Τεχνητή επιλογή (Επιλεκτική αναπαραγωγή): Ορισμός & παραδείγματα

Η διαδικασία του ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ είναι ο μηχανισμός που οδηγεί τη βιολογική εξέλιξη, μια θεωρία που περιγράφηκε για πρώτη φορά διάσημα στα μέσα του 1800 χάρη στο ανεξάρτητο έργο του Charles Darwin και Άλφρεντ Ράσελ Γουάλας.

Η εξέλιξη εξηγεί τη γενετική ποικιλομορφία της ζωής στη Γη, η οποία προέρχεται από έναν κοινό πρόγονο στην αυγή της ζωής στον ίδιο τον πλανήτη περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Η εξέλιξη έχει συμβεί στη φύση χάρη σε ένα σχήμα που περιγράφεται ως κατάβαση από τροποποίηση, που προτείνει ότι τα κληρονομικά χαρακτηριστικά (δηλαδή, χαρακτηριστικά που μπορούν να μεταδοθούν μέσω γονιδίων από μια γενιά οργανισμών στο επόμενης γενιάς) που είναι ευνοϊκές και που παρέχουν γενετική "καταλληλότητα", γίνονται πιο διαδεδομένες σε μια ομάδα ή είδη οργανισμών χρόνος.

Αυτό συμβαίνει επειδή τα εν λόγω γονίδια επιλέγονται φυσικά από τις πιέσεις του περιβάλλοντος στο οποίο ζουν δεδομένοι οργανισμοί.

Η τεχνητή επιλογή, ή η επιλεκτική αναπαραγωγή, χρησιμοποιεί τις αρχές της φυσικής επιλογής για τη δημιουργία πληθυσμών ζώων ή φυτών που ευθυγραμμίζονται με τις ανάγκες ανθρώπινων αγροτών, ερευνητών ή κτηνοτρόφων σόου ή αθλητισμού των ζώων.

Στην πραγματικότητα, ήταν η μακροχρόνια πρακτική της τεχνητής επιλογής που βοήθησε στην καθοδήγηση των ιδεών του Δαρβίνου σχετικά με το φυσικό επιλογή, γιατί παρείχε αυστηρά και γρήγορα παραδείγματα για το πώς τα γονίδια έγιναν πιο διαδεδομένα σε πληθυσμούς που είναι γνωστοί εισόδους.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ πρέπει να γίνει κατανοητό για να κατανοηθεί πλήρως η τεχνητή επιλογή. Η φυσική επιλογή δεν λειτουργεί σε μεμονωμένους οργανισμούς αλλά σε γονίδια - με άλλα λόγια, μήκη δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) που φέρει τον "κωδικό" για ένα συγκεκριμένο πρωτεϊνικό προϊόν.

Επισήμως, η φυσική επιλογή περιλαμβάνει τέσσερις πτυχές:

1. Υπάρχει γενετική διακύμανση στα χαρακτηριστικά σε πληθυσμό ζώων. Εάν όλα τα ζώα ενός είδους ήταν γενετικά πανομοιότυπα - δηλαδή, αν είχαν όλα το ίδιο DNA και επομένως τα ίδια γονίδια - τότε κανένα χαρακτηριστικό δεν θα μπορούσε να επιλεγεί, φυσικά ή σκόπιμα, γιατί κανένα δεν θα δημιουργούσε μεγαλύτερα ή μικρότερα επίπεδα γενετικών καταλληλότητα.
   
2. Υπάρχει διαφορική αναπαραγωγή. Δεν μεταδίδουν όλα τα ζώα τα γονίδια τους στον μέγιστο αριθμό απογόνων.
   
3. Τα διαφορετικά χαρακτηριστικά είναι κληρονομικά. Τα γνωρίσματα που κάνουν ένα ζώο πιο πιθανό να επιβιώσουν σε ένα δεδομένο περιβάλλον μπορούν να μεταδοθούν στον απόγονο αρχικά.
   
