Страница 57 из 88
Нельзя не учитывать и того, что «перевоспитание» озимого сорта в яровой может быть и не связано с мутациями, а представлять собой адаптацию. Существует множество видов, у которых та или иная реакция к изменениям среды наследственно предопределена и возникает по типу индукции под влиянием среды. В микробиологии раньше такие случаи объясняли с позиций «воспитания», однако в последующем была раскрыта генная природа адаптации, которая обратима и характерна только для некоторых условий.
Казалось бы, что дело, таким образом, лишь в объяснениях механизма возникновения изменений. Методы работы и ее результаты общи в каждом из направлений, и главным в обоих случаях являются отбор и провокационные внешние условия — без этих факторов выведение нового сорта невозможно.
Однако при внимательном анализе ситуации ясно видно, что классическая теория селекции шире и перспективнее. Для получения нужной формы, согласно идее наследования благоприобретенных признаков, нужно действовать на живые объекты именно теми условиями, к которым ведется приспособление. Эти условия и только эти условия являются одновременно и фактором изменчивости, и фактором отбора в нужном направлении.
Согласно классической теории, изменчивость под влиянием условий среды неопределенна и факторов усиления изменчивости много. Следовательно, для выведения нужной формы можно найти не один, а десятки способов усиления мутаций внешними и внутренними условиями среды, условия же выращивания являются лишь фоном для ускорения отбора. Это расширяет и сферу изменчивости и отбора, ибо имеется масса признаков, для которых нельзя подобрать таких условий, при которых все несоответствующее гибнет. Сортирующее действие среды приходится заменять искусственной сортировкой в лаборатории на основе массовых, индивидуальных анализов и других показателей (содержание жира, сахара, белка, хлебопекарные качества, размеры, формы и т. д.). Благодаря этому пути отбора мутаций можно создавать искусственные формы, менее приспособленные к среде, но выгодные человеку в силу тех или иных качеств. Изменчивость при прямой ассимиляции природных условий (благоприобретенная, адекватная изменчивость), если бы она была наследственной, теоретически не может вести к созданию менее приспособленных форм.
Большинство форм культурных растений и животных намного менее приспособлены к внешней среде, нем дикие сородичи, и для того, чтобы пользоваться ими, человеку приходится изолировать их от борьбы за существование.
Правда, Т. Д. Лысенко чисто абстрактно считает, что и в случае искусственного отбора изменчивость идет в сторону отбора даже без воздействия условий среды (см. статью Т. Д. Лысенко «Естественный отбор и внутривидовая конкуренция»), Иными словами, если, скажем, селекционер путем индивидуального анализа семян ведет отбор на высокое содержание жира или сахара, то отобранные растения начинают усиленно изменяться именно в направлении увеличения содержания жира или сахара, как бы идя навстречу положениям практики. В действительности же, конечно, никакого усиления изменчивости в сторону отбора нет, а просто в размноженной новой, например более сахаристой, популяции тот же разброс изменчивости в сторону + и —, но на фоне большей концентрации сахара создает лучшие условия для отбора еще более сахаристых форм.
Искусственное усиление мутагенными факторами процессов изменчивости
Классическая генетика и селекция, таким образом, занимаются поисками и разработкой факторов наследственной изменчивости, или мутагенных факторов, не только среди обычных условий среды (а они могут тоже в ряде случаев усиливать мутации и путем гибридизации, но и выискивая возможности усиления изменчивости среди сотен и тысяч других искусственных воздействий (многочисленные особые мутагенные химические вещества, ионизирующая и ультрафиолетовая радиация, действие свободных радикалов и т. д.).
В этом отношении имеются большие успехи. Найдены способы усиления мутантов в сотни и тысячи раз, а это означает, что разнообразие форм для отбора также увеличивается в сотни раз. Сейчас в нашей стране и во всем мире имеются десятки практически ценных сортов и форм растений, полученных на основе искусственных мутаций путем включенения новых мутантных свойств в сорта посредством гибридизации. Сотни таких искусственных мутантных ферм бактерий используются в медицине для усиления в десятки и сотни раз продукции антибиотиков и ферментных препаратов. Искусственный мутагенез произвел подлинный переворот в промышленности антибиотиков.
Иногда некоторые авторы пытаются представить получение искусственных мутантов как продукцию каких-то уродов. Между тем соотношение между отрицательными и положительными мутациями при искусственном мутагенезе близко к таковому и при естественном мутагенезе. Задача состоит в том, чтобы использовать новые признаки при скрещивании, и новый путь, открытый генетикой для селекции растений, животных и бактерий, — это путь усиления, ускорения действия тех эволюционных факторов, которые с очень медленными скоростями двигают эволюцию живого мира.
Практическое использование полиплоидии
Большие возможности создания новых форм растений открыты генетикой и благодаря использованию уже упоминавшегося ранее метода полиплоидии, особенно развившегося в последнее десятилетие. Некоторые вещества, например колхицин, способны задерживать деление клеток, несмотря на наличие процессов репродукции хромосом. Под действием этих веществ возникают клетки с удвоенным набором хромосом (т. Н. полиплоиды). Если из таких полиплоидных клеток формируются репродуктивные клетки и в последующем новый организм, то этот организм оказывается полиплоидным. Все его клетки содержат удвоенный набор хромосом и имеют в связи с этим более крупные размеры. Возникает фактически новый вид растений, часто крупнее исходного и с более крупными плодами. Советские ученые А. Р. Жебрак и В. В. Сахаров создали этим методом весьма перспективный новый вид гречихи, который сейчас внедряется в производство. Лауреат Ленинской премии проф. В. П. Зосимович создал методом полиплоидии новую, получившую очень высокую оценку форму сахарной свеклы. Много новых полиплоидных форм растений создано в последние годы и за рубежом.
Производство триплоидной сахарной свеклы перешло в ряде стран (Голландии, Венгрии и др.) на промышленную основу. Специальные фирмы обеспечивают этими семенами фактически всю посевную площадь под этой культурой, чем достигается увеличение сборов сахара на 20–30 %.
Новые методы гибридизации и использование гетерозиса
В селекции растений и животных благодаря генетике и наличию хромосомных карт селекционер может планомерно «внедрять» желательный признак в создаваемый сорт путем добавления в хромосомный набор гибрида той хромосомы, которая несет нужный признак. Во многих случаях удается «включить» с геном нового сорта участок хромосомы другого сорта, содержащий группу генов, обеспечивающих нужный признак (гены иммуности, гены мужской стерильности и тдь). В настоящее время известно много сортов, созданных таким перспективным методом прикладной генетики (см.: Замещение хромосом и анализ анэуплоидов в селекции растений // Эллиот Ф. Селекция растений и цитогенетика. М., 1961).
Широко применяется в селекции генетический метод индивидуального отбора семян, представляющий, по существу, отбор полезных с точки зрения сельскохозяйственной практики мутаций.
Методом серийного индивидуального отбора семян выводит свои знаменитые высокомасличные сорта известный советский селекционер В. С. Пустовойт
В основе получения большинства сортов сельскохозяйственных растений и животных лежит, как известно, гибридизация с последующим отбором материала, получающегося при расщеплении гибридов в нескольких поколениях. Закономерности расщепления были объяснены только на основе законов классической генетики, и любой селекционер, признает он или нет на словах хромосомную теорию наследственности, на деле не может не использовать методов классической генетики при проведении скрещиваний. Даже подбор пар для скрещиваний, особенно межвидовых, требует обязательного учета числа хромосом, ибо в противном случае гибридизация представляет собой игру вслепую и приводит во многих случаях к стерильности гибридов.