Teadus uute loomisest ja olemasolevate täiustamisest. Valik on teadus uute loomatõugude loomisest. Tõu, sordi, tüve mõiste

"Orgaanilise maailma evolutsioon" - kaudaalne lisand. Pimedad koopakalad. ? Polymastia piimanäärmete lisapaarid. 3. 4. Äärmus? 12. 11. 6. Inimese sabaluu. Näo karvasus.

"Charles Darwin" – 1817. aasta kevadel sisenes Charles Põhikool. Darwini joonis Andide geoloogilisest ehitusest. Darwini esimene ekspeditsioon Andidele juuni-november 1834. Charles Darwini märkmik. Charlesi isal Robert Erasmus Darwinil oli ulatuslik meditsiinipraktika. Osariigi Darwini muuseumi ekspositsioon.

"Bioloogia Darwin" - A.S. Puškin. Darwini entomoloogiliste vaatluste esimene mainimine. Megatherium on väljasurnud laiskloom. Darwini naine on Emma Darwin. Huxley. Darwini käsitsi kirjutatud päevik. Darwini ema on Susanna Darwin. 24. november 1859... Galapagose kilpkonnad. Thomas Huxley – zooloog. Cambridge'i eluperiood 1828-1831.

"Maa evolutsioon" - Töö skeem: nähtuste põhjuste ja evolutsiooni tagajärgede väljaselgitamine. 3. etapp – rühmade töö planeerimine. Tund - konverents teemal: Töö valmis õpilaste poolt programmide abil " Power Point" ja "Visual Basic 6.0". Svetlovski linnaosa Munitsipaalõppeasutuse keskkool nr 5.

“Darwini kunstlik valik” – Charles Darwini õpetus kunstliku valiku kohta. Kultiveeritud taimesortide ja loomatõugude päritolukeskused. Muutlikkus on organismi võime omandada uusi omadusi ja omadusi. Taimed. Loomad. Charles Darwini praktika uurimus Põllumajandus Inglismaa. Valikumeetodid. Kasvatajad on välja töötanud 150 tuvitõugu, palju koeratõuge, kapsasorte...

"Darwini teooria" – organismide võime piiramatult paljuneda. Ebakindel, individuaalne, pärilik (kaasaegne - mutatsiooniline). Võitlus olemasolu eest. Kindel, rühm, mittepärilik (kaasaegne – modifikatsioon). Põhjustatud mõjust väliskeskkond. Kunstliku ja loodusliku valiku tunnused.

Teemas on kokku 13 ettekannet

Selektsioon (ladina keeles selectio – valida) on teadus uute loomatõugude, taimesortide ja mikroorganismide tüvede loomisest ja täiustamisest. Selektsioon on ka nimetus põllumajandusharule, mis tegeleb põllu- ja loomatõugude uute sortide ja hübriidide väljatöötamisega.

tõug - puuviljakasvatuses kasulike toidutaimede perekondade ja liikide kogum, millel on teatud sarnased omadused.

Sort (inglise kultivar) - rühm kultuurtaimed, mis on saadud selektsiooni tulemusena madalaimate teadaolevate botaaniliste taksonite piires ja millel on teatud omaduste kogum (kasulikud või dekoratiivsed), mis eristab seda taimerühma teistest sama liigi taimedest.

Tüvi (saksa keelest Stamm, sõna-sõnalt "pagasiruumi", "alus") on puhas kultuur viirustest, bakteritest, muudest mikroorganismidest või rakukultuurist, mis on eraldatud kindlal ajal ja kindlas kohas. Kuna paljud mikroorganismid paljunevad mitoosi (jagunemise) teel, ilma seksuaalse protsessi osaluseta, koosnevad selliste mikroorganismide liigid sisuliselt klonaalsetest liinidest, mis on geneetiliselt ja morfoloogiliselt identsed algrakuga. Tüvi ei ole taksonoomiline kategooria; kõigi organismide madalaim takson on liik; sama tüve ei saa teist korda samast allikast muul ajal eraldada.

Mikroorganismi määramine konkreetsele liigile põhineb üsna laialdastel omadustel, nagu nukleiinhappe tüüp ja kapsiidi struktuur viirustes; võime kasvada teatud süsivesinikel ja vabanevate ainevahetusproduktide tüübil, samuti bakterite konserveerunud genoomijärjestustel. Liigi sees on erinevusi naastude (viiruse negatiivsed "kolooniad") või mikroorganismi kolooniate suuruse ja kuju, ensüümide tootmise taseme, plasmiidide olemasolu, virulentsuse jne osas.