4. ΕΝΑμετατόπιση της αναλογίας των οργανισμών και η υποκείμενη γενετική τους σύνθεση με την πάροδο του χρόνου είναι το αποτέλεσμα. Θα αναμενόταν ότι, ανάλογα με την ένταση των πιέσεων επιλογής σε ένα δεδομένο περιβάλλον, η αναλογία των οργανισμών που ταιριάζουν με τα άτομα που ταιριάζουν περισσότερο με την πάροδο του χρόνου. Συχνά, συμβαίνουν γεγονότα εξαφάνισης και οι λιγότερο κατάλληλοι οργανισμοί εξαφανίζονται από το οικοσύστημα εντελώς.

Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι ξεκινάτε με ένα είδος ζώων που έχουν είτε κίτρινη γούνα είτε μοβ γούνα, και αυτά τα ζώα μόλις μετεγκαταστάθηκαν σε μια πορφυρή ζούγκλα σε κάποιο ανεξερεύνητο τμήμα του κόσμος. Τα μωβ ζώα είναι πιθανό να αναπαράγονται με υψηλότερο ρυθμό, επειδή θα μπορούσαν να κρυφτούν πιο εύκολα αρπακτικά κρυμμένα μέσα στην πορφυρή βλάστηση, ενώ τα κίτρινα ζώα θα γινόταν πιο εύκολα μακριά από."

Λιγότερα κίτρινα ζώα που επιβιώνουν θα είχαν ως αποτέλεσμα λιγότερα κίτρινα ζώα διαθέσιμα για ζευγαρώματα και αναπαραγωγή. Εάν το χρώμα της γούνας ήταν τυχαίο, τότε κανένα σύνολο γονέων δεν θα ήταν πιο πιθανό από οποιοδήποτε άλλο να παράγει μωβ, και έτσι να ταιριάζει (σε ​​αυτό το περιβάλλον) απόγονος. Αλλά εδώ, τα μωβ ζώα είναι πράγματι πιο πιθανό να παράγουν μωβ απογόνους, και παρόμοια για κίτρινα ζώα.

Στο πλαίσιο της φυσικής (και κατ 'επέκταση τεχνητής) επιλογής, η «παραλλαγή» ισοδυναμεί με "γενετική παραλλαγή." Στο παράδειγμα των ζώων μας, τα γονίδια μοβ-γούνας γίνονται πιο διαδεδομένα σε αυτό το μοβ χρώμα ζούγκλα.

Πιθανότατα έχετε ακούσει για τη χρήση ναρκωτικών που βελτιώνουν την απόδοση στον αθλητισμό ή το «ντόπινγκ», μια πρακτική που απαγορεύεται στις περισσότερες περιπτώσεις λόγω ενός συνδυασμού ζητημάτων ηθικής και ασφάλειας. Αυτά τα φάρμακα επιτρέπουν στο σώμα να επιτύχει μεγαλύτερα επιτεύγματα δύναμης και αντοχής χάρη στις διευρύνσεις των μυών ή άλλες φυσικές βελτιώσεις που δεν θα συνέβαιναν χωρίς τα πρόσθετα φάρμακα.

Αυτά τα φάρμακα, ωστόσο, λειτουργούν μόνο λόγω διαδικασιών που βρίσκονται στο παιχνίδι: άσκηση, προπόνηση και αγώνας στην πράξη στον ανταγωνισμό. Με άλλα λόγια, τα απαγορευμένα φάρμακα δεν δημιουργούν πρωτοφανή φυσικά χαρακτηριστικά, όπως η ανάπτυξη επιπρόσθετων ποδιών ή βραχιόνων. "απλώς" ακονίζουν και αυξάνουν ήδη τις δυνατότητες.

Τεχνητή επιλογή μπορεί να προβληθεί σχεδόν στο ίδιο πλαίσιο. Είναι μια μορφή γενετική τροποποίηση που παίζει με τις σταθερές αρχές της φυσικής επιλογής που αναφέρθηκαν προηγουμένως και που ενισχύει σκόπιμα μία ή περισσότερες από τις μεταβλητές που βρίσκονται ήδη στο παιχνίδι για να επιτύχουν ένα επιθυμητό αποτέλεσμα.

Η τεχνητή επιλογή είναι η σκόπιμη επιλογή των γονέων, δηλαδή των οργανισμών που θα αναπαραχθούν, και γι 'αυτό είναι επίσης γνωστό ως «επιλεκτική αναπαραγωγή». Αυτό γίνεται για τη δημιουργία μεμονωμένων οργανισμών (φυτών ή ζώων) με ευεργετικά ή επιθυμητά χαρακτηριστικά.

