Kunstlik valik (valikuline aretus): määratlus ja näited

Protsess looduslik valik on mehhanism, mis juhib bioloogilist evolutsiooni, seda teooriat kirjeldati esmakordselt 1800ndate keskel tänu Charles Darwini ja Alfred Russel Wallace.

Evolutsioon moodustab Maa elu geneetilise mitmekesisuse, mis kõik on saadud ühest esivanemast planeedi enda koidikul umbes 3,5 miljardit aastat tagasi.

Evolutsioon on looduses toimunud tänu skeemile, mida kirjeldatakse järgmiselt põlvnemine modifikatsioonist, mis teeb ettepaneku, et pärilikud tunnused (st omadused, mida saab geenide kaudu edasi anda ühe põlvkonna organismidest järgmisele põlvkonnale), mis on soodsad ja mis annavad geneetilise "sobivuse", levivad üle kogu organismide rühma või liigi aeg.

See juhtub seetõttu, et kõnealused geenid valitakse looduslikult keskkonnarõhu mõjul, milles antud organismid elavad.

Kunstlik selektsioon ehk valikuline aretus kasutab populatsioonide loomiseks loodusliku valiku põhimõtteid loomade või taimede jaoks, mis vastavad inimkasvatajate, teadlaste või show- või spordikasvatajate vajadustele loomad.

Tegelikult aitas Darwini loodusliku ideed suunata juba ammu väljakujunenud kunstliku valiku praktika selektsioon, sest see pakkus selgeid ja kiireid näiteid selle kohta, kuidas teadaolevatel populatsioonidel geenid enam levisid sisendid.

Looduslik valik kunstliku valiku täielikuks mõistmiseks tuleb mõista. Looduslik valik toimib mitte üksikutel organismidel, vaid edasi geenid - teisisõnu pikkused desoksüribonukleiinhape (DNA), mis kannavad konkreetse valguprodukti "koodi".

Vormiliselt hõlmab looduslik valik neli aspekti:

1. Geneetiline variatsioon tunnustes on olemas loomade populatsioonis. Kui kõik liigi loomad oleksid geneetiliselt identsed - st kui neil kõigil oleks sama DNA ja seega samad geenid -, siis loomulikult ega tahtlikult ei saanud ühtegi omadust valida, sest ükski neist ei loo suuremat ega väiksemat geneetilist taset sobivus.
   
2. On diferentsiaalne paljunemine. Kõik loomad ei anna oma geene edasi maksimaalsele järglaste arvule.
   
3. Erinevad tunnused on päritavad. Tunnused, mis muudavad looma teatud keskkonnas ellujäämise tõenäolisemaks, võib algul anda järglastele.
   
4. Aorganismide suhte muutus ja nende aluseks olev geneetiline koostis aja jooksul on tulemus. Eeldatakse, et sõltuvalt selektsioonisurvete tugevusest antud keskkonnas suureneb aja jooksul sobivamate ja vähem sobivate organismide suhe. Sageli tekivad väljasuremissündmused ja vähem sobivad organismid kaovad kohe ökosüsteemist.

Oletame näiteks, et alustate loomaliikidega, millel on kas kollane karv või lilla karusnahk ja need loomad on äsja kolitud lillasse džunglisse mõnes selle avastamata osas maailmas. Lillad loomad paljunevad tõenäoliselt suurema kiirusega, kuna nad saaksid end kergemini varjata kiskjad, varjates end lillakas taimestikus, samas kui kollaseid loomi oleks lihtsam "korjata" väljas."

Vähem kollaseid loomi, kes ellu jäävad, tooks kaasa vähem kollaseid loomi, kes saaksid paarituda ja paljuneda. Kui karusnaha värvus oleks juhuslik, siis ei saaks ükski vanemate komplekt tõenäolisemalt kui ükski teine ​​lillat tooni ja seega sobiks (selles keskkonnas) järglasi. Kuid siin saavad lillad loomad tõenäolisemalt lillasid järglasi ja sarnaselt kollaste loomade puhul.

Loodusliku (ja laiemalt kunstliku) valiku kontekstis on "variatsioon" samaväärne "geneetiline variatsioon". Meie loomade näites muutuvad lillakarva geenid selles lillaka varjundiga levinumaks džungel.

Olete ilmselt kuulnud jõudlust parandavate ravimite kasutamisest spordis ehk "dopingust" - praktikast, mis on enamasti eetiliste ja ohutusprobleemide tõttu keelatud. Need ravimid võimaldavad kehal jõuda suuremate jõu ja vastupidavuse saavutusteni tänu lihaste suurenemisele või muudele füüsilistele parendustele, mis ei toimuks ilma lisatud ravimiteta.