Tüvede nimetamiseks pole ülemaailmselt aktsepteeritud nomenklatuuri ja kasutatud nimetused on üsna meelevaldsed. Reeglina koosnevad need üksikutest tähtedest ja numbritest, mis kirjutatakse liiginime järele. Näiteks üks kuulsamaid E. coli tüvesid.

Ületamise valik ja liigid

Loomade vanemlike vormide ja ristamise tüüpide valik toimub kasvataja seatud eesmärki arvestades. See võib olla teatud eksterjööri sihipärane saamine, piimatoodangu, piima rasvasisalduse, lihakvaliteedi jm suurendamine. Tõuloomi ei hinnata mitte ainult väliste omaduste, vaid ka järglaste päritolu ja kvaliteedi järgi. Seetõttu on vaja nende sugupuud hästi tunda. Aretusfarmides peetakse isade valikul alati tõuraamatute arvestust, milles hinnatakse vanemvormide väliseid omadusi ja produktiivsust mitme põlvkonna lõikes. Esivanemate, eriti emapoolsete omaduste põhjal saab teatud tõenäosusega otsustada tootjate genotüübi üle.

Loomade aretustöös kasutatakse peamiselt kahte ristamise meetodit: outbreeding ja inbreeding.

Outbreeding ehk mitteseotud ristamine sama tõu isendite või eri tõugu loomade vahel koos edasise range valikuga viib kasulike omaduste säilimiseni ja nende tugevnemiseni järgmistes põlvkondades.

Sugulusaretuses kasutatakse lähtevormidena õdesid-vendi ehk vanemaid ja järglasi (isa-tütar, ema-poeg, nõod jne). Selline ristamine sarnaneb teatud määral taimede isetolmlemisega, mis toob kaasa ka homosügootsuse suurenemise ja sellest tulenevalt majanduslikult väärtuslike tunnuste kinnistumise järglastes. Sel juhul toimub uuritavat tunnust kontrollivate geenide homosügootsus seda kiiremini, mida tihedamalt seotud ristamisi kasutatakse sugulusaretuseks. Kuid sugulusaretuse ajal homosügootiseerumine, nagu ka taimede puhul, viib loomade nõrgenemiseni, vähendab nende vastupanuvõimet keskkonnamõjudele ja suurendab haigestumist. Selle vältimiseks on vaja rangelt valida väärtuslike majanduslike tunnustega isikud.

Aretuses on sugulusaretus tavaliselt vaid üks tõu parandamise etappidest. Sellele järgneb erinevate liinidevaheliste hübriidide ristamine, mille tulemusel kanduvad ebasoovitavad retsessiivsed alleelid heterosügootsesse olekusse ning sugulusaretuse kahjulikud tagajärjed vähenevad märgatavalt.

Koduloomadel, nagu ka taimedel, täheldatakse heteroosi nähtust: ristumisel või liikidevahelisel ristumisel toimub eriti võimas areng ja elujõulisuse tõus esimese põlvkonna hübriididel. Heteroosi klassikaline näide on muul, mära ja eesli hübriid. See on tugev, vastupidav loom, keda saab kasutada palju raskemates tingimustes kui tema vanemvorme.

Heteroosi kasutatakse laialdaselt tööstuslikus linnukasvatuses (näiteks broilerkanad) ja seakasvatuses, kuna esimese põlvkonna hübriide kasutatakse otseselt majanduslikel eesmärkidel.

Kaughübridisatsioon. Koduloomade kaughübridisatsioon on vähem efektiivne kui taimede oma. Liikidevahelised loomahübriidid on sageli viljatud. Samal ajal on loomade viljakuse taastamine keerulisem ülesanne, kuna polüploidide saamine nende kromosoomide arvu korrutamisel on võimatu. Tõsi, mõnel juhul kaasneb kaughübridisatsiooniga sugurakkude normaalne sulandumine, normaalne meioos ja embrüo edasine areng, mis võimaldas saada mõned tõud, mis ühendavad mõlema hübridiseerimisel kasutatava liigi väärtuslikke omadusi. Näiteks Kasahstanis on peenvillast lammaste hübridiseerimisel metsiku mägilambaga argaliga loodud uus peenvillast argali lammaste tõug, kes sarnaselt argaliga karjatab kõrgmägede karjamaadel, kuhu ei pääse ligi. peenvillast meriinolammas. Täiustatud kohalikud veisetõud veised.

Venemaa ja Valgevene loomakasvatajate saavutused

Venemaa kasvatajad on saavutanud märkimisväärset edu uute loomatõugude loomisel ja täiustamisel. Seega eristab Kostroma tõugu veiseid kõrge piimatootlikkus - üle 10 tuhande kg piima aastas. Siberi tüüpi vene liha- ja villalambatõugu iseloomustab kõrge liha- ja villatootlikkus. Aretusjäärade keskmine kaal on 110-130 kg ja keskmine pügatud vill puhtas kius 6-8 kg. Suuri saavutusi on tehtud ka sigade, hobuste, kanade ja paljude teiste loomade aretuses.