Η τεχνητή επιλογή, που είναι στην πραγματικότητα ένας τύπος γενετικής μηχανικής, ασκείται σε όλο τον κόσμο για χιλιάδες χρόνια. Ακόμα κι αν οι άνθρωποι δεν ήξεραν ακριβώς πως ζώα αγροκτήματος με επιθυμητά γνωρίσματα μπόρεσαν να μεταδώσουν αυτά τα γνωρίσματα στους απογόνους, γνώριζαν ότι αυτό συνέβη και μετατόπισε ανάλογα την εκτροφή τους.

Εάν ορισμένες αγελάδες σε ένα αγρόκτημα ήταν μεγαλύτερες και παρείχαν περισσότερο κρέας, αναπαραγωγή αγελάδων αμέσως Η «οικογένεια» αυτών των ισχυρών δειγμάτων ήταν πιθανό να παράγει παρόμοια μεγάλα απογόνους και μεγαλύτερη απόδοση βοείου κρέατος. Οι ίδιες αρχές μπορούν να εφαρμοστούν στις καλλιέργειες, συχνά με μεγαλύτερη έμφαση λόγω λιγότερων ηθικών ανησυχιών στον τομέα των φυτών αναπαραγωγής έναντι των ζώων αναπαραγωγής.

Από βιολογική άποψη, η τεχνητή επιλογή οδηγεί σε αύξηση γενετικής παρέκκλισηςή αλλαγή στη συχνότητα των γονιδίων σε ένα είδος με την πάροδο του χρόνου. Επιλέγοντας τα επιθυμητά γονίδια και τα γνωρίσματα που προσδίδουν, οι άνθρωποι επιδιορθώνουν τα φυτά και τα ζώα πληθυσμοί στους οποίους και τα δύο «καλά» γονίδια έχουν αυξηθεί και τα «κακά» γονίδια έχουν καταργηθεί ή εξαλείφθηκε.

Μέχρι το 1850, λίγο πριν από τη δημοσίευση του πρωτοποριακού έργου του Σχετικά με την προέλευση των ειδών, Ο Charles Darwin είχε ήδη αναπτύξει μια αμφιλεγόμενη ιδέα για να εξηγήσει την παραλλαγή των "φυλών" μέσα σε είδη: ότι οι άνθρωποι είχαν χειριστεί το σύνθεση των ειδών ζευγαρώνοντάς τα με προγραμματισμένους τρόπους, μια διαδικασία που βασίστηκε σε κάποιον άγνωστο γενετικό μηχανισμό για να το επιτύχει.

(Εκείνη την εποχή, οι άνθρωποι δεν ήξεραν τίποτα για το DNA, και στην πραγματικότητα τα πειράματα του Γκρέγκορ Μέντελ, που έδειξε πώς μεταδόθηκαν τα χαρακτηριστικά και θα μπορούσε να είναι κυρίαρχο ή υπολειπόμενο, μόλις άρχισαν στα μέσα της δεκαετίας του 1850.)

Οι πολλές παρατηρήσεις του Ντάργουιν για ένα συγκεκριμένο είδος περιστεριού που ήταν δημοφιλής στην πατρίδα του την Αγγλία εκείνη την εποχή περιελάμβαναν το γεγονός ότι περιστέρια που είχαν εκτραφεί με τρόπο που παρήγαγε σημαντικά διαφορετικά μεγέθη, χρώματα και ούτω καθεξής θα μπορούσαν ωστόσο να εκτραφούν μεταξύ τους άλλα. Με άλλα λόγια, όλα ήταν ακόμη περιστέρια, αλλά διαφορετικοί παράγοντες στο περιβάλλον είχαν αλλάξει συστηματικά τη γενετική εικόνα σε ορισμένες κατευθύνσεις.

Το πρότεινε ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ ενήργησε με τον ίδιο τρόπο, και στα ίδια μόρια, ό, τι κι αν ήταν, αλλά για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους και χωρίς συνειδητή χειραγώγηση από ανθρώπους ή οποιονδήποτε άλλο.

Ολόκληρος ο σκοπός της γεωργίας είναι να παράγει τρόφιμα. Όσο περισσότερα τρόφιμα μπορεί να παράγει ένας αγρότης ανά μονάδα προσπάθειας, τόσο ευκολότερη θα είναι η δουλειά του.

