בחירה מלאכותית (גידול סלקטיבי): הגדרה ודוגמאות

התהליך של ברירה טבעית הוא המנגנון המניע את האבולוציה הביולוגית, תיאוריה שתוארה לראשונה באמצע המאה ה -19 בזכות עבודתם העצמאית של צ'רלס דרווין ו אלפרד רוסל וואלאס.

האבולוציה מהווה את המגוון הגנטי של החיים על פני כדור הארץ, שכולם נגזרים מאב קדמון משותף אחד עם שחר החיים על פני כדור הארץ עצמו לפני כ -3.5 מיליארד שנה.

האבולוציה התרחשה בטבע בזכות תוכנית שתוארה כ ירידה משינוי, שמציע תכונות תורשתיות (כלומר מאפיינים שניתן להעביר באמצעות גנים מדור אחד של אורגניזמים אל הדור הבא) הנוחים, ומקנים "כשירות" גנטית, נפוצים יותר בקרב קבוצה או מינים של אורגניזמים זְמַן.

זה קורה מכיוון שהגנים המדוברים נבחרים באופן טבעי על ידי לחצי הסביבה שבהם חיים אורגניזמים נתונים.

ברירה מלאכותית, או גידול סלקטיבי, עושה שימוש בעקרונות הברירה הטבעית ליצירת אוכלוסיות של בעלי חיים או צמחים שתואמים את צרכיהם של חקלאים אנושיים, חוקרים או מגדלי תצוגה או ספורט בעלי חיים.

למעשה זה היה הנוהג הוותיק של בחירה מלאכותית שסייע בהנחיית רעיונותיו של דרווין לגבי טבע הבחירה, שכן היא סיפקה דוגמאות חריפות ומהירות לאופן בו גנים הפכו נפוצים יותר באוכלוסיות הידועות תשומות.

ברירה טבעית יש להבין על מנת להבין באופן מלא את הבחירה המלאכותית. הברירה הטבעית פועלת לא על אורגניזמים בודדים אלא על גנים במילים אחרות, אורכים של חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA) הנושאים את ה"קוד "עבור מוצר חלבון ספציפי.

באופן רשמי, הברירה הטבעית כוללת ארבעה היבטים:

1. שונות גנטית בתכונות קיימת באוכלוסיית בעלי חיים. אם כל בעלי החיים במין היו זהים גנטית - כלומר, אם לכולם היה אותו DNA ומכאן אותם גנים - אז לא ניתן היה לבחור בתכונות כלשהן, באופן טבעי או מכוון, משום שאף אחת מהן לא תיצור רמות גנטיות גבוהות יותר או פחותות כושר.
   
2. יש רבייה דיפרנציאלית. לא כל בעלי החיים מעבירים את הגנים שלהם למספר הצאצאים המרבי.
   
3. התכונות השונות תורשתיות. תכונות הגורמות לבעלי חיים יותר סיכוי לשרוד בסביבה נתונה ניתן להעביר לצאצאים מלכתחילה.
   
4. אשינוי ביחס האורגניזמים וההרכב הגנטי הבסיסי שלהם לאורך זמן הוא התוצאה. ניתן היה לצפות כי בהתאם לחוזק לחצי הבחירה בסביבה נתונה, היחס בין אורגניזמים בעלי כושר מתאים פחות מתאים יגדל עם הזמן. לעתים קרובות, אירועי הכחדה יתרחשו, והיצורים הפחות מתאימים נעלמים מהמערכת האקולוגית על הסף.

לדוגמא, נניח שאתה מתחיל עם מינים של בעלי חיים שיש להם פרווה צהובה או סגולה פרווה, ובעלי החיים האלה הועברו זה עתה לג'ונגל סגול באיזשהו חלק שלא התגלה עוֹלָם. בעלי החיים הסגולים עשויים להתרבות בקצב גבוה יותר מכיוון שהם יכולים להסתתר ביתר קלות מפניהם טורפים על ידי הסתתרות בתוך הצמחייה הסגולה, ואילו בעלי החיים הצהובים "נקטפים ביתר קלות כבוי."

פחות בעלי חיים צהובים שורדים יביאו לכך שפחות בעלי חיים צהובים זמינים להזדווגות ולהתרבות. אם צבע הפרווה היה אקראי, אז שום קבוצה של הורים לא הייתה נוטה יותר לייצר סגולים, ובכך להתאים (בסביבה זו) לצאצאים. אך כאן, בעלי חיים סגולים אכן נוטים יותר לייצר צאצאים סגולים, ובאופן דומה לחיות צהובות.

בהקשר של בחירה טבעית (ובהרחבה מלאכותית), "וריאציה" שווה ערך ל "וריאציה גנטית." בדוגמה החייתית שלנו, גנים פרווה סגולה הופכים נפוצים יותר בגוון סגול זה ג'וּנגֶל.

בוודאי שמעתם על השימוש בתרופות המשפרות ביצועים בספורט, או "סמים", פרקטיקה שברוב המקרים אסורה בגלל שילוב של חששות אתיים ובטיחותיים. תרופות אלו מאפשרות לגוף להגיע להישגים גדולים יותר של כוח וסיבולת הודות להגדלות השרירים או שיפורים גופניים אחרים שלא היו מתרחשים ללא התרופות הנוספות.

