Отличие аутбридинга от инбридинга
Основными методами селекции животных, как и растений, являются гибридизация и отбор.
Различают те же методы скрещивания.
- Инбридинг— близкородственное скрещивание. Оно, как и растений приводит к депрессии (угнетению) жизнеспособности и других свойств
- Аутбридинг— неродственное скрещивание.
Селекция животных
Создание пород домашних животных стало практиковаться вслед за их приручением и одомашниванием, которое началось 10- 12 тыс. лет назад.
Содержание в неволе снижает действие стабилизирующей формы естественного отбора.
Различные формы искусственного отбора приводят к созданию многообразия пород домашних животных.
В селекции животных по сравнению с селекцией растений есть ряд особенностей.
- Во-первых, для животных характерно в основном половое размножение, поэтому любая порода является сложной гетерозиготной системой, и оценка генетических задатков качеств, которые у самцов фенотипически не проявляются (яйценоскость, жирномолочность), производится по потомству и родословной.
- Во-вторых, у животных часто поздняя половозрелость, смена поколений происходит через несколько лет.
- В-третьих, потомство у птиц и млекопитающих немногочисленное.
На примере собак можно проследить, как человек , используя принцип отбора,постепенно увеличивал разнообразие пород, выводя для специальных целей все новые и новые формы.
Раскопки показывают, что на территории Европы 4 тысяч лет назад было только пять пород собак: одна, похожая на волка (будущая немецкая овчарка), другая, похожая на лайку, две разные породы терьеров ( норных охотничьих собак) и порода, из который потом получились гончие. Сейчас известно несколько десятков разных пород собак.
Среди них есть декоративные (болонки, карликовые терьеры, пудели, шпицы, мопсы, пекинские и японские собаки и многие другие), охотничьи (разные породы гончих, борзых, много пород легавых, спаниели, несколько норных пород) и служебные (доги, овчарки, доберманы- пинчеры, боксеры, крупные терьеры, ездовые лайки и другие).
В селекции животных применяют следующие основные методы:
- Внутрипородное разведение
Внутрипородное разведение направлено на сохранение и улучшение породы. Практически оно выражается в отборе лучших производителей, выбраковке особей, не отвечающих требованиям породы. В племенных хозяйствах ведутся племенные книги, отражающие родословную,экстерьер и продуктивность животных за много поколений.
- Межпородное скрещивание(аутбридинг)
Используют для создания новой породы. Перед этим часто проводят близкородственное скрещивание (инбридинг): родителей скрещивают с потомством, братьев с сестрами, это помогает получить большее число особей, обладающих нужными свойствами. Инбридинг сопровождается жестким постоянным отбором, обычно получают несколько линий, затем производят скрещивание разных линий.
Хорошим примером может служить выведенная академиком М.Ф.Ивановым порода свиней — украинская белая степная. При создании этой породы использовались свиноматки местных украинских свиней с небольшой массой и невысоким качеством мяса и сала, но хорошо приспособленных к местным условиям. Самцами- производителями были хряки белой английской породы.
Гибридное потомство вновь было скрещено с английскими хряками, в нескольких поколениях применялся инбридинг, были созданы различные линии, при скрещивании которых получены родоначальники новой породы, которые по качеству мяса и массе не отличались от английской породы, а по выносливости – от украинских свиней.
- Использование эффекта гетерозиса
также характерно для селекции животных, как и для растений. Часто при межпородном скрещивании в первом поколении проявляется эффект гетерозиса, гетерозисные животные отличаются скороспелостью и повышенной мясной продуктивностью. Например, при скрещивании двух мясных пород кур получают гетерозисных бройлерных кур.
- Испытание по потомству
проводят для отбора самцов, у которых не проявляются некоторые качества (молочность и жирномолочность быков, яйценоскость петухов). Для этого производителей- самцов скрещивают с разными самками и оценивают продуктивность и другие качества дочерей, сравнивая их с материнскими и со среднепородными.
- Искусственное осеменение
Используют для получения потомства от лучших самцов- производителей. Этот метод легко применять, так как половые клетки можно хранить при температуре жидкого азота сколь угодно долго.