Στην καλλιέργεια διαβίωσης, η ιδέα είναι να παράγει αρκετή τροφή για έναν συγκεκριμένο αγρότη και την άμεση οικογένεια ή κοινότητα του / της για να επιβιώσει. Στον σύγχρονο κόσμο, ωστόσο, η γεωργία είναι μια επιχείρηση όπως κάθε άλλη, και οι άνθρωποι επιδιώκουν να επωφεληθούν από τη γεωργία τους παράγοντας βόειο κρέας, καλλιέργειες, γαλακτοκομικά προϊόντα και άλλα αγαθά που θέλουν οι καταναλωτές.

Η συμπεριφορά και οι μέθοδοι των αγροτών είναι επομένως προβλέψιμες. Οι αγρότες και οι καλλιεργητές επιλέγουν φυτά που, χάρη στις γενετικές αλλαγές, παράγουν περισσότερα φρούτα από άλλα για να πάρουν περισσότερα καρποφόρα φυτά, επιλέγουν φυτά που παράγουν μεγαλύτερα λαχανικά για να πάρουν μεγαλύτερη μάζα προϊόντος ανά σπόρο που επενδύεται, επιλέξτε φυτά για αναπαραγωγή που είναι σε θέση να επιβιώσουν ακραίες θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της ξηρασίας και αλλιώς προσπαθούν να επιτύχουν τη μέγιστη απόδοση στο πλαίσιο του φάσματος των προκλήσεων που αντιμετωπίζουν πρόσωπο.

Παραδείγματα του επιλεκτική αναπαραγωγή στα φυτά σήμερα είναι σχεδόν απεριόριστα. Η δημιουργία διακριτών ειδών φυτών λάχανου για τη λήψη περισσότερων τύπων λαχανικών έχει δώσει ανθρωπότητα λάχανο, λαχανάκια Βρυξελλών, κουνουπίδι, μπρόκολο, λάχανο και άλλα δημοφιλή χόρτα. Παρόμοια εργασία έχει γίνει για να διατίθενται διάφορα είδη κολοκυθών (π.χ. κολοκύθες και άλλα είδη σκουός).

Όπως και η τεχνητή επιλογή ορισμένων φυτικών ποικιλιών, η αναπαραγωγή του οικόσιτα ζώα για τα επιθυμητά γνωρίσματα από άγρια ​​είδη συνεχίζεται εδώ και χιλιάδες χρόνια και πραγματοποιήθηκε για αιώνες παρόλο που οι άνθρωποι δεν γνώριζαν τη γενετική βάση για το γιατί λειτουργεί. Αυτό έγινε στην περιοχή των ζώων ή των ζώων εκτροφής, όπου ο στόχος είναι συνήθως η δημιουργία περισσότερου κρέατος ή γάλακτος ανά οργανισμό.

Όπως θα θέλατε κάθε ανθρώπινος εργαζόμενος σε μια ομάδα αυτόματης συναρμολόγησης να μπορεί, για παράδειγμα, να συναρμολογεί περισσότερα αυτοκίνητα, έχοντας περισσότερα προϊόν ανά ζώο εκτροφής αυξάνει τα γεωργικά κέρδη, ή σε μη κερδοσκοπικούς χώρους, διασφαλίζει ότι οι άνθρωποι θα έχουν αρκετά τρώω.

Τα σκυλιά παρέχουν από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα των αποτελεσμάτων της τεχνητής επιλογής. Διάφορος ΡΑΤΣΕΣ ΣΚΥΛΩΝ έχουν δημιουργηθεί από ανθρώπους τα τελευταία 10.000 ή περισσότερα χρόνια ξεκινώντας από ο κοινός πρόγονος όλων των σκύλων, ο γκρίζος λύκος.

