Umjetna selekcija (selektivno uzgajanje): definicija i primjeri

Proces prirodni odabir je mehanizam koji pokreće biološku evoluciju, teorija koja je prvi put poznata opisana sredinom 1800-ih zahvaljujući neovisnom radu Charlesa Darwina i Alfred Russel Wallace.

Evolucija predstavlja genetsku raznolikost života na Zemlji, a sve je izvedeno od jednog zajedničkog pretka u zoru života na samom planetu prije oko 3,5 milijardi godina.

Evolucija se dogodila u prirodi zahvaljujući shemi opisanoj kao silazak iz preinake, koji predlaže da se nasljedne osobine (tj. karakteristike koje se mogu prenijeti putem gena s jedne generacije organizama na sljedeće generacije) koji su povoljni i koji daju genetsku "kondiciju" postaju rašireniji u skupini ili vrsti organizama nad vrijeme.

To se događa zato što su dotični geni prirodno odabrani pritiskom okoline u kojoj žive određeni organizmi.

Umjetna selekcija ili selektivni uzgoj koristi načela prirodne selekcije za stvaranje populacija životinja ili biljaka koje se podudaraju s potrebama ljudskih farmera, istraživača ili uzgajivača izložbi ili sporta životinje.

Zapravo je dugo utemeljena praksa umjetne selekcije pomogla voditi Darwinove ideje o prirodnom odabir, jer je pružio oštre i brze primjere kako su geni postali zastupljeniji u poznatim populacijama ulazi.

Prirodni odabir mora se razumjeti kako bi se u potpunosti razumio umjetni odabir. Prirodna selekcija ne djeluje na pojedine organizme već na geni - drugim riječima, duljine od deoksiribonukleinska kiselina (DNA) koji nose "kod" za određeni proteinski proizvod.

Formalno, prirodni odabir uključuje četiri aspekta:

1. Genetska varijansa u svojstvima postoji u populaciji životinja. Ako su sve životinje u vrsti bile genetski identične - to jest, ako su sve imale istu DNK, a time i iste gene - onda nijedna se osobina ne može odabrati, prirodno ili namjerno, jer nijedna ne bi stvorila veću ili manju razinu genetske kondicija.
   
2. Postoji diferencijalna reprodukcija. Ne prenose sve životinje svoje gene na maksimalan broj potomaka.
   
3. Različite su osobine nasljedne. Osobine zbog kojih je vjerojatnije da će životinja preživjeti u određenom okruženju mogu se za početak prenijeti na potomstvo.
   
4. Apomak u omjeru organizama a rezultat je njihov osnovni genetski sastav tijekom vremena. Očekivalo bi se da će se, ovisno o jačini selekcijskih pritisaka unutar određenog okruženja, omjer spremnih i manje sposobnih organizama s vremenom povećavati. Često će se dogoditi događaji izumiranja, a manje sposobni organizmi izravno nestaju iz ekosustava.

Kao primjer, recimo da započnete s vrstama životinja koje imaju ili žuto ili ljubičasto krzno krzna, a ove su životinje upravo preseljene u ljubičastu džunglu u nekom neotkrivenom dijelu svijet. Ljubičaste životinje vjerojatno će se razmnožavati većom brzinom, jer bi se od njih lakše mogle sakriti grabežljivci skrivajući se unutar ljubičaste vegetacije, dok bi žute životinje bilo lakše "ubrati" isključeno. "

Manje preživjelih žutih životinja rezultiralo bi manje žutim životinjama na raspolaganju za parenje i razmnožavanje. Da su boje krzna slučajne, tada nijedna skupina roditelja ne bi vjerojatnije od bilo koje druge stvorila ljubičastu, a time i prikladniju (u ovom okruženju) potomstvo. Ali ovdje je vjerojatnije da će ljubičaste životinje roditi ljubičasto potomstvo, slično i za žute životinje.

U kontekstu prirodne (i produženo umjetne) selekcije, "varijacija" je ekvivalentna "genetske varijacije". U našem primjeru na životinjama, geni ljubičastog krzna postaju sve zastupljeniji u onim ljubičastim nijansama džungla.

Vjerojatno ste čuli za upotrebu lijekova za poboljšanje performansi u sportu ili "dopinga", prakse koja je u većini slučajeva zabranjena zbog kombinacije etičkih i sigurnosnih problema. Ti lijekovi omogućuju tijelu da postigne veće podvige snage i izdržljivosti zahvaljujući proširenju mišića ili drugim tjelesnim poboljšanjima koja se ne bi dogodila bez dodanih lijekova.

