Отдаленная гибридизация растений и животных, условия появления плодовитого потомства

Отдаленная гибридизация — это такое скрещивание, при котором выбранные пары относятся к разным видам или родам, то есть отдаленные друг от друга не географически, а родственно.

Цель отдаленной гибридизации заключается в получении особей, которые сочетают в себе ценные признаки и свойства различных видов. Проводят гибридизацию, как растений, так и животных. Она играет особую роль в эволюции и селекции.

Отдаленная гибридизация растений

Выделяют два вида: межвидовая (пшеница мягких сортов и твердых) и межродовая (пшеница и рожь).

Селекционер в процессе получения гибридов постоянно сталкивается с рядом проблем. Основные из них:

• Трудности в скрещивании генетически разных видов;
• полученные гибридные семена не всходят;
• гибриды первого поколение бесплодны.

Причины возникновения такого рода проблем:

• Пыльца не приживается на рыльце другого сорта растений;
• пыльца приживается, но пыльцевые трубки прорастают медленно и не могут достигнуть зародышевого мешка;
• отсутствие оплодотворения;
• после успешного оплодотворения, зародыши часто замирают на стадии нескольких клеток;
• при нормальном развитии зародыша, могут формироваться невсхожие семена;

Причины бесплодия гибридов:

1. Бесплодие наступает через несоответствие хромосомных наборов, отсутствие конъюгации гомологичных хромосом, нарушение фаз мейоза. Как следствие не возможно образование половых клеток.
2. Недоразвитость органов размножения. Часто наблюдается неполноценное развитие мужских репродуктивных органов — пыльников; встречается также стерильность женских особей.

Условия появления плодовитого потомства:

1. Скрещивание с одним из родителей. Применяется наиболее часто, имеет высокую эффективность, но следующее потомство получает обратно некоторые признаки родителей.
2. Скрещивание с представителями первого поколения. При масштабных работах все-таки встречается небольшое количество растений способных к оплодотворению.
3. Применение колхицина для создания полиплоидных форм. Позволяет удвоить хромосомный набор, что дает возможность клеткам завершить все фазы мейоза.

Отдалённая гибридизация растений необходима для создания устойчивых сортов и с высокой урожайностью. Созданы гибриды подсолнечника, семена которых содержат больше 50% масла и невосприимчивы к ряду заболеваний.

Путем гибридизации получены зимостойкие сорта озимой пшеницы, с высоким содержанием белка (после скрещивания с озимой рожью). Обнаружен дикий вид пшеницы, который невосприимчив к заболеваниям простой пшеницы. Планируется создание новых гибридов для передачи таких ценных свойств.

Картофель постоянно подвергается воздействию фитофторы, нематод, колорадских жуков. Чтобы сделать его устойчивым к неблагоприятным факторам, культурный картофель скрещивают с диким. Такие гибриды также стали скороспелыми, лучше переносят низкую температуру, могут родить два раза в год.

Врачи и биологи отмечают, что отдаленная гибридизация растений и животных представляет собой сложный и многогранный процесс, который требует особого внимания к условиям, способствующим появлению плодовитого потомства. Специалисты подчеркивают, что успешная гибридизация возможна только при наличии совместимых генетических материалов и соответствующих условий среды. Например, в случае растений, важно учитывать не только генетическую совместимость, но и факторы, такие как климатические условия, тип почвы и наличие опылителей. В животном мире, согласно мнению экспертов, успешная гибридизация часто зависит от поведения и экологии видов, а также от их физиологических особенностей. Врачи подчеркивают, что понимание этих факторов может помочь в селекции новых сортов растений и пород животных, что в свою очередь может иметь значительное значение для сельского хозяйства и экологии.

Л.25 | ОТДАЛЕННАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ | СЕЛЕКЦИЯ | ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ ЕГЭ

Отдаленная гибридизация животных

Зоотехники используют собственно гибридизацию и межпородную гибридизацию, которая дает потомство способное к скрещиванию и рождению потомства. Истинно гибридные животные очень редко оказываются плодовитыми, что создает много проблем с дальнейшим их разведением.

У животных процесс получения гибридов затруднен из-за ряда факторов:

• Разное строение репродуктивных органов животных;
• гибель сперматозоидов в половых путях самки;
• отсутствие акта слития половых клеток;
• нарушения развития зиготы на ранних сроках.

Для преодоления возникших преград селекционеры стали использовать искусственное оплодотворение. Но проблемы с бесплодием полученного поколения остаются актуальными до сих пор. Различают полное бесплодие потомства, когда оба пола бесплодны, и частичное — один пол не способен к размножению. Чаще бесплодны самцы, тогда самок скрещивают с представителями исходного вида. Но в этом случае утрачивается часть ценных характеристик гибрида.

Отдаленная гибридизация животных встречалась еще в древние времена, примеры таких гибридов: мулы (помесь лошади и осла) и лошаки (результат скрещивания ослицы и жеребца), они отличались выносливостью и силой. Сарлыки — рождены от яков и коров, ценятся за повышенную жирность молока.