Гормональная суперовуляция и трансплантация.
С помощью нее у выдающихся коров можно забирать десятки эмбрионов в год, а затем имплантировать их в других коров, эмбрионы также могут храниться при температуре жидкого азота. Это дает возможность увеличить в несколько раз число потомков от выдающихся производителей.
- Отдаленная гибридизация
Отдаленная гибридизация, иными словами, межвидовое скрещивание, известна с древних времен. Чаще всего межвидовые гибриды стерильны, у них нарушается мейоз, что приводит к нарушению гаметогенеза. С глубокой древности человек использует гибрид кобылицы с ослом — мула, который отличается выносливостью и долгожительством. Но иногда гаметогенез у отдаленных гибридов протекает нормально, что позволяет получить новые породы животных.
Примером являются архаромериносы, которые, как и архары, могут пастись высоко в горах и, подобно мериносам, дают хорошую шерсть. Получены плодовитые гибриды от скрещивания местного крупного рогатого скота с яками и зебу. При скрещивании белуги и стерляди получен плодовитый гибрид — бестер, хорька и норки – хонорик, продуктивен гибрид между карпом и карасем.
Принципы селекции животных
Общие принципы селекции животных те же, что и растений. И здесь в основе получения новых и улучшения существующих пород лежат наследственная изменчивость и отбор, протекающие на фоне условий среды, наиболее благоприятствующих фенотипическому проявлению желательных признаков. Однако селекция животных обладает и некоторыми особенностями, вытекающими из самой природы животного организма.
У домашних животных существует только половое размножение. Поэтому полностью отпадают формы селекции, связанные с самооплодотворением и вегетативным размножением.
Вторая важная особенность селекции животных заключается в том, что здесь трудно получить такой массовый материал, как это имеет место у растений, каждая отдельная особь представляет значительную ценность, а число особей в потомстве относительно невелико.
Селекционная (племенная) работа с домашними животными и птицами всегда связана с подбором производителей по хозяйственно ценным признакам.
При селекционной работе с животными очень важное значение приобретает учет экстерьерных признаков. Под экстерьером понимают всю совокупность наружных форм животных, их телосложение, соотношение размеров частей тела.
Организм представляет собой целостную систему, все части которой функционально и генетически связаны друг с другом. Развитие многих хозяйственно важных признаков, например молочности, у рогатого скота связано с определенным телосложением, хорошим развитием кровеносной и дыхательной систем и т. п. Поэтому при селекционной работе с животными особенно важно учитывать корреляции (связи) между разными признаками, так как высокая продуктивность по тому, или иному признаку связана с определенными экстерьерными особенностями.
Разные породы неодинаково реагируют на изменение внешних условий, кормление. Например, яйценоские куры леггорн на улучшение рациона отвечают повышением яйценоскости, почти не меняя веса. У мясных пород улучшение питания, прежде всего, сказывается на увеличении веса, у молочных — в увеличении удоя.
В племенной селекционной работе важно ясно представлять себе конечную цель, к которой стремится селекционер. Желательно ли увеличить молочную продукцию, повысить жирномолочность или изменить мясные качества скота — все это требует разных направлений отбора и подбора производителей, применения различных систем скрещивания.
Типы скрещивания и методы разведения в животноводстве
Типы скрещивания при селекционной работе с животными разнообразны. Мы рассмотрим некоторые из них. Можно различать два основных типа скрещивания: неродственное (аутбридинг) и родственное (инбридинг).
Важный момент в подборе производителей представляет учет их родословных. В племенных хозяйствах всегда ведутся племенные книги, в которых подробно учитываются экстерьерные особенности и продуктивность родительских форм в течение ряда поколений.
По признакам предков можно судить с известной вероятностью о генотипе производителей, которые участвуют в скрещивании. Например, выбирая быка-производителя для улучшения породы по признаку жирномолочности, нужно учитывать содержание жира в молоке его предков по материнской линии.
Неродственное скрещивание в пределах породы или между породами при строгом отборе приводит к поддержанию свойств или улучшению их в ряде следующих поколений.