Pikaajalise ja sihipärase valiku- ja aretustöö tulemusena töötasid Valgevene teadlased ja praktikud välja must-valge veisetüübi. Seda tõugu lehmad annavad heades söötmis- ja pidamistingimustes 4-5 tuhat kg piima rasvasisaldusega 3,6-3,8% aastas. Must-valge tõu piimatootlikkuse geneetiline potentsiaal on 6,0-7,5 tuhat kg piima laktatsiooni kohta. Valgevene farmides on umbes 300 tuhat seda tüüpi karilooma.

Valgevene mustvalgete ja suurte valgete sigade tõud lõid Valgevene loomakasvatuse uurimisinstituudi aretuskeskuse spetsialistid. Need seatõud eristuvad selle poolest, et loomad saavutavad kontrollnuumamise ajal 100 kg eluskaalu 178-182 päevaga keskmise ööpäevase juurdekasvuga üle 700 g ning pesakond on 9-12 põrsast poegimise kohta.

Erinevaid kanariste (näiteks Valgevene-9) iseloomustab kõrge munatoodang: üle 72 elunädala - 239–269 muna keskmise massiga 60 g, mis vastab rahvusvaheliste võistluste kõrge tootlikkusega ristamise näitajatele.

Jätkuvalt laienevad valikutööd, suurendatakse Valgevene veorühma hobuste varaküpsust ja jõudlust, parandatakse lammaste tootlikkust villa lõikamisel, eluskaalu ja viljakust, luuakse lihapartide, hanede, väga produktiivsete karpkalatõugude liinid ja ristandid. , jne.

Valik - teadus uute taimesortide, loomatõugude ja mikroorganismide tüvede loomise ja täiustamise kohta. Valiku teaduslikud alused pani Charles Darwin oma töös “Liikide teke” (1859), kus ta valgustas organismide varieeruvuse põhjuseid ja olemust ning näitas selektsiooni rolli uute vormide loomisel. Oluline samm Selektsiooni edasiarenduseks oli pärilikkuse seaduste avastamine. M. andis suure panuse selektsiooni arendamisse. Päriliku varieeruvuse homoloogiliste seeriate seaduse ja kultuurtaimede päritolukeskuste teooria autor I. Vavilov.

Valiku teema on taimede, loomade ja mikroorganismide muutumise, arengu, transformatsiooni mustrite uurimine inimese loodud tingimustes. Selektsiooni abil arendatakse kultuurtaimede ja koduloomade mõjutamise meetodeid. See juhtub eesmärgiga muuta nende pärilikke omadusi inimesele vajalikus suunas. Valikust on saanud üks taime- ja loomamaailma evolutsiooni vorme. Sellele kehtivad samad seadused, mis liikide evolutsioonile looduses, kuid siin asendub looduslik valik osaliselt kunstliku valikuga.

Valiku teoreetiline alus on geneetika, evolutsiooniline õpetus. Kasutades evolutsiooniteooriat, pärilikkuse ja muutlikkuse seadusi, puhaste liinide ja mutatsioonide doktriini, on sordiaretajad välja töötanud erinevaid meetodeid taimesortide, loomatõugude ja mikroorganismide tüvede aretamiseks. Peamised valikumeetodid hõlmavad valik, hübridisatsioon, polüploidsus, eksperimentaalne mutagenees, geenitehnoloogia meetodid jne.

Peamised ülesanded kaasaegne valik on tõsta sortide ja tõugude tootlikkust, viia need üle tööstuslikule alusele, luua tänapäevase põllumajanduse tingimustele kohandatud tõuge, sorte ja tüvesid, tagada madalaima kuluga toiduainete täistootmine jne.

Aretuses on kolm peamist osa: sordiaretus, loomakasvatus ja mikroobide aretus.

Tõu, sordi, tüve mõiste

Objektid ja lõpptulemus Aretusprotsess on tõug, sort ja tüvi.

