Войти
A корова Бельгийская синяя. Дефект в гене миостатина породы поддерживается посредством лайнбридинга и отвечает за его ускоренный рост сухой мышечной массы. 
Эта смесь чихуахуа и Немецкий дог демонстрирует широкий диапазон размеров пород собак, созданных с помощью селективного разведения. 
Селективное разведение превратило несколько футляров теосинте (слева) в современную кукурузу (справа). Селективное разведение (также называемое искусственным отбором ) - это процесс, с помощью которого люди используют разведение животных и селекция растений - выборочно развивает определенные фенотипические признаки (характеристики), выбирая, какие обычно животные или растения самцы и самки будут размножаются половым путем и имеют потомство вместе. Домашние животные, известные как породы, обычно разводимые профессиональным селекционером, в то время как одомашненные растения известны как разновидности, культигены., сорта или породы. Два чистокровных животных разных пород дают помесь, а гибриды называют гибридами. Цветы, овощи и фруктовые деревья могут быть выращены любителями, коммерческими или некоммерческими профессионалами: основные культуры, как правило, создаются профессионалами.
В селекции животных используются такие методы, как инбридинг, лайнбридинг и ауткроссинг. В селекции растений используются аналогичные методы. Чарльз Дарвин в своей книге 1859 года О происхождении видов обсуждал, как селекционное разведение привело к изменениям с течением времени. В первой главе обсуждается селективное разведение и одомашнивание таких животных, как голуби, кошки, крупный рогатый скот и собаки. Дарвин использовал искусственный отбор как трамплин, чтобы представить и поддержать теорию естественного отбора.
Преднамеренное использование селекционной селекции для получения желаемых результатов стало очень распространенным явлением в сельском хозяйстве и экспериментальной биологии.
Селективное разведение может быть непреднамеренным, например, в результате процесса выращивания человеком; и это также может привести к непредвиденным - желательным или нежелательным - результатам. Например, у некоторых зерновых увеличение размера семян могло быть результатом определенных методов вспашки, а не преднамеренного отбора более крупных семян. Скорее всего, существует взаимосвязь между естественными и искусственными факторами, которые привели к одомашниванию растений.
Селективное разведение растений и животных практикуется с ранней доисторической эпохи ; ключевые виды, такие как пшеница, рис и собаки, на протяжении тысячелетий значительно отличались от своих диких предков, а кукуруза, что требовало особенно большие изменения от teosinte, его дикой формы, были выборочно выведены в Мезоамерике. Селективное разведение практиковали римляне. В трактатах, которым более 2000 лет, даются советы по выбору животных для различных целей, и в этих древних трудах цитируются еще более старые авторитеты, такие как Магон Карфагенянин. Идея селективного разведения была позже выражена персидским мусульманином политиком Абу Райханом Бируни в 11 веке. Он отметил эту идею в своей книге под названием «Индия», в которой были приведены различные примеры.
Агроном отбирает свою кукурузу, позволяя вырасти столько, сколько ему нужно, а оставшееся вырывает. Лесник оставляет те ветви, которые считает прекрасными, а все остальные срезает. Пчелы убивают себе подобных, которые только едят, но не работают в своем улье.
— Абу Райхан Бируни, ИндияСелективное разведение было установлено как научная практика Робертом Бейкуэллом во время британской сельскохозяйственной революции в 18 веке. Возможно, его самая важная программа разведения была связана с овцами. Используя местное поголовье, он смог быстро выбрать крупных, но тонкокостных овец с длинной блестящей шерстью. Lincoln Longwool был улучшен компанией Bakewell, и, в свою очередь, Lincoln был использован для развития следующей породы, названной New (или Dishley) Leicester. Безрогий, квадратное, мясистое тело с прямыми верхними линиями.
Эти овцы широко экспортировались, в том числе в Австралию и Северную Америку, и внесли свой вклад в создание множества современных пород, несмотря на то, что они быстро потеряли популярность из-за изменения рыночных предпочтений в мясе и текстиле. Родословные этих оригинальных Нью-Лестеров сохранились и сегодня как английский Лестер (или Лестерская длинношерстная шерсть), который в основном используется для производства шерсти.
Бейкуэлл был первым, кто разводил крупный рогатый скот, который использовался в основном для производства говядины. Раньше крупный рогатый скот содержался в первую очередь для переноски плугов как волов, но он скрестил длиннорогих телок и быка Вестморленда, чтобы в конечном итоге создать Дишли Лонгхорн. По мере того как все больше и больше фермеров следовали его примеру, количество и качество сельскохозяйственных животных резко увеличивалось. В 1700 году средний вес быка, проданного на убой, составлял 370 фунтов (168 кг). К 1786 году этот вес увеличился более чем вдвое и составил 840 фунтов (381 кг). Однако после его смерти Dishley Longhorn был заменен на версии с коротким рогом.