Близкородственное скрещивание применяется в тех случаях, когда желают перевести большинство генов породы в гомозиготное состояние.
Инбридингом в животноводстве называют скрещивание между братьями и сестрами или между родителями и потомством. Оно до известной степени аналогично самоопылению у растений и, так же как последнее, приводит к повышению гомозиготности. Инбридинг должен сопровождаться очень строгим отбором особей, обладающих нужными хозяйственными признаками. Однако инбридингом следует пользоваться с осторожностью, ясно сознавая поставленную цель.
При инбридинге часто наблюдается ослабление животных, потеря устойчивости к действию внешних факторов, в том числе к заболеваниям. Все эти отрицательные проявления инбридинга называются депрессией. Ряд следующих друг за другом инбредных поколений носит название инбредной линии. Причины неблагоприятного влияния инбридинга уже были рассмотрены выше в отношении растений.
При селекционной работе инбридинг обычно является лишь одним из этапов улучшения породы.
За ним следует скрещивание разных инбредных линий, которое устраняет вредное влияние близкородственного разведения, переводя неблагоприятно действующие гены в гетерозиготное состояние.
Положительной стороной инбридинга является закрепление благоприятных, хозяйственно ценных признаков, которые при дальнейшем разведении сохраняются, если они оказываются общими для обоих производителей.
Гетерозис у домашних животных
Так же как и у растений, у домашних животных наблюдается явление гибридной силы, или гетерозиса. Оно заключается в том, что при скрещивании разных пород (а также при межвидовых скрещиваниях) иногда в первом поколении гибридов наблюдается особенно мощное развитие и поднятие общей жизнеспособности.
Это свойство, однако, не сохраняется в последующих поколениях и затухает. Гетерозис широко применяется в животноводстве и птицеводстве, так как первое поколение гибридов, обнаруживающее явление гибридной силы, непосредственно используется в хозяйственных целях. Например, для получения скороспелых свиней (на мясо и сало) применяется скрещивание дюрокджерсейской и беркширской пород.
Испытание производителей по потомству
При селекции домашних животных очень важно бывает определить наследственные качества самцов по признакам, которые непосредственно у самцов не проявляются, как например, по молочности, жирномолочности у быков или по яйценоскости у домашней птицы.
От самца можно получить большое потомство, в особенности, если применять методы искусственного осеменения. Поэтому для улучшения породы важно знать, какие гены по хозяйственно важным признакам несет самец.
Для определения этого используется метод определения качества производителей по потомству. Сначала от производителей получают относительно небольшое потомство и сравнивают продуктивность этого потомства с матерями и со средней продуктивностью породы. Если продуктивность дочерей оказывается повышенной, то это указывает на большую ценность производителя, которого следует широко использовать для дальнейшего улучшения породы.
Метод испытания по потомству широко применяется в племенной селекционной работе с животными.
У животных возможно только половое размножение, отсутствует массовость в потомстве от одной пары. В селекции животных необходимо учитывать экстерьер и продуктивность.
На продуктивность большое влияние оказывают условия содержания, корма, уход, количество особей в потомстве невелико. Поэтому в селекционной работе с животными важное значение приобретает анализ совокупности внешних признаков, или экстерьера, характерного для той или иной породы.
Человек приручил и одомашнил почти 10 тыс. видов животных.
В селекции животных используют два метода скрещивания: родственное (инбридинг) и неродственное (аутбридинг). При подборе пары учитывают родословную и характерные признаки.
Родственное скрещивание проводится внутри породы и используется для получения чистых линий. При этом могут иметь место снижение жизнеспособности и появление мутаций, поэтому необходим строгий отбор по нужным признакам.
Например, при выращивании таких ценных зверьков, как норка, выдра, лиса и др., отбираются животные с таким генотипом, который наиболее соответствует постоянно меняющейся моде в отношении окраски и оттенков меха.
Отбор и типы скрещивания
Отбор родительских форм и типы скрещивания животных проводятся с учетом цели, поставленной селекционером.