Loomade tõug- see on üksikisikute kogum teatud tüüpi loomad, nagu oleks neil geneetiliselt määratud stabiilsed omadused (omadused ja märgid) , mis eristab seda selle loomaliigi teistest isenditest, kanduvad pidevalt edasi nende järglastele ja on inimese intellektuaalse tegevuse tulemus. Sama tõu loomad on sarnased kehatüübi, produktiivsuse, viljakuse, värvuse poolest. See võimaldab teil neid teistest tõugudest eristada. Tõus peab olema piisav arv loomi, vastasel juhul on selektsiooni rakendamise võimalus piiratud, mis viib kiiresti sundsugulusaretuseni ja selle tulemusena tõu degeneratsioonini. Lisaks suurele produktiivsusele ja arvukusele peab tõug olema üsna tavaline. See suurendab selles loomise võimalusi erinevat tüüpi, mis aitab kaasa selle edasisele paranemisele. Loodusgeograafilised tingimused omavad suurt mõju kivimite omaduste kujunemisele – pinnase, taimede, kliima, pinnase jms omadustele. Loomade toomisel uutesse looduslikesse ja kliimatingimustesse toimuvad nende kehas füsioloogilised muutused ja mõnel juhul on need sügavad, mõnel juhul sügavad. Organismi süsteemide ümberstruktureerimine on seda sügavam, mida suurem on erinevus uute ja varasemate eksisteerimistingimuste vahel. Loomade kohanemisprotsessi uute elutingimustega nimetatakse aklimatiseerumiseks, see võib kesta mitu põlvkonda.

Taimede sort - kultuurtaimede rühm, mis selektsiooni tulemusena on saanud teatud omaduste komplekti (kasulik või dekoratiivne) , mis eristavad seda taimerühma teistest sama liigi taimedest. Igal taimesordil on ainulaadne nimi ja see säilitab oma omadused pärast korduvat kasvatamist.

Mikroorganismi tüvi - teatud tüüpi mikroorganismide puhaskultuur, mille morfoloogilisi ja füsioloogilisi omadusi on hästi uuritud. Tüvedest saab eraldada erinevatest allikatest(muld, vesi, toit) või samast allikast erinevatel aegadel. Seetõttu võib sama tüüpi bakteritel, pärmseentel, mikroskoopilistel seentel olla suur hulk tüvesid, mis erinevad mitmete omaduste poolest, näiteks tundlikkuse poolest antibiootikumide suhtes, võime moodustada toksiine, ensüüme ja muid tegureid. Mikroorganismide tüved, mida tööstuses kasutatakse valkude (eelkõige ensüümide), antibiootikumide, vitamiinide, orgaaniliste hapete jne mikrobioloogiliseks sünteesiks, on (selektsiooni tulemusena) palju produktiivsemad kui metsikud tüved.

Tõud, sordid, tüved ei ole võimelised eksisteerima ilma pideva tähelepanuta inimene. Iga sorti, tõugu, tüve iseloomustab teatud reaktsioon tingimustele keskkond. See tähendab, et nende positiivsed omadused saavad avalduda ainult teatud keskkonnategurite intensiivsuse korral. Teaduslike ja praktiliste institutsioonide teadlased uurivad põhjalikult uute tõugude ja sortide omadusi ning kontrollivad nende sobivust teatud kliimavööndis kasutamiseks, see tähendab, et nad teostavad nende tsoneerimist. Tsoneerimine niya - meetmete kogum, mille eesmärk on kontrollida teatud tõugude või sortide omaduste vastavust teatud loodusliku vööndi tingimustele, mis on vajalik tingimus nende ratsionaalne kasutamine mis tahes riigi territooriumil. Parimad teatud kliimavööndis kasutamiseks on tsoneeritud sordid, tõud, mille positiivsed omadused võivad ilmneda ainult teatud tingimustel.

Oli aegu, mil oli võimalik teadust jagada laiadeks ja üsna arusaadavateks distsipliinideks – astronoomia, keemia, bioloogia, füüsika. Kuid tänapäeval on kõik need valdkonnad muutumas spetsialiseeritumaks ja seotuks teiste teadusharudega, mis toob kaasa täiesti uute teadusharude tekkimise.

Esitame teie tähelepanu üheteistkümnest valikust uusimad trendid teadused, mis praegu aktiivselt arenevad.

Füüsikateadlased on juba rohkem kui sajandi teadnud kvantefekte, näiteks kvantide võimet ühes kohas kaduda ja teises kohas ilmuda või olla korraga mitmes kohas. Kvantmehaanika hämmastavaid omadusi ei kasutata aga mitte ainult füüsikas, vaid ka bioloogias.

Parim näide kvantbioloogiast on fotosüntees: taimed, aga ka mõned bakterid, kasutavad päikeseenergia, et ehitada vajalikke molekule. Selgub, et tegelikult põhineb fotosüntees hämmastaval nähtusel - väikesed energiamassid "uurivad" kõikvõimalikke isekasutamise viise ja seejärel "valivad" neist kõige tõhusama. Võib-olla on lindude navigeerimisvõimel, DNA mutatsioonidel ja isegi meie haistmismeel ühel või teisel viisil kokkupuude kvantefektidega. Kuigi see teadusvaldkond on endiselt üsna spekulatiivne ja vastuoluline, usuvad teadlased, et kunagi kvantbioloogiast võetud ideede loetelu võib viia uute ravimite ja biomimikrisüsteemide loomiseni (biomimeetria on veel üks uus teadusvaldkond, kus bioloogilisi süsteeme ja struktuure kasutatakse otseselt loomine uusimad materjalid ja seadmed).