Σήμερα, υπάρχουν φυλές σκύλων με φαινομενικά λίγα ή καθόλου κοινά, όπως τα Dachshunds και οι Μεγάλοι Δανοί, υπάρχουν σε αφθονία, καταδεικνύοντας το εύρος των χαρακτηριστικών που κωδικοποιούνται στο γονιδίωμα του σκύλου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο ορισμός των «επιθυμητών χαρακτηριστικών» στην κατοικία ενός σκύλου ποικίλλει σημαντικά μεταξύ των ιδιοκτητών θεών. Ο Doberman Pinschers είναι έξυπνος, μυώδης και κομψός και δημιουργεί υπέροχα σκυλιά φρουράς. Τα τεριέ του Τζακ Ράσελ είναι ευκίνητα και μπορούν να πιάσουν πολλά ζώα που στοιχειώνουν αγροκτήματα.

Η ίδια αρχή καλύπτει άλλα είδη και βιομηχανίες. Οι επιτυχημένες ιπποδρομίες δημιουργούνται μαζί για να δημιουργήσουν μεγαλύτερη πιθανότητα δημιουργίας ταχύτερων, ισχυρότερων αλόγων επόμενες γενιές, καθώς το άλογο που κερδίζει σε μεγάλα γεγονότα μπορεί να είναι επικερδές για τον ανθρώπινο ιδιοκτήτη ή ιδιοκτήτες.

Επίσης, στη γενετική τροποποίηση των τροφίμων, ένα εκτεταμένο θέμα από μόνη της, οι άνθρωποι τροποποιούν τις πηγές τροφίμων σε ενισχύουν ορισμένα χαρακτηριστικά και στη συνέχεια αναπαράγονται μαζί για να σχηματίσουν "ανώτερα" στελέχη αυτών των φυτών και των ζώων. Στα παραδείγματα περιλαμβάνονται η σόγια, το καλαμπόκι, τα κοτόπουλα που μεγαλώνουν περισσότερο στήθος και πολλά άλλα.

Η αλλαγή της φυσικής πορείας των πραγμάτων χρησιμοποιώντας τις μεθόδους που περιγράφονται εδώ βελτιώνει αναμφισβήτητα τη ζωή των ανθρώπων με διάφορους τρόπους, όπως αυξάνοντας την απόδοση των καλλιεργειών, επιτρέποντας την παραγωγή καλύτερου και περισσότερου κρέατος, και ακόμη και τη δημιουργία νέων φυλών σκύλων με γενετικά και συμπεριφορικά επιθυμητά Χαρακτηριστικά.

Όταν, ωστόσο, οι άνθρωποι μας κάνουν τεχνητή επιλογή, αυτό μειώνει τη γενική γενετική διακύμανση εντός του πληθυσμού δημιουργώντας, στην πραγματικότητα, έναν «στρατό» από παρόμοια ζώα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα υψηλότερο κίνδυνο μεταλλάξεων, μεγαλύτερη ευπάθεια σε ορισμένες ασθένειες και αυξημένη συχνότητα εμφάνισης σωματικών προβλημάτων διαφορετικά θα ήταν ελάχιστο ή απουσιάζει. Για παράδειγμα, τα κοτόπουλα που εκτρέφονται για να μεγαλώσουν μεγαλύτερα στήθη (μέσω των θωρακικών μυών τους) περνούν συχνά τη ζωή τους ουσιαστικά περισσότερη ταλαιπωρία επειδή τα πλαίσια και οι καρδιές τους δεν έχουν προσαρμοστεί με την πάροδο του χρόνου για να μεταφέρουν το πρόσθετο μάζα.

Σε άλλα σενάρια, απρόβλεπτες μεταλλάξεις και χαρακτηριστικά μπορεί να προκύψει μαζί με τα επιλεγμένα χαρακτηριστικά. Στις μέλισσες, για παράδειγμα, οι «δολοφόνοι» φυλές εκτράφηκαν για να παράγουν περισσότερο μέλι, αλλά στη διαδικασία έγιναν επίσης πιο επιθετικές και έτσι έγιναν επικίνδυνες. Η τεχνητή επιλογή μπορεί να οδηγήσει σε στειρότητα σε οργανισμούς, και σε ορισμένα καθαρόαιμα σκυλιά, υπολειπόμενα χαρακτηριστικά που διαφορετικά θα μειωθεί φυσικά επιτρέπεται να παραμείνουν, όπως η δυσπλασία του ισχίου στο Λαμπραντόρ ανακτητές.

Σχετικό περιεχόμενο: Ποιοι τύποι άγριων γατών ζουν στη Νέα Υόρκη;