Međutim, ovi lijekovi djeluju samo zbog procesa koji su u igri: vježbanja, treninga i nastojanja u praksi u natjecanju. Drugim riječima, zabranjeni lijekovi ne stvaraju fizičke osobine bez presedana, poput rasta dodatnih nogu ili ruku; oni "samo" usavršavaju i povećavaju već postojeće mogućnosti.

Umjetna selekcija mogu se promatrati u približno istom kontekstu. To je oblik genetska modifikacija koja igra na prethodno navedenim fiksnim principima prirodne selekcije i koja namjerno pojačava jednu ili više varijabli koje su već u igri da bi se postigao željeni rezultat.

Umjetna selekcija je namjerni odabir roditelja, odnosno organizama koji će se razmnožavati, zbog čega je poznat i kao "selektivni uzgoj". To se radi kako bi se stvorili pojedinačni organizmi (biljke ili životinje) s korisnim ili željenim osobine.

Umjetna selekcija, koja je zapravo vrsta genetskog inženjeringa, prakticira se širom svijeta tisućama godina. Čak i ako ljudi nisu točno znali kako domaće životinje sa poželjnim osobinama mogle su te osobine prenijeti na potomstvo, bile su svjesne da se to dogodilo i u skladu s tim preusmjerile svoj uzgoj.

Ako su određene krave na farmi bile veće i davale su više mesa, uzgajati krave odmah "obitelj" ovih robusnih primjeraka vjerojatno će roditi slično veliko potomstvo i veće prinos govedine. Isti principi mogu se primijeniti na usjeve, često naglašenije zbog manje etičke zabrinutosti na području uzgajanja biljaka naspram rasplodnih životinja.

U biološkom smislu, umjetna selekcija dovodi do povećanja genetski pomakili promjena učestalosti gena unutar vrste tijekom vremena. Odabirom željenih gena i osobina koje im daju, ljudi će kurirati biljke i životinje populacije u kojima su povećani i "dobri" geni, a oni loši " eliminiran.

Do 1850-ih, malo prije objavljivanja njegova revolucionarnog djela O podrijetlu vrsta, Charles Darwin je već iznio tada kontroverznu ideju da objasni varijacije "pasmina" unutar vrsta: da su ljudi manipulirali sastav vrsta spajanjem na programirani način, proces koji se za to oslanjao na neki još nepoznati genetski mehanizam.

(U to vrijeme ljudi nisu znali ništa o DNA, a zapravo o eksperimentima s Gregor Mendel, koji je pokazao kako se osobine prenose i mogu biti dominantan ili recesivan, tek su počinjali sredinom 1850-ih.)

Darwinova mnoga zapažanja o određenoj vrsti golubova popularnih u njegovoj rodnoj Engleskoj u to su vrijeme uključivala i činjenicu da golubovi koji su uzgajani na način koji je dao izrazito različite veličine, boje i tako dalje, mogli su se uzgajati sa svakim drugo. Drugim riječima, svi su još uvijek bili golubovi, ali različiti čimbenici u okolini sustavno su premještali genetsku sliku u određene smjerove.

Predložio je to prirodni odabir djelovali na isti način i na istim molekulama, kakve god da su bile, ali tijekom duljih vremenskih razdoblja i bez svjesne manipulacije od strane ljudi ili bilo koga drugog.

Cjelokupna svrha poljodjelstva je proizvodnja hrane. Što više hrane poljoprivrednik može proizvesti po jedinici uloženog napora, to će mu posao biti lakši.

U poljoprivredi koja se samostalno bavi, ideja je proizvesti dovoljno hrane za život određenog poljoprivrednika i njegove uže obitelji ili zajednice. Međutim, u suvremenom svijetu poljoprivreda je posao kao i svaki drugi, a ljudi od svog uzgoja žele profitirati proizvodnjom govedine, usjeva, mliječnih proizvoda i druge robe koju potrošači žele.