Eksookeanograafide ja eksogeoloogide kõrval on eksometeoroloogid huvitatud teistel planeetidel toimuvate looduslike protsesside uurimisest. Nüüd, kui tänu suure võimsusega teleskoopidele on saanud võimalikuks uurida lähedalasuvate planeetide ja satelliitide sisemisi protsesse, saavad eksometeoroloogid jälgida nende atmosfääri- ja ilmastikutingimusi. Planeedid Jupiter ja Saturn oma tohutu ilmastikunähtuste ulatusega on uurimistööde kandidaadid, nagu ka planeet Marss, mille tolmutorme iseloomustab nende korrapärasus.
Eksometeoroloogid uurivad planeete, mis asuvad kaugemal Päikesesüsteem. Ja väga huvitav on see, et just nemad suudavad lõpuks leida märke maavälise elu olemasolust eksoplaneetidel, tuvastades orgaanilise aine jälgi või suurenenud CO 2 taset atmosfääris ( süsinikdioksiid) – tööstussüsteemi tsivilisatsiooni märk.

Nutrigenoomika on teadus, mis uurib toidu ja genoomi ekspressiooni vahelisi keerulisi seoseid. Selle valdkonna teadlased püüavad mõista geneetilise variatsiooni ja toitumisreaktsioonide aluseks olevat rolli toitainete mõju mõjutamisel inimese genoomile.
Toidul on inimeste tervisele tõesti suur mõju – ja see kõik algab sõna otseses mõttes mikroskoopilisel molekulaarsel tasandil. See teadus töötab selle nimel, et täpselt uurida, kuidas inimese genoom mõjutab gastronoomilisi eelistusi ja vastupidi. peamine eesmärk distsipliin on isikupärastatud toitumise loomine, mis on vajalik tagamaks, et meie toidud sobivad ideaalselt meie ainulaadse geneetilise ülesehitusega.

Kliodünaamika on distsipliin, mis ühendab ajaloolise makrosotsioloogia, kliomeetria ja pikaajalise sotsiaalse modelleerimise. matemaatilistel meetoditel põhinevad protsessid, samuti ajalooliste andmete süstematiseerimine ja nende analüüs.
Teaduse nimi pärineb kreeka ajaloo ja luule inspireerija Clio nimest. Lihtsamalt öeldes on see teadus katse ennustada ja kirjeldada laialdasi sotsiaalajaloolisi seoseid, mineviku uurimist ja ka potentsiaalne viis ennustada tulevikku, näiteks ennustada sotsiaalseid rahutusi.

Sünteetiline bioloogia on teadus uudsete bioloogiliste osade, seadmete ja süsteemide kavandamisest ja ehitamisest. See hõlmab ka praegu olemasolevate bioloogiliste süsteemide moderniseerimist tohutu hulga rakenduste jaoks.

Craig Venter, üks neist parimad spetsialistid selles valdkonnas tegi ta 2008. aastal avalduse, et suutis uuesti luua kogu bakteri geneetilise ahela, liimides selle kemikaalidega kokku. komponendid. 2 aasta pärast suutis tema meeskond luua "sünteetilise elu" - DNA ahela molekulid, mis loodi digitaalse koodi abil, seejärel prinditi spetsiaalsele 3D-printerile ja sukeldati elavasse bakterisse.

Tulevikus kavatsevad bioloogid analüüsida erinevat tüüpi geneetilist koodi, et luua spetsiaalselt biorobotite kehasse viimiseks vajalikud organismid, mille jaoks on võimalik toota kemikaale. ained - biokütus - täiesti nullist. Samuti on idee luua kunstlik bakter keskkonnareostuse vastu võitlemiseks või vaktsiin ohtlike haiguste raviks. Selle distsipliini potentsiaal on lihtsalt kolossaalne.

See teadusvaldkond on lapsekingades, kuid hetkel on selge, et see on vaid aja küsimus – varem või hiljem on teadlastel võimalik saada parim arusaam kogu inimkonna noosfäärist (absoluutselt kõigist teadaolevat teavet) ja kuidas teabelevi mõjutab peaaegu kõiki inimelu aspekte.

