Живых организмов

Под наследственностью подразумевается свойство роди­телей передавать свои признаки и особенности развития сле­дующему поколению.

Изменчивостью называют способность живых организ­мов приобретать новые признаки и свойства.

Благодаря наследственности каждый вид живых организ­мов на протяжении поколений сохраняет характерные для не­го черты. Обеспечение преемственности свойств — лишь одна из сторон наследственности; вторая ее сторона — точная пе­редача специфического для каждого организма типа разви­тия, т. е. становления в ходе онтогенеза (индивидуального развития) определенных признаков и свойств, и присущего только этому типу организмов обмена веществ.

Ведущая роль в осуществлении специфического биосинте­за микромолекул, обеспечения процессов морфогенеза и пе­редачи наследственной информации, определяющей видоспе-цифичность организма, сложившуюся в ходе эволюции, принадлежит нуклеиновым кислотам (РНК и ДНК) — хро­мосом клеточного ядра. Участок молекулы ДНК (или участок хромосомы), определяющий возможность развития отдельно­го элементарного признака (или синтез одной белковой моле­кулы), называется геном. Передаваясь из поколения в поко­ление, хромосомы несут признаки формы, величины, окраски, онтогенеза, размножения и т. д.

В клетках живых организмов хромосомы всегда парны, т. е. в любой клетке имеется по две одинаковые хромосомы каждого сорта. Такие хромосомы называются гомологически­ми (одинаковыми). Одну половину хромосом потомство полу­чает от матери, а вторую (гомологичную) — от отца. Хромо­сомы родителей передаются своим детям через гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды), которые вырабатываются по­ловыми клетками. В половых клетках обычное число хромо­сом, характерное для каждого вида, уменьшается вдвое, а при оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом обычное (двой­ное) число хромосом вновь восстанавливается. Одинарный набор хромосом (в гаметах) носит название гаплоидного чис­ла, а двойной набор хромосом — диплоидного числа.

Наследственные различия между видами определяются не столько числом хромосом или их величиной и формой, сколь­ко генами. Гены располагаются в линейной последовательно­сти вдоль всей хромосомы. Каждый ген занимает свое опреде­ленное место, или локус, строго определенной хромосомы. В гаплоидном наборе хромосом имеется только один ген, ответ­ственный за развитие данного конкретного признака. В дип­лоидном наборе хромосом содержится две гомологические хромосомы, а следовательно и два гена, определяющие разви­тие одного какого-то признака. Гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологических хромосом и ответственные

за развитие одного признака, называются аллельными. Но в результате мутации может произойти замена одного нуклео-тида в ДНК на другой. Тогда и признак, обусловленный этим геном, тоже несколько изменится.

Мутация, вызывающая изменение структуры гена, т. е. появление варианта исходного гена, приводит и к появлению варианта признака. Ген может мутировать неоднократно. В результате этого возникает несколько аллельных генов. Сово­купность таких аллельных генов, определяющих многообра­зие вариантов признака, называется серией аллельных генов. Гены взаимодействуют между собой и, оказавшись в единой системе (генотипе), могут сильно влиять на проявление дей­ствия соседних генов.

Мутации (наследственные изменения генетического ма­териала) определяются генотипом и сохраняются в ряду поко­лений. Чаще всего это мелкие, едва заметные отклонения от нормы.

Возникающие в структуре ДНК спонтанные изменения (мутации) могут стимулироваться внешними воздействиями и, если не приводят к летальным последствиям, передаются потомству, составляя элементарный материал эволюции. Би­ологические же популяции содержат резерв разнообразных мутаций, находящихся в рецессивном, подавленном состоя­нии. При повышении концентрации этих мутаций в популя­ции создаются условия для их проявления и включения в про­цесс естественного отбора, который приводит к размножению и развитию организмов, проявляющих новые свойства и ка­чества.

Изменчивость признаков организма, возникшая под вли­янием условий существования (экологической информации), называется паратипической.