Это может быть целенаправленное получение определенного экстерьера, повышение молочности, жирности молока, качества мяса и т. д. Разводимые животные оцениваются не только по внешним признакам, но и по происхождению и качеству потомства. Поэтому необходимо хорошо знать их родословную. В племенных хозяйствах при подборе производителей всегда ведется учет родословных, в которых оцениваются экстерьерные особенности и продуктивность родительских форм в течение ряда поколений. По признакам предков, особенно по материнской линии, можно судить с известной вероятностью о генотипе производителей.
В селекционной работе с животными применяют в основном два способа скрещивания: аутбридинг и инбридинг.
Аутбридинг, или неродственное скрещивание между особями одной породы или разных пород животных, при дальнейшем строгом отборе приводит к поддержанию полезных качеств и к усилению их в раду следующих поколений.
При инбридинге в качестве исходных форм используются братья и сестры или родители и потомство (отец—дочь, мать—сын, двоюродные братья—сестры и т. д.). Такое скрещивание в определенной степени аналогично самоопылению у растений, которое также приводит к повышению гомозиготности и, как следствие, к закреплению хозяйственно ценных признаков у потомков.
При этом гомозиготизация по генам, контролирующим изучаемый признак, происходит тем быстрее, чем более близкородственное скрещивание используют при инбридинге. Однако гомозиготизация при инбридинге, как и в случае растений, ведет к ослаблению животных, снижает их устойчивость к воздействию среды, повышает заболеваемость. Во избежание этого необходимо проводить строгий отбор особей, обладающих ценными хозяйственными признаками.
В селекции инбридинг обычно является лишь одним из этапов улучшения породы.
За ним следует скрещивание разных межлинейных гибридов, в результате которого нежелательные рецессивные аллели переводятся в гетерозиготное состояние и вредные последствия близкородственного скрещивания заметно снижаются.
Обычно после инбридинга следует межлинейная гибридизация и получение гетерозисных гибридов.
Это увеличивает жизнестойкость и продуктивность гибридов. У самок проверяют следующие признаки: яйценоскость, молочность, у самцов — производительность. Выведены различные породы крупного рогатого скота (молочные, мясные, мясо-молочные), свиней, овец (меринос, асконийскии рамбуйе), кур (яйценосные, бройлерные).
У домашних животных, как и у растений, наблюдается явление гетерозиса: при межпородных или межвидовых скрещиваниях у гибридов первого поколения происходит особенно мощное развитие и повышение жизнеспособности.
Классическим примером проявления гетерозиса является мул — гибрид кобылы и осла. Это сильное, выносливое животное, которое может использоваться в значительно более трудных условиях, чем родительские формы.
Гетерозис широко применяют в промышленном птицеводстве (пример — бройлерные цыплята) и свиноводстве, так как первое поколение гибридов непосредственно используют в хозяйственных целях.
Отдаленная гибридизация
При отдаленной гибридизации получены межвидовые гибриды: мул (гибрид лошади и осла), архаромеринос (гибрид овцы меринос и горного барана архара), рыба бестер (гибрид белуги и стерляди).
Много межвидовых гибридов получено среди пушных зверей — норок, хорьков, колонков. Б.Б. Астауровым впервые выведены полиплоидные формы тутового шелкопряда. Межвидовые гибриды животных, как правило, бесплодны.
Отдаленная гибридизация домашних животных менее эффективна, чем растений. Межвидовые гибриды животных часто бывают бесплодными. При этом восстановление плодовитости у животных представляет более сложную задачу, поскольку получение полиплоидов на основе умножения числа хромосом у них невозможно- Правда, в некоторых случаях отдаленная гибридизация сопровождается нормальным слиянием гамет, обычным мейозом и дальнейшим развитием зародыша, что позволило получить некоторые породы, сочетающие ценные признаки обоих использованных в гибридизации видов.
Например, в Казахстане на основе гибридизации тонкорунных овец с диким горным бараном архаром создана новая порода тонкорунных архамериносов, которые, как и архары, пасутся на высокогорных пастбищах, недоступных для тонкорунных мериносов. Улучшены породы местного крупного рогатого скота путем скрещивания его с зебу и яками.