Он также вывел лошадь «Улучшенная черная повозка», которая позже стала лошадью Шира.
Чарльз Дарвин ввел термин «селекционное разведение»; он интересовался этим процессом как иллюстрацией предложенного им более широкого процесса естественного отбора. Дарвин отметил, что многие одомашненные животные и растения обладали особыми свойствами, которые были разработаны преднамеренным животным и селекцией растений от особей, показывающих желательные характеристики, и препятствовавших размножению особей с менее желательными характеристиками.
Дарвин дважды использовал термин «искусственный отбор» в первом издании 1859 года своей работы О происхождении видов, в главе IV: Естественный отбор и в главе VI: Трудности теории. :
Каким бы медленным ни был процесс отбора, если слабый человек может многое сделать своими силами искусственного отбора, я не вижу предела количеству изменений, красоте и бесконечной сложности совместной адаптации между всеми органические существа, друг с другом и с их физическими условиями жизни, которые могут происходить в течение длительного времени за счет силы отбора природы.
— Чарльз Дарвин, О происхождении видовМы глубоко незнание причин, вызывающих небольшие и незначительные изменения; и мы сразу осознаем это, размышляя о различиях в породах наших домашних животных в разных странах, особенно в менее цивилизованных странах, где почти не проводился искусственный отбор.
— Чарльз Дарвин, О происхождении видовЖивотные с однородным внешним видом, поведением и другими характеристиками известны как особые породы или чистые породы, и их разводят посредством выбраковки животных с особыми черты и выбор для дальнейшего разведения тех, у кого есть другие черты. Чистокровные животные имеют единственную узнаваемую породу, а чистокровные животные с зарегистрированным происхождением называются породистыми. Помеси представляют собой смесь двух чистокровных пород, тогда как смешанные породы представляют собой смесь нескольких пород, часто неизвестных. Разведение животных начинается с племенного поголовья - группы животных, используемых для планового разведения. Когда люди стремятся разводить животных, они ищут определенные ценные черты в породистом поголовье для определенной цели или могут намереваться использовать какой-либо тип скрещивания для получения нового типа поголовья с другими, и, предполагается, превосходные способности в данной области деятельности. Например, чтобы разводить цыплят, заводчик обычно намеревается получать яйца, мясо и новых молодых птиц для дальнейшего воспроизводства. Таким образом, заводчик должен изучить различные породы и типы цыплят и проанализировать, чего можно ожидать от определенного набора характеристик, прежде чем он или она начнет их разведение. Поэтому при покупке исходного племенного поголовья заводчик ищет группу птиц, наиболее подходящую для предполагаемой цели.
Чистокровное разведение направлено на установление и поддержание стабильных качеств, которые животные передадут следующему поколению. Путем «скрещивания лучших с лучшими», использования определенной степени инбридинга, значительного отбраковки и отбора по «превосходным» качествам, можно было развить родословную, превосходящую в некоторых отношениях исходное базовое поголовье. Такие животные могут быть зарегистрированы в реестре пород, организации, которая ведет родословные и / или племенные книги. Однако разведение по одному признаку, разведение только одного признака над всеми остальными, может быть проблематичным. В одном случае, упомянутом специалистом по поведению животных Темпл Грандин, петухи, выведенные для быстрого роста или тяжелой мускулатуры, не знали, как выполнять типичные петушиные танцы ухаживания, что оттолкнуло петухов от кур и привело к петухов, чтобы убить кур после спаривания с ними. Советская попытка развести лабораторных крыс с более высоким интеллектом привела к случаям достаточно серьезного невроза, из-за которого животные были неспособны решать какие-либо проблемы, если не использовались такие препараты, как феназепам.
Наблюдаемый феномен сила гибрида контрастирует с понятием чистоты породы. Однако, с другой стороны, неизбирательное разведение помесных или гибридных животных также может привести к ухудшению качества. Исследования в области эволюционной физиологии, поведенческой генетики и других областей биологии организма также использовали преднамеренное селективное разведение, хотя более длительное время генерации и большие трудности в разведении могут сделать эти проекты сложными для таких позвоночных, как домашних мышей.
Исследователи из USDA выборочно разводили морковь разных цветов. Селекция растений использовалась в течение тысяч лет и началась с одомашнивания диких растений в однородные и предсказуемые сельскохозяйственные культигены. Высокоурожайные сорта особенно важны в сельском хозяйстве.
Селективная селекция растений также используется в исследованиях для получения трансгенных животных, которые выводят «истинных» (т. Е. гомозиготных ) искусственно вставленных или удаленных генов.