Sarnaselt rekombinantsele DNA-le, milles erinevad genoomide järjestused koondatakse, et luua midagi uut, uurib rekombinantne memeetika, kuidas mõningaid meeme – ideid, mis inimeselt inimesele edasi antakse – kohandatakse ja kombineeritakse teiste meemidega – väljakujunenud erinevad omavahel seotud meemide kompleksid. See võib olla väga kasulik aspekt “sotsiaalterapeutilistel” eesmärkidel, näiteks võitluses äärmuslike ideoloogiate leviku vastu.

Just nagu kliodünaamikat, uurib see teadus sotsiaalsed nähtused ja trendid. Peamise koha selles hõivab personaalarvutite kasutamine ja sellega seotud infotehnoloogiad. Muidugi arenes see distsipliin välja alles koos arvutite tulekuga ja interneti levikuga.

Erilist tähelepanu pööratakse meie igapäevaelust pärit kolossaalsetele infovoogudele, näiteks meilid, telefonikõned, kommentaarid sotsiaalmeedias. võrgud, ostud krediitkaartidega, päringud sisse otsingumootorid jne. Töönäidete saamiseks võite uurida sotsiaalsete võrgustike struktuuri. võrgustikud ja nende kaudu teabe levitamine või intiimsuhete tekkimise uurimine Internetis.

Põhimõtteliselt ei ole majandusteadusel otseseid kokkupuuteid tavapäraste teadusdistsipliinidega, kuid kõik võib muutuda absoluutselt kõigi teadusharude tiheda koosmõju tõttu. Seda distsipliini peetakse sageli ekslikult käitumuslikuks majandusteaduseks (inimkäitumise uurimine majanduslikke otsuseid). Kognitiivne majandusteadus on meie mõtete suuna teadus.

“Kognitiivmajandus... pöörab oma tähelepanu sellele, mis inimese peas tegelikult toimub, kui ta oma valikut teeb. Milline on inimese otsuste tegemise sisemine struktuur, mis seda mõjutab, millist informatsiooni meie mõistus sel hetkel kasutab ja kuidas seda töödeldakse? sisemised vormid inimese eelistused ja lõpuks, kuidas on kõik need protsessid käitumisega seotud?

Teisisõnu alustavad teadlased oma uurimistööd madalal, pigem lihtsustatud tasemel ja loovad otsustamispõhimõtete mikromudeleid spetsiaalselt suuremahulise majanduskäitumise mudeli väljatöötamiseks. Väga sageli on sellel teadusdistsipliinil seosed seotud valdkondadega, näiteks arvutusökonoomika või kognitiivteadusega.

Põhimõtteliselt on elektroonika otsene ühendus inertse ja anorgaanilise elektrijuhtide ja pooljuhtidega nagu vask ja räni. Uus elektroonikaharu kasutab aga juhtivaid polümeere ja väikeseid juhtivaid molekule, mis on süsinikupõhised. Orgaaniline elektroonika hõlmab orgaaniliste ja anorgaaniliste funktsionaalsete materjalide kavandamist, sünteesi ja töötlemist ning täiustatud mikro- ja nanotehnoloogiate arendamist.

Ausalt öeldes pole see täiesti uus teadusvaldkond, esimesed arendused tehti juba 20. sajandi 70ndatel. Kõiki selle teaduse eksisteerimise ajal kogunenud andmeid õnnestus aga osaliselt tänu nanotehnoloogilisele revolutsioonile ühendada alles hiljuti. Orgaanilise elektroonika tõttu esimene orgaaniline päikesepaneelid, iseorganiseerumisfunktsiooniga elektroonikaseadmete monokihid ja orgaanilised proteesid, mis asendavad inimesi kahjustatud jäsemeid: tulevikus võivad nn küborrobotid sisaldada rohkem orgaanikat kui sünteetikat.

Kui teid köidavad võrdselt matemaatika ja bioloogia, siis see distsipliin on teie jaoks. Arvutusbioloogia on teadus, mis püüab matemaatiliste keelte kaudu mõista bioloogilisi protsesse. Kõik see kehtib võrdselt ka teiste kvantitatiivsete süsteemide, näiteks füüsika ja arvutiteaduse kohta. Kanada teadlased Ottawa ülikoolist selgitavad, kuidas see võimalikuks sai:

„Seoses bioloogilise aparatuuri arenemisega ja arvutusvõimsuse üsna lihtsa ligipääsuga peavad bioloogiateadused haldama üha suuremat hulka andmeid ning teadmiste omandamise kiirus ainult kasvab. Seega nõuab andmete mõistmine nüüd rangelt arvutuslikku lähenemist. Samas on bioloogia füüsikute ja matemaatikute seisukohalt küpsenud sellisele tasemele, kus bioloogiliste mehhanismide teoreetiliste mudelite jaoks on saanud võimalikuks eksperimentaalne rakendamine. See on viinud arvutusbioloogia tõusuni.