Методы селекции животных те же, что и методы селекции растений, но при их применении селекционерам приходится учитывать ряд особенностей, характерных для животных. Животные размножаются только половым путем, а количество особей в потомстве невелико.
В связи с этим при подборе селекционеру важно определить наследственные признаки, которые непосредственно у производителей могут не проявляться, например наследственные признаки самцов по жирномолочности или яйценоскости.
Поэтому значительную роль приобретает оценка животных по их родословной и по качеству их потомства. Часто большое значение имеет учет экстерьера, т. е. совокупности внешних признаков животного.
Одомашнивание животных началось более 10 тыс. лет назад. Его центры в основном совпадают с центрами многообразия и происхождения культурных растений.
Одомашнивание способствовало резкому повышению уровня изменчивости у животных, так как ослабило действие стабилизирующего отбора. Человек сначала бессознательно, а затем целенаправленно стал отбирать животных с определенными качествами, важными для человека в конкретных природных и экономических условиях.
Анализ и обобщение опыта многих поколений по выведению новых пород животных позволил разработать методы и правила селекции животных, сформировав ее как науку.
К основным направлениям селекции животных относят:
— сочетание высокой продуктивности с приспособленностью пород к условиям среды конкретных природных зон;
— повышение роли качественных показателей продуктивности животных (жирномолочность, соотношение мяса, жира и костей у мясных животных, качество меха и шерсти и т. д.);
— выведение пород интенсивного типа, снижающих экономические затраты;
— повышение устойчивости к заболеваниям и др.
Гибридизация и индивидуальный отбор являются основными методами в селекции животных.
Массовый отбор практически не применяется из-за небольшого количества особей в потомстве.
В селекции животных применяют два вида гибридизации: родственную (инбридинг) и неродственную (аутбридинг).
Родственное скрещивание между братьями и сестрами или между родителями и потомством ведет к гомозиготности и часто сопровождается ослаблением животных, уменьшению их устойчивости к неблагоприятным факторам среды, снижению плодовитости и т. д.
Тем не менее инбридинг применяют в селекции животных с целью закрепления в породе характерных хозяйственно ценных признаков. Как правило, близкородственное скрещивание ведется в нескольких линиях внутри породы. Для устранения неблагоприятных последствий инбридинга используют неродственное скрещивание разных линий или даже разных пород.
Это скрещивание сопровождается строгим отбором, что позволяет усиливать и поддерживать ценные качества породы.
Сочетание близкородственного скрещивания с неродственным широко применяется селекционерами для выведения новых пород животных.
Так, известный селекционер М. Ф. Иванов, используя эту методику, создал высокопродуктивную породу свиней Белая степная украинская, породу овец Асканийская рамбулье и др.
Важным направлением в селекции животных является использование явления гетерозиса. Особенно широко это направление применяется в птицеводстве, например для получения бройлерных цыплят.
Метод полиплоидии в селекции животных практически не применяется.
Исключение составляет выведение генетиком В. Л. Астауровым полиплоидных гибридов тутового шелкопряда, размножавшихся партеногенезом.
Вы уже знаете, что межвидовые гибриды лошади с ослом (мул), одногорбого и двугорбого верблюдов (нар), яка с крупным рогатым скотом и других с древних времен используются человеком. Эти гибриды обладают повышенной выносливостью по сравнению с родителями.
В некоторых случаях отдаленная гибридизация домашних животных с дикими предками дает плодовитое потомство и может быть использована в селекции.
Так, в результате скрещивания тонкорунных овец мериносов с диким бараном архаром были получены тонкорунные архаромериносы, которые могут круглогодично пастись на высокогорных пастбищах. В результате скрещивания крупного рогатого скота с горбатым зебу получены ценные группы молочного скота.
В селекции животных, кроме описанных выше методов, применяют искусственное осеменение (введение полученной от высокоценных самцов спермы в половые пути самки с целью ее оплодотворения) и полиэмбрионию (искусственное образование нескольких зародышей из одной зиготы ценных пород с последующим их введением в матку беспородных животных). Эти методы позволяют в несколько раз увеличить скорость получения потомства от пенных производителей.
