten wurden.

Pflanzenzüchtungsverfahren vorgeschlagen von I.V. Michurin. Mit der Methode von Mentor I.V. Michurin versuchte, die Eigenschaften des Hybriden in die richtige Richtung zu verändern. Wenn es beispielsweise notwendig war, den Geschmack einer Hybride zu verbessern, wurden Stecklinge eines Elternorganismus mit gutem Geschmack in ihre Krone gepfropft, oder eine Hybridpflanze wurde auf einen Wurzelstock gepfropft, dessen Richtung geändert werden musste die Qualität des Hybrids. IV. Michurin wies auf die Möglichkeit hin, die Dominanz bestimmter Merkmale während der Entwicklung eines Hybriden zu kontrollieren. Dazu ist es in frühen Entwicklungsstadien notwendig, bestimmte äußere Faktoren zu beeinflussen. Werden beispielsweise Hybriden im Freiland angebaut, erhöht sich ihre Frostresistenz auf mageren Böden.