Selles valdkonnas töötavad teadlased analüüsivad ja mõõdavad kõike alates molekulidest kuni ökosüsteemideni.

Valikuga seotud probleemide edukaks lahendamiseks on akadeemik N.I. Vavilov rõhutas eriti põllukultuuride sordi-, liigi- ja geneerilise mitmekesisuse uurimise olulisust; päriliku muutlikkuse uurimine; keskkonna mõju aretajale huvipakkuvate tunnuste kujunemisele; tunnuste pärandumise mustrite tundmine hübridisatsiooni ajal; ise- või risttolmlejate valikuprotsessi tunnused; kunstlikud valikustrateegiad.

Iga loomatõug, taimesort, mikroorganismide tüvi on kohanenud teatud tingimused, seetõttu on meie riigi igas tsoonis spetsiaalsed sordikatsejaamad ja aretusfarmid uute sortide ja tõugude võrdlemiseks ja katsetamiseks. Sest edukas töö Aretaja vajab lähtematerjali sordilist mitmekesisust. Üleliidulises Taimekasvatuse Instituudis N.I. Vavilov kogus kogu maailmast kultuurtaimede ja nende looduslike esivanemate sortide kollektsiooni, mida praegu täiendatakse ja mis on aluseks mis tahes põllukultuuride valikul.

Päritolukeskused Asukoht Kultuurtaimed 1. Lõuna-Aasia troopiline troopiline India, Indohiina, Kagu-Aasia saared Riis, suhkruroog, tsitrusviljad, baklažaanid jne (50% kultuurtaimedest) 2. Ida-Aasia Kesk- ja Ida-Hiina, Jaapan, Korea, Taiwan Sojaoad, hirss, tatar, puu- ja köögiviljakultuurid, ploom, kirss jne (20% kultuurtaimedest) 3. Edela-Aasia Väike-Aasia, Kesk-Aasia, Iraan, Afganistan, Edela-India Nisu, rukis, kaunviljad, lina, kanep, kaalikas, küüslauk, viinamarjad jne (14% kultuurtaimedest) 4. Vahemere riigid Vahemere kaldal Kapsas, suhkrupeet, oliivid, ristik (11% kultuurtaimedest) 5. Abessiinia Aafrika Abessiinia mägismaa kõva nisu, oder, banaanid, kohvipuu, sorgo 6. Kesk-Ameerika Lõuna-MehhikoMais, kakao, kõrvits, tubakas, puuvill 7. Lõuna-Ameerika Lõuna-Ameerika läänerannikKarul, ananass, tsinkoon

Risttolmlevate taimede (rukis, mais, päevalill) valikul kasutatakse massivalikut. Sel juhul on sort heterosügootsetest isenditest koosnev populatsioon ja igal seemnel on ainulaadne genotüüp. Massivaliku abil säilivad ja paranevad sordiomadused, kuid selektsiooni tulemused on juhusliku risttolmlemise tõttu ebastabiilsed.

Isetolmlevate taimede (nisu, oder, hernes) valikul kasutatakse individuaalset valikut. Sel juhul säilitab järglane vanemliku vormi tunnused, on homosügootne ja seda nimetatakse puhtaks liiniks. Puhas liin Puhas liin on ühe homosügootse isetolmleva isendi järglane. Kuna mutatsiooniprotsessid toimuvad pidevalt, siis absoluutselt homosügootseid isendeid looduses praktiliselt ei leidu. Mutatsioonid on enamasti retsessiivsed. Nad satuvad loodusliku ja kunstliku valiku kontrolli alla alles siis, kui muutuvad homosügootseks.

Seda tüüpi valikul on valiku tegemisel määrav roll. Iga taime mõjutab oma elu jooksul keskkonnategurite kompleks ning see peab olema kahjuritele ja haigustele vastupidav ning kohanenud teatud temperatuuri- ja veerežiimiga.

Seda nimetatakse sugulusaretuseks. Suguaretus toimub risttolmlevate taimede isetolmlemisel. Sugulusaretuseks valitakse taimed, mille hübriidid annavad maksimaalse heteroosiefekti. Sellised valitud taimed läbivad mitme aasta jooksul sunniviisilise isetolmlemise. Sugulusaretuse tulemusena muutuvad paljud retsessiivsed ebasoodsad geenid homosügootseks, mis viib taimede elujõulisuse vähenemiseni ja nende “depressioonini”. Seejärel ristatakse saadud jooned üksteisega, moodustuvad hübriidseemned, mis annavad heterootilise põlvkonna.