Комплекс же свойств организма (генотип) — морфологи­ческих, анатомических, физиологических, биохимических, рефлекторных и других, и внешних признаков (паратип) на­зывают фенотипом (генотип + паратип = фенотип).

Изменчивость живых организмов, ведущая к возникнове­нию новых качеств, в сочетании с наследственностью, закреп­ляющей эти новые качества, или свойства, широко использу­ется в селекционной работе.

Селекция как наука о методах создания и совершенство­вания пород живых организмов разрабатывает способы воз­действия на их свойствах целью изменения наследственных качеств в нужном для человека направлении.

В селекционной работе с пчелами, как и другими живыми организмами, используют массовый отбор семей, отбор по ка-

честву потомства, отбор по происхождению, племенной под­бор. Но медоносные пчелы имеют весьма существенные био­логические отличия, затрудняющие селекцию. В пчелиной семье, кроме половозрелых особей — матки и трутня, имеют­ся и не способные к размножению женские особи — рабочие пчелы, составляющие основную массу особей семьи, выпол­няющие все многочисленные работы в улье и создающие зна­чительные объемы специфических продуктов (мед, воск и др.). Но потомства рабочие пчелы не дают; все наследствен­ные признаки сосредоточены у половозрелых особей — матки и трутней. Следовательно, оценивать семьи приходится по продуктивности рабочих пчел, а размножать — через особей, в производстве продукции непосредственно не участвующих. Таким образом, отбор ведут по работе одних особей семьи, а размножение — по данным других.

Каждая пчелиная семья с маткой, рабочими пчелами и трутнями — биологически сложная система, отличающаяся от себе подобных своими индивидуальными особенностями до тех лор, пока в ней находится одна и та же матка, то есть каж­дая семья имеет свой генотип, и потому даже дочери от одних и тех же родителей не бывают совершенно сходными между собой; всегда имеются различия как между потомками, так и между родителями и их потомством. После каждой смены матки через 1,5—2 мес. (в летних условиях) меняются все пчелы и семья приобретает новые качества, соответствующие генотипу новой матки. Еще большее разнообразие (изменчи­вость) наблюдается в семьях на пасеке, казалось бы, имеющей одну популяцию пчел.

Если внимательно понаблюдать на пасеке за пчелиными семьями, то можно заметить, и очень скоро, насколько отли­чаются друг от друга они по интенсивности и характеру лет­ной деятельности, по отношению к окружающей среде (внеш­ним предметам, погодным условиям и др.). Такое явление носит название фенотипической изменчивости организмов.

Для медоносных пчел характерно не только размножение отдельных особей, что ведет лишь к увеличению количества пчел в семье, но и роение (второй вид размножения),— веду­щее к получению дочерних семей.

Установлено, что у медоносной пчелы имеет место поли­андрия, суть которой заключается в том, что матка спарива­ется в начале своей жизни не с одним, а с 8 — 10 (иногда с 15) трутнями.

В нормальной семье оплодотворенные яйца откладывает только одна матка. В ее организме формируются неоплодотво-ренные, т. е. генетически однородные яйца; однако они могут

оплодотвориться сперматозоидами разных трутней, находя­щимися в ее спермоприемнике. Поэтому матка дает неодно­родное в генетическом отношении потомство. Определить происхождение пчел, по отцовской линии, если не контроли­ровать процесс спаривания матки с трутнями, практически невозможно.

Спаривается матка в воздухе во время полета, что в ос­новном исключает возможность близкородственного спарива­ния, которое было бы неизбежным, если бы матки спарива­лись внутри улья; но при этом контроль за спариванием маток с трутнями сильно затрудняется.

Вылетая из улья, матки могут встретиться с трутнями из пчелиных семей, находящихся на значительном расстоянии от места спаривания. Иногда такие места находятся на рассто­янии 12 —14 км от улья матки.