עם זאת, תרופות אלו פועלות רק בגלל תהליכים הנמצאים במשחק: פעילות גופנית, אימונים וחתירה בפועל בתחרות. במילים אחרות, התרופות האסורות אינן יוצרות תכונות פיזיות חסרות תקדים, כמו צמיחת רגליים או זרועות נוספות; הם "בסך הכל" מחדדים את היכולות שכבר קיימות.

מבחר מלאכותי ניתן לראות אותו באותו הקשר. זו צורה של שינוי גנטי שמשחק על העקרונות הקבועים של הברירה הטבעית שהופיעו בעבר, שמגביר בכוונה אחד או יותר מהמשתנים שכבר נמצאים במשחק כדי להשיג תוצאה רצויה.

הברירה המלאכותית היא הבחירה המכוונת של ההורים, כלומר האורגניזמים אשר יתרבו, ולכן היא המכונה גם "רבייה סלקטיבית". זה נעשה כדי ליצור אורגניזמים בודדים (צמחים או בעלי חיים) בעלי תועלת או רצוי תכונות.

הברירה המלאכותית, שהיא למעשה סוג של הנדסה גנטית, נהוגה ברחבי העולם כבר אלפי שנים. גם אם אנשים לא ידעו בדיוק אֵיך חיות משק בעלות תכונות רצויות הצליחו להעביר את התכונות הללו לצאצאים, הם היו מודעים לכך שהתרחש והעבירו את החקלאות שלהם בהתאם.

אם פרות מסוימות בחווה היו גדולות יותר וסיפקו יותר בשר, רביית פרות באופן מיידי "משפחה" של דגימות חזקות אלה עשויה לייצר צאצאים גדולים באותה מידה ויותר תשואת בקר. ניתן ליישם את אותם עקרונות גם על יבולים, לרוב באופן נחרץ יותר בגלל פחות חששות אתיים בתחום צמחי הרבייה לעומת בעלי חיים.

במונחים של ביולוגיה, הברירה המלאכותית מובילה לעלייה ב סחף גנטי, או שינוי בתדירות הגנים בתוך מין לאורך זמן. על ידי בחירת הגנים הרצויים והתכונות שהם מקנים, בני האדם לאצור צמחים ובעלי חיים אוכלוסיות בהן גדלו גם הגנים ה"טובים "וגם ה"רע" חוסל.

בשנות ה -50 של המאה העשרים, זמן קצר לפני פרסום יצירתו פורצת הדרך על מקור המינים, צ'רלס דרווין כבר קידם רעיון שנוי במחלוקת אז להסביר וריאציה של "גזעים" בתוך המינים: שבני אדם תמרו את הרכב המינים על ידי הזדווגות בדרכים מתוכנתות, תהליך שנשען על מנגנון גנטי כלשהו שעדיין לא ידוע בכדי להביא לכך.

(באותה תקופה בני אדם לא ידעו דבר על DNA, ולמעשה על הניסויים של גרגור מנדל, שהראה כיצד תכונות הועברו ויכולות להיות דומיננטי או רצסיביהתחילו רק באמצע שנות ה -50.)

התצפיות הרבות של דרווין על סוג מסוים של יונים שהיו פופולריות באנגליה מולדתו באותה תקופה כללו את העובדה ש בכל זאת ניתן היה לגדל יונים שהולדו באופן שייצרו גדלים, צבעים וכדומה שונים במידה ניכרת אַחֵר. במילים אחרות, כולם היו עדיין יונים, אך גורמים שונים בסביבה העבירו באופן שיטתי את התמונה הגנטית לכיוונים מסוימים.

הוא הציע זאת ברירה טבעית פעלו באותה צורה, ובאותן מולקולות, יהיו אשר היו, אך לאורך תקופות זמן ארוכות יותר וללא מניפולציה מודעת של אנשים או מישהו אחר.

כל מטרת החקלאות היא לייצר מזון. ככל שחקלאי יכול לייצר יותר מזון ליחידת מאמץ שהושקעה, כך עבודתו תהיה קלה יותר.

בחקלאות קיום, הרעיון הוא לייצר מספיק מזון לחקלאי נתון ולמשפחתו או קהילתו הקרובה. בעולם המודרני, לעומת זאת, חקלאות היא עסק כמו כל אחד אחר, ואנשים מבקשים להרוויח מהחקלאות שלהם על ידי ייצור בשר בקר, יבולים, מוצרי חלב וסחורות אחרות שהצרכנים רוצים.

לכן ניתן להתבטא בהתנהגותם ובשיטותיהם של החקלאים. חקלאים ומגדלים בוחרים צמחים שבזכות שינויים גנטיים מייצרים יותר פירות מאחרים כדי לקבל יותר צמחים נושאי פרי, בוחרים צמחים המניבים ירקות גדולים יותר בכדי לקבל יותר מסה של מוצר לכל זרע שהושקע, בחרו צמחים להתרבות שמסוגלים לשרוד טמפרטורות קיצוניות במהלך הבצורת, ובדרך אחרת לחתור ליעילות מקסימאלית בהקשר למגוון האתגרים שהם מציבים פָּנִים.