See on nähtus, kus hübriidid on mitmete tunnuste ja omaduste poolest paremad kui oma vanemvormid. Heteroos on iseloomulik esimese põlvkonna hübriididele, esimene hübriidpõlvkond annab saagikuse kasvu kuni 30%. Järgmistes põlvkondades selle mõju nõrgeneb ja kaob. Heteroosiefekti seletatakse kahe peamise hüpoteesiga. Dominantsi hüpotees viitab sellele, et heteroosi mõju sõltub domineerivate geenide arvust homosügootses või heterosügootses olekus. Mida rohkem geene on genotüübis domineerivas olekus, seda suurem on heteroosi mõju. P AAbbCCdd×aaBBccDD F 1 AaBbCcDd

Üledominatsiooni hüpotees seletab heteroosi fenomeni üledominantsi efektiga. Üledominantsus Üledominantsus on alleelsete geenide interaktsiooni tüüp, mille puhul heterosügootid on oma omadustelt (kaalu ja produktiivsuse poolest) paremad kui vastavad homosügootid. Alates teisest põlvkonnast heteroos kaob, kuna mõned geenid muutuvad homosügootseks. Aa × Aa AA 2Aa aa

Võimaldab kombineerida erinevate sortide omadusi. Näiteks nisu aretamisel toimige järgmiselt. Ühe sordi taime õite tolmukad eemaldatakse, teise sordi taim asetatakse selle kõrvale veega nõusse ja kahe sordi taimed kaetakse ühise isolaatoriga. Selle tulemusena saadakse hübriidseemned, mis ühendavad aretaja poolt soovitud erinevate sortide omadused.

Polüploidsetel taimedel on suurem vegetatiivsete organite mass ning suuremad viljad ja seemned. Paljud põllukultuurid on looduslikud polüploidid: nisu, kartul, aretatud on polüploidse tatra ja suhkrupeedi sorte. Liike, mille puhul sama genoom korrutatakse mitu korda, nimetatakse autopolüploidideks. Klassikaline viis polüploidide saamiseks on seemikute töötlemine kolhitsiiniga. See aine blokeerib mitoosi käigus spindli mikrotuubulite moodustumist, rakkude kromosoomide komplekt kahekordistub ja rakud muutuvad tetraploidseks.

Kaugete hübriidide viljatuse ületamise tehnika töötas 1924. aastal välja Nõukogude teadlane G.D. Karpetšenko. Ta toimis järgmiselt. Kõigepealt ristasin redise (2n = 18) ja kapsa (2n = 18). Hübriidi diploidne komplekt oli võrdne 18 kromosoomiga, millest 9 kromosoomi olid "haruldased" ja 9 "kapsas". Saadud kapsa-rõika hübriid oli steriilne, kuna meioosi ajal ei konjugeerunud "haruldased" ja "kapsa" kromosoomid.

Järgmisena kolhitsiini abiga G.D. Karpechenko kahekordistas hübriidi kromosoomikomplekti, polüploidil hakkas olema 36 kromosoomi; meioosi ajal konjugeeriti "haruldased" (9 + 9) kromosoomid "haruldaste" kromosoomidega, "kapsas" (9 + 9) "kapsaga". Viljakus taastus. Nii saadi nisu-rukki hübriide (tritikale), nisu-nisuheina hübriide jne.. Liigid, milles ühinemine toimus erinevad genoomidühes organismis ja seejärel nimetatakse nende mitmekordset suurenemist allopolüploidideks.

Vegetatiivselt paljundatavate taimede valikul kasutatakse somaatilisi mutatsioone. I.V. kasutas seda oma töös. Michurin. Vegetatiivse paljundamise abil on võimalik säilitada kasulik somaatiline mutatsioon. Lisaks säilivad paljude sortide omadused ainult vegetatiivse paljundamise teel. puuviljad ja marjad põllukultuurid

Põhineb erinevate kiirguste mõju avastamisel mutatsioonide tekitamiseks ja keemiliste mutageenide kasutamisel. Mutageenid võimaldavad saada laias valikus erinevaid mutatsioone. Tänapäeval on maailmas loodud üle tuhande sordi, mis põlvnevad üksikutest mutanttaimedest, mis on saadud pärast kokkupuudet mutageenidega.

Mentormeetod Mentormeetodi kasutamine I.V. Michurin püüdis muuta hübriidi omadusi soovitud suunas. Näiteks kui oli vaja parandada hübriidi maitset, poogiti selle võrale hea maitsega vanemorganismi pistikud või pookealusele hübriidtaim, mille suunas tuli muuta hübriidi omadusi. hübriid. I.V. Michurin tõi välja võimaluse kontrollida teatud tunnuste domineerimist hübriidi arendamise käigus. Selleks tuleb arengu algfaasis kokkupuude teatud välised tegurid. Näiteks kui kasvatatakse hübriide avatud maa, kehval pinnasel suureneb nende külmakindlus.