К факторам, способствующим селекции пчел, следует от­нести время развития особей (пчелы-работницы —21 сутки, матки — 16—17, трутня —24) и смену пчел в семье в тече­ние весенне-летнего периода за 35—45 дней. Подсадив в семьи новых маток, можно заменить одну породу пчел другой.

От выделенной для размножения матки с высокой плодо­витостью можно вывести за весенне-летний сезон многие ты­сячи маток-дочерей и обеспечить этим быстрое широкомасш­табное проведение селекционной работы.

Облегчается возможность выбраковки неудовлетвори­тельных пчелиных семей без большого нарушения хозяйст­венных задач пасеки. Для этого достаточно лишь в первую по­ловину сезона заменить матку неудовлетворительной семьи на другую, с селекционными признаками. Можно менять ма­ток через каждые два сезона их работы в семьях, и, следова­тельно, сроки получения и испытания последующих поколе­ний пчел могут быть значительно короче, чем у многих других живых организмов.

В пчеловодстве возможно (при достаточной изоляции пче­линых семей от соседних пасек) успешно вести отбор только по материнской линии, так как в силу гаплоидного происхож­дения трутней совершенно аналогичный отбор будет вестись и по линии трутней, только эффект его скажется на 1—2 года позже.

Основными задачами селекционной работы в пчело­водстве является получение пчелиных семей высокого ка­чества с широкой возможностью повышения их продуктив­ности, так как от этого в значительной степени зависят результаты работы пчеловода. Следовательно, хорошая пче­линая семья должна обладать высокой работоспособностью;

способностью быстро развиваться, чтобы достичь пика разви­тия к.гласному медосбору; неройливостью; незлобливостью; устойчивостью к болезням; способностью хорошо переносить зиму, использовать для сбора нектара и пыльцы все растения, в том числе и труднодоступные для пчел, совершать полеты в атмосферных условиях, отличительных от оптимальных; хо­рошей продолжительностью жизни рабочих пчел и др.

Успех селекционной работы определяется в значительной степени исходным материалом. Существующие на терри­тории нашей страны многообразные популяции пчел, отлича­ющиеся суммой хозяйственно-полезных признаков, имеющие определенный ареал и приспособленные к определенным при­родным и медосборным условиям, являются преимущест­венно продуктом продолжительного воздействия условий сре­ды. Тем не менее со времени возникновения бортневого, а затем и пасечного пчеловодства, и особенно при содержании в разборных рамочных ульях, эволюция пчел совершалась под непосредственным воздействием пчеловода. Огромное раз­нообразие природных и хозяйственных условий на террито­рии государства и заселение многих районов пчелами способ­ствовали формированию ряда ценных аборигенных пород пчел.

За последние десятилетия осуществлены попытки выведе­ния «культурных» пород медоносной пчелы и уже получены некоторые результаты. Хорошо зарекомендовала себя приокс-кая породная группа (НИИ пчеловодства РСФСР), сочета­ющая в себе основные полезные свойства серой горной кав­казской породы с зимостойкостью и выносливостью среднерусской породы пчел.

При проведении селекционно-племенной работы в пчело­водстве используют два основных метода разведения: чисто­породное (матка и трутень одной породы, потомство чистопо­родное) и скрещивание (матка и трутень разных пород, потомство смешанное).

В качестве основной формы селекции применяют массо­вый отбор, включающий:

— ежегодное выявление на пасеке наиболее продуктив­
ных пчелиных семей;

— закрепление у выявленных семей хозяйственно-полез­
ных признаков путем создания оптимальных условий для их
содержания;

— вывод пчелиных маток и трутней в семьях, отвечаю­
щих задачам селекции (продуктивность, зимостойкость, ми­
ролюбие и др.), исключая вывод трутней в рядовых семьях;

— выбраковку рядовых семей, производство взамен их от-

водков от лучших и племенных семей с высокопородными матками.