Need ravimid toimivad aga ainult protsesside tõttu, mis on mängus: treening, treenimine ja võistlemisel praktikas pingutamine. Teisisõnu, keelatud ravimid ei loo enneolematuid füüsilisi omadusi, näiteks täiendavate jalgade või käte kasvu; nad "lihtsalt" lihvivad ja suurendavad juba olemasolevaid võimalusi.

Kunstlik valik võib vaadelda suures osas samas kontekstis. See on vorm geneetiline muundamine mis mängib eelnevalt loetletud loodusliku valiku fikseeritud põhimõtteid ja võimendab tahtlikult ühte või mitut juba mängivat muutujat soovitud tulemuse saavutamiseks.

Kunstlik valik on vanemate, st paljunevate organismide tahtlik valimine, mistõttu see ka on tuntud ka kui "valikuline aretus". Seda tehakse kasulike või soovitud üksikute organismide (taimede või loomade) loomiseks tunnused.

Kunstlikku valikut, mis on tegelikult geenitehnoloogia tüüp, on kogu maailmas praktiseeritud juba tuhandeid aastaid. Isegi kui inimesed täpselt ei teadnud kuidas soovitavate tunnustega põllumajandusloomad suutsid neid omadusi järglastele edasi anda, nad olid teadlikud, et see nii juhtus, ja muutsid nende kasvatamist vastavalt sellele.

Kui farmis olid teatud lehmad suuremad ja andsid rohkem liha, aretati lehmi kohe Nende jõuliste isendite "perekond" andis tõenäoliselt sama suure ja suurema järglase veiseliha saagikus. Samu põhimõtteid saab rakendada põllukultuuride puhul, sageli rõhutatumalt, kuna aretustaimede ja aretusloomade valdkonnas on vähem eetilisi probleeme.

Bioloogilises mõttes toob kunstlik valik kaasa kasvu geneetiline triivvõi geenide sageduse muutus liigi sees aja jooksul. Valides soovitud geenid ja neile omased tunnused, kureerivad inimesed taime ja looma populatsioonid, milles on suurenenud nii "head" geenid kui ka "halvad" geenid või elimineeritud.

1850. aastateks, vahetult enne tema murrangulise teose avaldamist Liikide päritolu kohtaOli Charles Darwin juba välja töötanud tollal vaieldava idee, et selgitada "tõugude" variatsioone liikide sees: et inimesed olid manipuleerinud liikide koosseisu, paaritades neid programmeeritud viisil, protsess, mille aluseks oli seni teadmata geneetiline mehhanism.

(Sel ajal ei teadnud inimesed DNA-st mitte midagi ja tegelikult ka Gregor Mendel, mis näitas, kuidas jooni edasi anti ja mis võiksid olla domineeriv või retsessiivne, olid alles algamas 1850. aastate keskel.)

Darwini paljud tähelepanekud tollal oma kodumaal Inglismaal populaarse teatud tüüpi tuvi kohta hõlmasid seda tuvisid, kes olid aretatud viisil, mis andis märkimisväärselt erineva suuruse, värvi ja nii edasi, sai siiski aretada muud. Teisisõnu, kõik olid endiselt tuvid, kuid erinevad keskkonnategurid olid geneetilist pilti süstemaatiliselt teatud suundades nihutanud.

Ta pakkus seda välja looduslik valik toimis samamoodi ja samadel molekulidel, ükskõik millised nad olid, kuid pikema aja jooksul ja ilma inimeste või kellegi teise teadliku manipuleerimiseta.

Põllumajanduse kogu eesmärk on toota toitu. Mida rohkem saab põllumajandustootja toitu kulutatud pingutuseühiku kohta toota, seda lihtsam on tema töö.

Elatuspõllunduses on idee toota piisavalt toitu, et antud põllumees ning tema lähim pere või kogukond saaksid ellu jääda. Moodsas maailmas on aga põllumajandus nagu iga teine ​​äri ning inimesed püüavad oma põllumajandusest kasu lõigata, tootes veiseliha, põllukultuure, piimatooteid ja muid tarbijate soovitud kaupu.

Põllumeeste käitumine ja meetodid on seetõttu prognoositavad. Põllumehed ja kasvatajad valivad taimed, mis tänu geneetilistele muutustele annavad rohkem vilju kui teised, et valida rohkem viljakandvaid taimi taimed, mis annavad suurema köögivilja, et saada rohkem massi toodet ühe investeeritud seemne kohta, valivad paljunemiseks taimed, mis suudavad ellu jääda põua ajal äärmuslikke temperatuure ja püüavad muul viisil saavutada maksimaalset tõhusust nende väljakutsete hulga kontekstis nägu.