דוגמאות ל גידול סלקטיבי בצמחים כיום הם כמעט בלתי מוגבלים. יצירת מינים נפרדים של צמחי כרוב בכדי להשיג יותר סוגי ירקות העניקה כרוב האנושות, נבטי בריסל, כרובית, ברוקולי, כרוב וירקות פופולריים אחרים. עבודה דומה נעשתה בכדי להזמין סוגים שונים של דלעת (למשל, דלעת וסוגי דלעת אחרים).

כמו הבחירה המלאכותית של זני צמחים מסוימים, גידול בעלי חיים מבויתים שכן תכונות רצויות ממיני בר נמשכות כבר אלפי שנים, והיא בוצעה במשך מאות שנים למרות שבני האדם לא ידעו את הבסיס הגנטי מדוע זה עובד. זה נעשה באזור בעלי חיים, או חיות משק, כאשר המטרה היא בדרך כלל ליצור יותר בשר או חלב לאורגניזם.

בדיוק כמו שהייתם רוצים שכל עובד אנושי בצוות הרכבה אוטומטית יוכל, למשל, להרכיב יותר מכוניות ויהיה בעל יותר מוצר לכל חיית משק מגביר את רווחי החקלאות, או במסגרות ללא מטרות רווח, מבטיח שלאנשים יהיה מספיק לאכול.

כלבים מספקים בין הדוגמאות המדהימות ביותר להשפעות הברירה המלאכותית. שׁוֹנִים גזעי כלבים נוצרו על ידי בני אדם במהלך 10,000 השנים האחרונות או יותר החל מ האב הקדמון המשותף של כל הכלבים, הזאב האפור.

כיום קיימים שפע של גזעי כלבים עם מעט או שום דבר משותף לכאורה, כמו תחשיבים ודנים גדולים, המדגימים את מגוון התכונות המקודדות בגנום הכלבים. הסיבה לכך היא שההגדרה של "תכונות רצויות" בכלב בבית משתנה במידה ניכרת בין בעלי האל. דוברמן פינצ'רס הם חכמים, שריריים ומלוטשים ועושים כלבי שמירה נהדרים; טרייר ג'ק ראסל זריז ויכול לתפוס המון בעלי חיים שרודפים חוות.

אותו עיקרון משתרע על מינים ותעשיות אחרות. סוסי מרוץ מצליחים מתרבים יחד כדי ליצור סבירות גבוהה יותר ליצור סוסים מהירים וחזקים יותר הדורות הבאים, שכן סוס מנצח באירועים מרכזיים יכול להיות משתלם לבעל האדם או בעלים.

כמו כן, בשינוי הגנטי של מזון, נושא נרחב בפני עצמו, בני האדם משנים את מקורות המזון אליו לשפר תכונות מסוימות ואז לגדל אותן יחד כדי ליצור זנים "עליונים" של צמחים אלה בעלי חיים. דוגמאות לכך כוללות פולי סויה, תירס, תרנגולות המגדלות יותר בשר חזה ועוד רבות אחרות.

שינוי המסלול הטבעי של הדברים בשיטות המתוארות כאן שיפר ללא עוררין את חייהם של בני אדם בדרכים שונות, כגון הגדלת תפוקת היבול, מה שמאפשר לייצר בשר טוב יותר ויותר, ואפילו יצירת גזעי כלבים חדשים עם רצוי מבחינה גנטית והתנהגותית מאפיינים.

אולם כאשר אנשים הופכים אותנו לברירה מלאכותית, הדבר מצמצם את השונות הגנטית הכוללת בקרב האוכלוסייה על ידי יצירת "צבא" של בעלי חיים דומים יותר. התוצאה היא א סיכון גבוה יותר למוטציות, פגיעות רבה יותר למחלות מסוימות, ושכיחות מוגברת של בעיות גופניות אחרת היה מינימלי או נעדר. לדוגמה, תרנגולות שגדלו כדי לגדל שדיים גדולים יותר (דרך שרירי החזה) מבלות לעתים קרובות את חייהן משמעותית יותר אי נוחות מכיוון שמסגרותיהם ולבם לא הסתגלו לאורך זמן לשאת התוספת מסה.

בתרחישים אחרים, מוטציות ותכונות בלתי צפויות יכול להתעורר יחד עם התכונות שנבחרו. בדבורים, למשל, גידלו זני "הרוצח" לייצור יותר דבש, אך תוך כדי כך הם גם הפכו לאגרסיביים יותר וכך הפכו למסוכנים. ברירה מלאכותית יכולה להוביל לסטריליות באורגניזמים, ובכלבים טהורים מסוימים, תכונות רצסיביות שאחרת היו פוחתים באופן טבעי מותר להתמיד, כגון דיספלסיה של מפרק הירך בלברדור רטריברים.

תוכן קשור: אילו סוגים של חתולי בר חיים בניו יורק?