Для выявления наиболее качественных семей (продук­тивных и с хорошей зимостойкостью) ежегодно весной и осенью проводят оценку, или бонитировку, каждой пчелиной семьи по продуктивности, зимостойкости и др. Для этого все семьи пасеки делят на 3 группы.

Первая группа должна состоять из самых высокопродук­тивных, самых выносливых по зимостойкости семей, которые собрали вместе с отводками, полученными от них, или вы­шедшими из них роями не менее чем в 1,5 раза больше меда по сравнению со среднепасечными показателями.

От семей этой группы после получают маток и трутней с целью их репродукции и создания на их основе семей с высо­кими продуктивными и зимостойкими показателями.

Во вторую группу сводят рядовые семьи, каждая из кото­рых собрала вместе с полученным от нее приростом от 80 до 150 % меда по сравнению со среднепасечными данными. Эти семьи используют только для производства продукции.

В третью группу относят непродуктивные и малопродук­тивные семьи, собравшие каждая с отводком или роем от нее по сравнению со среднепасечным валовым медосбором не ме­нее 80 % меда. Такие семьи выбраковывают путем объедине­ния по 2—3 семьи в одну, оставляя одну из маток. За 20—25 дней до конца главного медосбора матку в объединенной семье помещают в клеточку и оставляют в середине гнезда. К концу медосбора пчел в такой семье остается мало и их при­соединяют к соседней семье.

Если семьи с матками-дочерьми, полученными от первой группы, на следующий год окажутся по тем же показателям не хуже своих родителей, то такие семьи относят к племенно­му ядру пасеки.

Непрерывный массовый отбор в сочетании с хорошими ус­ловиями содержания пчел позволяет в течение 3—4 лет пол­ностью заменить племенное обновление. При этом на замену маток матками-дочерьми во второй группе от пчелиных семей первой группы потребуется два года.

Эффект гетерозиса, или улучшение у помесных потом­ков одного или нескольких признаков, является при массовом отборе случайным явлением, обусловленным аддитивным действием генов, имеющихся у обоих родителей и объединен­ных у помесного потомка в результате скрещивания. В первом поколении может произойти усиление таких желательных признаков, как работоспособность, незлобливость, продол­жительность жизни, устойчивость к заболеваниям и т. п. В

семьях, которые имеют маток с явным проявлением гетерози­са, зимой подмор бывает гораздо меньше, они лучше осваива­ют медовые корпуса или магазинные надставки и, как прави­ло, дают продукции на 20—30 % больше.

Однако в последующих поколениях происходит расщеп­ление приобретенных признаков, что на практике приводит к значительному снижению качества семьи и производства про­дукции (может усиливаться злобливость пчел, их склонность к воровству и т. п.). Вот почему через каждые два года необ­ходимо проводить работы по дальнейшему улучшению пчел в семьях первой группы.

Преимущество массового отбора заключается в его прос­тоте, благодаря чему такой отбор можно применять на любой по численности семей пасеке. Вместе с тем при массовом от­боре через 3—4 года не исключается близкородственное спа­ривание (степень инбридинга) и, как следствие этого, резкое ухудшение всех качественных показателей семей. В таких случаях в сотах этих семей обнаруживается пестрый расплод как следствие появления в ячейках диплоидных трутневых личинок, которые поедаются пчелами и на место которых матка вновь откладывает яйца; так на одном соте появляется разновозрастный расплод. Особенно это наблюдается на изо­лированных пасеках. С целью предупреждения такого явле­ния один раз в 2—3 года проводят замену племенных маток и последующий вывод от семей с такими матками маток-доче­рей или трутней.

Хорошие результаты дает также единовременное пород­ное обновление пчел. Суть его состоит в том, чтобы получить из питомников племенных маток, которыми и заменить преж­них маток во всех семьях в этот же год.