Гибридные животные, обычно, лучше родительских видов, это проявляется в повышенной работоспособности, продуктивности и т.д.

На фермах пользуются популярностью новые породы свиней, полученные в результате скрещивания домашней свиньи и дикой. Полученный гибрид быстрее приспосабливался к разным условиям жизни, стал ценным источником мяса.

Отдаленная гибридизация — это процесс скрещивания особей разных видов, который вызывает множество обсуждений среди ученых и любителей биологии. Многие исследователи отмечают, что этот метод может привести к созданию новых сортов растений и пород животных с улучшенными характеристиками, такими как устойчивость к болезням или повышенная урожайность. Однако, не все так однозначно. Некоторые специалисты предупреждают о возможных негативных последствиях, таких как потеря генетического разнообразия или возникновение стерильного потомства. Условия, при которых возможно появление плодовитого потомства, зависят от близости видов и их генетической совместимости. Важно учитывать, что успешная гибридизация требует тщательного подхода и глубоких знаний в области генетики. Обсуждения на эту тему подчеркивают необходимость дальнейших исследований, чтобы понять все аспекты и последствия отдаленной гибридизации.

Суть отдаленной гибридизации

Позволяет получить новые породы животных и сорта растения более ценные для человека. Гибриды лошади с ослом — мулы — отличаются большой выносливостью, крепостью конституции, продолжительностью жизни; гибриды яка с крупным рогатым скотом превосходят сходные виды по массе и способности к откорму; гибриды одногорбого и двугорбого верблюдов превосходят исходные виды по размерам и работоспособности. Поэтому для получения таких гибридов с древних времен проводилось межвидовое скрещивание.

Скрещивание домашних животных с дикими предками дает плодовитое потомство и может быть использовано в целях селекции. М. Ф. Иванов в результате скрещивания тонкорунных овец с одним из подвидов диких баранов (муфлоном) получил новую породу горного мериноса. Казахский архаромеринос также получен в результате скрещивания тонкорунных овец с диким бараном (архаром). В результате скрещивания крупного рогатого скота с горбатым скотом (зебу) получены ценные группы молочного скота.

Селекция играет определенную роль в сохранении разнообразия органического мира. Когда в начале XX в. в Европе сохранились лишь единичные экземпляры зубров, то для спасения вида было проведено скрещивание зубров с бизонами. В настоящее время, возможно, в природе уже исчезла лошадь Пржевальского. Сохранилось несколько групп этих животных в зоопарках и заповеднике Аскания-Нова. Для спасения вида и сохранения гетерозиготности животных проводится обмен отдельными особями между зоопарками СССР, Чехословакии, США. Проведена гибридизация с домашней лошадью и гибридов — с дикой лошадью.

Методы селекции растений

7. Отдалённая гибридизация — аутбридинг в ЕГЭ по биологии

Вопрос-ответ

Что такое отдаленная гибридизация и как она происходит?

Отдаленная гибридизация — это процесс скрещивания особей различных видов или подвидов, которые имеют значительные генетические различия. Этот процесс может происходить естественным образом в природе или быть инициирован человеком в условиях лаборатории. Успешная отдаленная гибридизация возможна при наличии совместимых механизмов оплодотворения и схожих хромосомных наборов, что позволяет создать жизнеспособное потомство.

Какие условия необходимы для появления плодовитого потомства при отдаленной гибридизации?

Для появления плодовитого потомства при отдаленной гибридизации необходимо несколько условий: совместимость генетического материала родителей, наличие схожих хромосомных наборов, а также подходящие условия для развития эмбрионов. В некоторых случаях может потребоваться вмешательство человека, например, при использовании методов искусственного оплодотворения или генетической модификации.

Каковы примеры успешной отдаленной гибридизации в природе?

Примеры успешной отдаленной гибридизации включают скрещивание различных видов рыб, таких как карпы и золотые рыбки, а также гибридизацию между различными видами растений, например, между пшеницей и рожью. В некоторых случаях такие гибриды могут быть плодовитыми и давать новое потомство, что способствует разнообразию видов и адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите генетические особенности видов, которые планируете скрещивать. Понимание хромосомного набора и генетической совместимости поможет избежать проблем с плодовитостью потомства.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на экологические условия, в которых обитают оба вида. Условия среды, такие как температура, влажность и тип почвы, могут существенно влиять на успешность гибридизации.

СОВЕТ №3

Проводите эксперименты в контролируемых условиях, чтобы минимизировать влияние внешних факторов. Это позволит вам лучше понять, какие комбинации дают наиболее жизнеспособное потомство.

СОВЕТ №4

Соблюдайте этические нормы при проведении исследований. Убедитесь, что ваши эксперименты не наносят вреда ни одному из видов и что вы соблюдаете все необходимые законодательные требования.