Селективное разведение в аквакультуре имеет большой потенциал для генетического улучшения рыб и моллюсков. В отличие от наземного скота, потенциальные преимущества селективного разведения в аквакультуре не были реализованы до недавнего времени. Это связано с тем, что высокая смертность привела к отбору только нескольких маточных стад, что вызвало депрессию инбридинга, которая затем вынудила использовать диких маточных стад. Это было очевидно в программах селекции по скорости роста, что привело к медленному росту и высокой смертности.
Контроль цикла воспроизводства был одной из основных причин, поскольку он необходим для программ селекции. Искусственного воспроизводства добиться не удалось из-за трудностей с вылуплением или кормлением некоторых выращиваемых видов, таких как разведение угрей и желтохвоста. Подозреваемой причиной, связанной с поздним достижением успеха в программах селекции в аквакультуре, было образование заинтересованных людей - исследователей, консультантов и рыбоводов. В образовании рыб-биологов меньше внимания уделялось количественной генетике и планам разведения.
Другой причиной было отсутствие документального подтверждения генетических достижений в последующих поколениях. Это, в свою очередь, привело к невозможности количественной оценки экономических выгод, которые приносят успешные программы селекции. Документирование генетических изменений было сочтено важным, поскольку они помогают в дальнейшей настройке схем отбора.
Аквакультуры выращивают по определенным признакам, таким как скорость роста, выживаемость, мясо качество, устойчивость к болезням, возраст полового созревания, плодовитость, характеристики скорлупы, такие как размер, цвет скорлупы и т. д.
Gjedrem (1979) показал, что выбор Атлантический лосось (Salmo salar) привел к увеличению массы тела на 30% за поколение. Сравнительное исследование эффективности некоторых видов атлантического лосося и дикой рыбы было проведено Генетическим центром AKVAFORSK в Норвегии. Признаки, по которым производился отбор, включали скорость роста, потребление корма, задержку белка, сохранение энергии и эффективность преобразования корма. Отобранные рыбы имели вдвое лучшую скорость роста, потребление корма на 40% выше, а также повышенное удержание белка и энергии. Это привело к повышению эффективности конвертации ФРС в целом на 20% по сравнению с дикими акциями. Атлантический лосось также был выбран на предмет устойчивости к бактериальным и вирусным заболеваниям. Отбор проводили для проверки устойчивости к вирусу инфекционного некроза поджелудочной железы (IPNV). Результаты показали смертность 66,6% для видов с низкой устойчивостью, тогда как виды с высокой устойчивостью показали смертность на 29,3% по сравнению с дикими видами.
Радужная форель (S. gairdneri) показала значительное улучшение скорости роста после 7 –10 поколений селекции. Kincaid et al. (1977) показали, что прирост на 30% может быть достигнут путем выборочного разведения радужной форели в течение трех поколений. Kause et al. Зарегистрировали 7% -ное увеличение роста радужной форели на одно поколение. (2005).
В Японии высокая устойчивость радужной форели к IPNV была достигнута путем выборочного разведения поголовья. Было обнаружено, что у устойчивых штаммов средняя смертность составила 4,3%, тогда как у высокочувствительных штаммов наблюдалась смертность 96,1%.
Кижуч лосось (Oncorhynchus kisutch) увеличился более чем на 60% после четырех поколений селекции. В Чили Neira et al. (2006) провели эксперименты по раннему нересту кижуча. После выборочного разведения рыб в течение четырех поколений сроки нереста были на 13–15 дней раньше.
Карповые
Программы селективного разведения карпа (Cyprinus carpio) включают улучшение роста, формы и устойчивости к болезням. Эксперименты, проведенные в СССР, использовали скрещивания маточных стад для увеличения генетического разнообразия, а затем отбирали виды по таким характеристикам, как скорость роста, внешние признаки и жизнеспособность, и / или адаптация к условиям окружающей среды, таким как колебания температуры. Кирпичников и др. (1974) и Бабушкин (1987) выбрали карпа Ропша, обладающего быстрым ростом и устойчивостью к холоду. Результаты показали улучшение переносимости холода на 30–40–77,4%, но не предоставили никаких данных о скорости роста. Увеличение темпов роста наблюдалось во втором поколении во Вьетнаме. Моав и Вольфарт (1976) показали положительные результаты при выборе для трех поколений более медленного роста по сравнению с выбором для более быстрого роста. Schaperclaus (1962) показал устойчивость к водянке, при которой отобранные линии страдали низкой смертностью (11,5%) по сравнению с невыбранными (57%).
Было замечено увеличение роста на 12– 20% у селективно выведенных Iictalurus punctatus. Совсем недавно было обнаружено, что реакция канального сома на отбор для улучшения скорости роста составляет примерно 80%, то есть в среднем 13% на поколение.