При проведении селекционной работы в пчеловодстве ча­сто прибегают к методу индивидуального отбора с проверкой семей по потомству. Племенной считают семью только в том случае, если она не только сама отличается высокой продук­тивностью и другими положительными признаками, но и пе­редает эти ценные качества потомству.

Первая задача, решаемая пчеловодом при индивидуаль­ном отборе, заключается в выделении 2—4 пчелиных семей, отличающихся наиболее высокой продуктивностью, другими хозяйственно полезными качествами и типичными признака­ми районированной породы. От каждой из них выводят 30—50 маток-дочерей, которых подсаживают в семьи, находящиеся в одинаковых условиях. Этих маток спаривают на изолирован­ном пункте, чтобы набор трутней у всех испытываемых маток был одинаков.

Группам семей с дочерними матками создают одинаково благоприятные для их развития и работы условия; их про­дуктивность и другие полезные признаки тщательно учиты­вают.

К концу 2-го года работы получают данные о зимостойко­сти и средней продуктивности семей с матками-дочерьми, полученными от каждой поставленной на испытание матки-родоначальницы. Сравнивая между собой по основным пока­зателям семьи всех групп, выделяют пчелиные семьи той группы, которые отличились наиболее высокими показателя­ми. Следовательно, матку-родоначальницу семей этой груп­пы можно считать племенной — она передает потомству свой ценные качества. Ее и используют для последующего получе­ния маток-дочерей или трутней.

Для большей достоверности потомство маток-родоначаль­ниц оценивают по качественным признакам в течение двух лет. За это время матка-родоначальница может состариться и даже погибнуть, поэтому ее потомство (маток и трутней) вы­возят для спаривания на изолированный пункт, получают от них 10—15 маток-дочерей, которых и подсаживают в пчели­ные семьи, используя для размножения лучшие семьи с этими матками. Их наследственность в наибольшей степени прибли­жается к наследственности матки-родоначальницы, постав­ленной на испытание. Если же из-за отсутствия изолирован­ного пункта осуществить контролируемое спаривание невозможно, то для размножения используют лучшие семьи с ее матками-дочерьми первого поколения.

Все хозяйственно полезные признаки пчелиных семей наиболее полно могут проявиться только при создании для них благоприятных условий содержания, кормления и ухода.

Одним из важнейших требований селекционно-племен­ной работы и улучшения качества пчелиных семей является обильное снабжение пчел кормами. Для этого необходимо предоставлять семьям пчел достаточную медоносную базу из сочетания энтомофильных сельскохозяйственных культур с естественными медоносными растениями. Только при соблю­дении этих принципов, регулярных перевозках пчел к допол­нительным источникам медосбора может полностью про­явиться наследственность таких важных признаков, как медопродуктивность и другие производственные возможности пчелиных семей.

Каждая опытная семья должна обеспечиваться норматив­ным количеством сотов, загружаться работой так, чтобы она не могла прийти к нежелательному инстинкту роения. Вывоз пчел на медосбор или посев медоносов на прилегающих к па-

секе угодьях — наиболее могучее средство предотвращения роения.

Важным вопросом племенной работы является усиление зимостойкости пчелиных семей, для чего используют зимовку пчел при пониженных температурах (О..+2°С) или же на воле.

Не следует забывать, что для проявления хозяйственно-полезных признаков пчел необходимо соблюдать основные требования санитарии и гигиены. Смена гнезд, при которой выбраковываются старые, дефектные соты и семья постепен­но переводится на новые,— одно из главных требований для поддержания силы и состояния здоровья семьи. При выявле­нии каких-либо заболеваний срочно принимают меры к про­ведению лечебно-профилактических мероприятий.

Все эти требования особенно полно и в первую очередь выполняют по отношению к испытуемым семьям.

Чтобы пчелиная семья могла полностью проявить свои индивидуальные качества, необходимо обеспечить ей воз­можность индивидуального роста и развития. При строгом от­боре надо ограничиваться созданием ей необходимых усло­вий, но не проводить резких изменений ее состояния.