Stoga je ponašanje i metode poljoprivrednika predvidljivo. Poljoprivrednici i uzgajivači odabiru biljke koje, zahvaljujući genetskim promjenama, daju više plodova od drugih da bi dobile više plodova s ​​plodovima biljke koje daju veće povrće kako bi dobile veću masu proizvoda po uloženom sjemenu, odaberite biljke za razmnožavanje koje su sposobne za preživljavanje ekstremne temperature za vrijeme suša, a inače nastoje postići maksimalnu učinkovitost u kontekstu niza izazova lice.

Primjeri selektivni uzgoj u biljkama su danas gotovo neograničene. Stvaranje različitih vrsta biljaka kupusa za dobivanje više vrsta povrća dalo je kupusu čovječanstvu, prokulici, cvjetači, brokuli, kelju i ostalim popularnim zeljem. Sličan posao je učinjen kako bi se učinile dostupnim različite vrste tikvica (npr. Bundeva i drugih vrsta tikvica).

Poput umjetnog odabira određenih biljnih vrsta, uzgoj biljaka pripitomljene životinje jer poželjne osobine divljih vrsta traju tisućama godina i provodile su se stoljećima unatoč tome što ljudi nisu znali genetsku osnovu zašto to djeluje. To je učinjeno na području stoke ili domaćih životinja, gdje je obično cilj stvoriti više mesa ili mlijeka po organizmu.

Baš kao što biste željeli da svaki ljudski radnik u timu za automatsku montažu može recimo sastaviti više automobila, imajući više proizvod po poljoprivrednoj životinji dovodi do poljoprivredne dobiti ili u neprofitnim uvjetima, osigurava da će ljudi imati dovoljno za to jesti.

Psi su jedan od najdirljivijih primjera učinaka umjetne selekcije. Razne pasmine pasa su stvorili ljudi u proteklih 10 000 ili više godina počevši od zajednički predak svih pasa, sivi vuk.

Danas pasmine pasa s naizgled malo ili ništa zajedničkog, poput jazavčara i njemačkih doga, postoje u izobilju, što pokazuje niz svojstava kodiranih u genomu pasa. To je zato što se definicija "poželjnih osobina" kod domaćeg psa znatno razlikuje između vlasnika boga. Dobermanski pinčevi su pametni, mišićavi i uglađeni i sjajni su psi čuvari; Jack Russell terijeri su okretni i mogu uhvatiti puno životinja koje proganjaju farme.

Isti princip obuhvaća i druge vrste i industrije. Uspješni trkački konji uzgajaju se zajedno kako bi se stvorila veća vjerojatnost stvaranja bržih, jačih konja sljedeće generacije, jer pobjednički konj u glavnim događajima može biti unosan za ljudskog vlasnika ili vlasnici.

Također, u genetskoj modifikaciji hrane, koja je opsežna tema sama po sebi, ljudi modificiraju izvore hrane poboljšati određene osobine, a zatim ih zajedno uzgajati kako bi stvorili "superiorne" sojeve ovih biljaka i životinje. Primjeri uključuju soju, kukuruz, piliće koji uzgajaju više prsa i još mnogo toga.

Promjena prirodnog toka stvari pomoću ovdje opisanih metoda nesumnjivo je poboljšala život ljudi na razne načine, kao npr. povećanje prinosa usjeva, omogućavajući proizvodnju boljeg i više mesa, pa čak i stvaranje novih pasmina pasa s genetski i bihevioralno poželjnim karakteristike.

Međutim, kada nas ljudi naprave umjetnom selekcijom, to smanjuje ukupne genetske varijacije unutar populacije stvaranjem, zapravo, "vojske" od više sličnih životinja. To rezultira a veći rizik od mutacija, veća ranjivost na određene bolesti i povećana učestalost fizičkih problema to bi inače bilo minimalno ili odsutno. Na primjer, pilići uzgajani za uzgoj većih grudi (putem prsnih mišića) često provode život u njima znatno veću nelagodu jer se njihovi okviri i srca vremenom nisu prilagodili da nose dodano masa.

U drugim scenarijima, nepredviđene mutacije i osobine mogu nastati zajedno s odabranim osobinama. Primjerice, kod pčela su uzgajane pasmine "ubojice" kako bi proizvele više meda, ali su pritom postale i agresivnije i time postale opasne. Umjetna selekcija može dovesti do sterilnosti u organizmima, a kod nekih čistokrvnih pasa i recesivna svojstva koji bi se inače prirodno smanjili, smiju trajati, poput displazije kuka u Labradora retriveri.

Povezani sadržaj: Koje vrste divljih mačaka žive u New Yorku?