Näited valikuline aretus taimedes on tänapäeval peaaegu piiramatud. Erinevate kapsataimeliikide loomine rohkemate köögiviljatüüpide saamiseks on andnud inimkonnale kapsa, rooskapsas, lillkapsas, brokoli, lehtkapsas ja muud populaarsed rohelised. Sarnaselt on tehtud erinevaid kõrvitsatüüpe (nt kõrvitsad ja muud tüüpi kõrvitsad) kättesaadavaks.

Sarnaselt teatud taimesortide kunstlikule valikule on ka aretus kodustatud loomad looduslikest liikidest pärinevate soovitavate tunnuste jaoks on toimunud tuhandeid aastaid ja seda viidi läbi sajandeid hoolimata sellest, et inimesed ei teadnud selle toimimise geneetilist alust. Seda on tehtud kariloomade või põllumajandusloomade piirkonnas, kus tavaliselt on eesmärk luua rohkem liha või piima organismi kohta.

Täpselt nagu tahaksite, et iga autotööliste meeskonnatööline saaks näiteks kokku panna rohkem autosid, omades rohkem toode põllumajanduslooma kohta kasvatab põllumajanduse kasumit või mittetulunduslikus keskkonnas tagab inimestele piisavalt sööma.

Koerad pakuvad kunstliku valiku mõju kõige hämmastavamaid näiteid. Erinevad koeratõud on inimesed loonud viimase 10 000 või enama aasta jooksul alates kõigi koerte ühine esivanem hall hunt.

Tänapäeval on koerte tõuge, millel on näiliselt vähe ühist või millel pole midagi ühist, näiteks taksid ja dogid, mis näitavad koera genoomis kodeeritud tunnuste ulatust. Seda seetõttu, et koera "soovitavate omaduste" määratlus varieerub jumalaomanike vahel märkimisväärselt. Dobermani pinšerid on nutikad, lihaselised ja klanitud ning neist saavad suurepärased valvekoerad; Jack Russelli terjerid on väledad ja suudavad püüda palju loomi, kes talusid kummitavad.

Sama põhimõte hõlmab ka teisi liike ja tööstusharusid. Edukad võidusõiduhobused kasvatatakse koos, et luua suurem tõenäosus kiiremate ja tugevamate hobuste loomiseks järgnevatele põlvkondadele, kuna suursündmustel võidukas hobune võib olla inimese omanikule tulus või omanikud.

Toidu geneetilisel muundamisel, mis on omaette ulatuslik teema, muudavad inimesed toiduallikaid suurendada teatud tunnuseid ja seejärel aretada neid koos, moodustades nende taimede "kõrgemad" tüved ja loomad. Näiteks võib tuua sojaube, maisi, kanu, kes kasvatavad rohkem rinnaliha ja palju muud.

Asjade loomuliku käigu muutmine siin kirjeldatud meetodite abil on inimeste elu vaieldamatult paremaks teinud mitmel viisil, näiteks saagikuse suurendamine, parema ja suurema liha tootmise võimaldamine ning isegi uute geneetiliselt ja käitumuslikult soovitavate koeratõugude loomine omadused.

Kui inimesed teevad meid siiski kunstlikuks valikuks, vähendab see populatsiooni üldist geneetilist varieeruvust, luues tegelikult sarnaste loomade "armee". Selle tulemuseks on a suurem mutatsioonide oht, suurem haavatavus teatud haiguste suhtes ja suurenenud füüsiliste probleemide esinemissagedus see oleks muidu minimaalne või puuduks. Näiteks suuremate rindade kasvatamiseks kasvatatud kanad (rinnalihaste kaudu) veedavad sageli oma elu oluliselt rohkem ebamugavusi, kuna nende raamid ja süda pole aja jooksul kohanenud lisatud kandmiseks mass.

Teistes stsenaariumides ettenägematud mutatsioonid ja tunnused võivad tekkida koos valitud tunnustega. Näiteks mesilastel aretati "tapja" tõugu rohkem mett tootma, kuid selle käigus muutusid nad ka agressiivsemaks ja muutusid seega ohtlikuks. Kunstlik valik võib põhjustada organismide steriilsust ja teatud tõukoertel retsessiivseid omadusi mis muidu loomulikult väheneksid, lastakse püsida, näiteks puusaliigese düsplaasia Labradoris retriiverid.

Seotud sisu: Mis tüüpi metsikud kassid New Yorgis elavad?