Отбор по живому весу тихоокеанских устриц показал улучшения в диапазоне от 0,4% до 25,6% по сравнению с дикими животными. Сиднейские устрицы (Saccostrea Commercialis) показали рост на 4% после одного поколения и на 15% после двух поколений. Чилийские устрицы (Ostrea chilensis), отобранные для улучшения живой массы и длины раковины, показали прирост на 10–13% за одно поколение. Bonamia ostrea - протистанский паразит, вызывающий катастрофические потери (почти 98%) европейской плоской устрицы Ostrea edulis L. Этот протистанский паразит является эндемичным для трех устричных регионов Европы. Программы селективного разведения показывают, что восприимчивость O. edulis к инфекции различается для разных сортов устриц в Европе. Исследование, проведенное Culloty et al. показали, что устрицы сорта Россмор в гавани Корк, Ирландия, обладают большей устойчивостью по сравнению с другими ирландскими сортами. В рамках программы селективного разведения в гавани Корк используются маточные животные возрастом от 3 до 4 лет, и проводится дальнейший контроль до тех пор, пока жизнеспособный процент не достигнет рыночного размера.
За прошедшие годы устрицы сорта Россмор стали менее распространенными. инфекции B. ostreae и процент смертности. Ragone Calvo et al. (2003) селективно вывели восточную устрицу Crassostrea virginica на предмет устойчивости к сопутствующим паразитам Haplosporidium nelson (MSX) и Perkinsus marinus (Dermo). Они достигли двойной устойчивости к болезни в четырех поколениях селекционного разведения. Устрицы показали более высокие показатели роста и выживаемости и низкую восприимчивость к инфекциям. В конце эксперимента искусственно отобранная C. virginica показала более высокую выживаемость на 34–48%.
Селекция на рост креветок Penaeid дала успешные результаты. В рамках программы селекции Litopenaeus stylirostris наблюдалось увеличение роста на 18% после четвертого поколения и на 21% после пятого поколения. Marsupenaeus japonicas показал прирост на 10,7% после первого поколения. Argue et al. (2002) провели программу селекции тихоокеанских белых креветок Litopenaeus vannamei в Океаническом институте, Вайманало, США, с 1995 по 1998 год. Они сообщили о значительной реакции на селекцию по сравнению с неселектированными контрольными креветками. После одного поколения наблюдалось увеличение роста на 21% и увеличение выживаемости до TSV на 18,4%. Вирус синдрома Тауры (TSV) вызывает смертность креветок на 70% и более. C.I. Компания Oceanos S.A. в Колумбии отбирала выживших после болезни из зараженных прудов и использовала их в качестве родителей для следующего поколения. Они достигли удовлетворительных результатов в двух или трех поколениях, в которых показатели выживаемости приблизились к уровню до вспышки болезни. В результате большие потери (до 90%), вызванные вирусом инфекционного гиподермального и гематопоэтического некроза (IHHNV), привели к тому, что ряд предприятий по выращиванию креветок начали селективно разводить креветок, устойчивых к этому заболеванию. Успешные результаты привели к разработке Super Shrimp, отобранной линии L. stylirostris, устойчивой к инфекции IHHNV. Tang et al. (2000) подтвердили это, показав отсутствие смертности среди личинок и молоди суперкреветок, зараженных IHHNV.
Программы селективного разведения водных видов обеспечивают лучшие результаты по сравнению с наземным скотом.. Такой более высокий отклик на отбор водных видов, выращиваемых на фермах, можно объяснить следующим:
Селективное разведение в аквакультуре обеспечивает значительную экономическую выгоду для отрасли, главная из которых состоит в том, что она снижает производственные затраты за счет более высокой текучести кадров. Это происходит из-за более высоких темпов роста, снижения уровня содержания, увеличения удержания энергии и белка, а также большей эффективности корма. Применение такой программы генетического улучшения к аквакультурным видам повысит продуктивность для удовлетворения растущих потребностей растущих популяций.
Селективное разведение - это прямой способ определить, может ли конкретный признак развиваться в ответ на отбор. Метод разведения одного поколения не такой точный или прямой. Этот процесс также более практичен и проще для понимания, чем родственный анализ. Селективное разведение лучше подходит для таких черт, как физиология и поведения, которые трудно измерить, потому что для него требуется меньше особей, чем для тестирования одного поколения.
Однако у этого процесса есть недостатки. Поскольку один эксперимент, проведенный при селективном разведении, не может быть использован для оценки всей группы генетических отклонений, отдельные эксперименты необходимо проводить для каждого отдельного признака. Кроме того, из-за необходимости проведения экспериментов по селекции, требующих содержания организмов, испытанных в лаборатории или теплице, нецелесообразно использовать этот метод разведения для многих организмов. В этом случае трудно проводить контролируемые спаривания, и это необходимый компонент селективного разведения.
