Mākslīgā atlase (selektīva selekcija): definīcija un piemēri

Process dabiskā izlase ir mehānisms, kas virza bioloģisko evolūciju. Teorija pirmo reizi tika plaši aprakstīta 1800. gadu vidū, pateicoties Čārlza Darvina un Alfrēds Rasels Voless.

Evolūcija ir dzīvības uz Zemes ģenētiskā daudzveidība, un tas viss ir iegūts no viena kopīga priekšteča pašā rītausmā uz planētas pirms apmēram 3,5 miljardiem gadu.

Evolūcija dabā ir notikusi, pateicoties shēmai, kas aprakstīta kā nolaišanās no modifikācijas, kas ierosina pārmantojamās īpašības (tas ir, īpašības, kuras ar gēnu starpniecību no vienas organismu paaudzes var nodot nākamā paaudze), kas ir labvēlīgi un piešķir ģenētisko "piemērotību", vairāk izplatās organismu grupā vai sugās laiks.

Tas notiek tāpēc, ka attiecīgos gēnus dabiski izvēlas vides spiediens, kurā dzīvo konkrētie organismi.

Mākslīgā atlase jeb selektīva selekcija izmanto dabiskās atlases principus, lai izveidotu populācijas dzīvnieku vai augu, kas atbilst cilvēku lauksaimnieku, pētnieku vai izstāžu vai sporta audzētāju vajadzībām dzīvnieki.

Patiesībā Darvina idejās par dabisko palīdzēja orientēties mākslīgā atlase atlase, jo tā sniedza izteiktus un ātrus piemērus tam, kā gēni kļuva populārāki populācijās, kas zināmas ieejas.

Dabiskā izlase jāsaprot, lai pilnībā izprastu mākslīgo atlasi. Dabiskā atlase darbojas nevis uz atsevišķiem organismiem, bet gan gēni - citiem vārdiem sakot, dezoksiribonukleīnskābe (DNS), uz kuriem ir noteikta kodola proteīna produkts.

Formāli dabiskā atlase ietver četri aspekti:

1. Ģenētiskā atšķirība pazīmēs pastāv dzīvnieku populācijā. Ja visi sugas dzīvnieki būtu ģenētiski identiski - tas ir, ja viņiem visiem būtu viena DNS un tātad vieni un tie paši gēni, tad dabiski vai ar nodomu nevarēja izvēlēties nekādas pazīmes, jo neviena neradīs lielāku vai mazāku ģenētisko līmeni fitnesa.
   
2. Ir diferencēta reprodukcija. Ne visi dzīvnieki nodod savus gēnus maksimālajam pēcnācēju skaitam.
   
3. Dažādas iezīmes ir pārmantojamas. Pazīmes, kuru dēļ dzīvnieks izdzīvo noteiktā vidē, vispirms var nodot pēcnācējiem.
   
4. Aorganismu attiecības maiņa un to pamatā esošais ģenētiskais sastāvs laika gaitā ir rezultāts. Būtu sagaidāms, ka atkarībā no selekcijas spiediena stipruma noteiktā vidē ar laiku fitnesa un mazāk derīgu organismu attiecība palielināsies. Bieži notiek izmiršanas notikumi, un mazāk derīgi organismi pilnībā izzūd no ekosistēmas.

Pieņemsim, ka jūs sākat ar tādu dzīvnieku sugu, kurām ir vai nu dzeltena kažokāda, vai purpursarkana krāsa kažokādas, un šie dzīvnieki ir tikko pārvietoti uz purpursarkaniem džungļiem kādā neatklātajā jūras daļā pasaulē. Violetie dzīvnieki, visticamāk, vairosies ar lielāku ātrumu, jo tie varētu vieglāk paslēpties plēsēju, slēpjot purpursarkanā veģetācijā, turpretī dzeltenos dzīvniekus varētu vieglāk "noplūkt" izslēgts. "

Mazāk dzelteno dzīvnieku izdzīvojot, būtu mazāk dzelteno dzīvnieku, kas būtu pieejami pārošanai un pavairošanai. Ja kažokādas krāsa būtu nejauša, tad neviens vecāku kopums, visticamāk, nevienam citam neradītu purpursarkanu krāsu un tādējādi (šajā vidē) atbilstošākus pēcnācējus. Bet šeit purpursarkanie dzīvnieki, visticamāk, ražo violetus pēcnācējus, un līdzīgi dzeltenajiem dzīvniekiem.

Dabiskās (un pēc tam mākslīgās) atlases kontekstā "variācija" ir ekvivalenta "ģenētiskā variācija". Mūsu dzīvnieku piemērā purpura kažokādas gēni kļūst arvien izplatītāki šajā purpursarkanajā nokrāsā džungļi.

Jūs, iespējams, esat dzirdējuši par veiktspēju uzlabojošu narkotiku lietošanu sportā vai "dopingu", praksi, kas vairumā gadījumu ir aizliegta ētikas un drošības problēmu apvienojuma dēļ. Šīs zāles ļauj ķermenim sasniegt lielāku spēka un izturības varoņdarbu, pateicoties muskuļu palielināšanai vai citiem fiziskiem uzlabojumiem, kas nenotiktu bez pievienotajām zālēm.

Šīs zāles tomēr darbojas tikai spēlējamo procesu dēļ: vingrinājumi, treniņi un cīņa praksē praksē. Citiem vārdiem sakot, aizliegtās zāles nerada vēl nebijušas fiziskās īpašības, piemēram, papildu kāju vai roku augšanu; tie "tikai" pilnveido un papildina jau esošās iespējas.

Mākslīgā atlase var apskatīt gandrīz vienā un tajā pašā kontekstā. Tā ir ģenētiskā modifikācija kas spēlē iepriekš fiksētos dabiskās atlases principus un ar nolūku pastiprina vienu vai vairākus mainīgos, kas jau spēlē, lai sasniegtu vēlamo rezultātu.

Mākslīgā atlase ir apzināta vecāku, tas ir, organismu, kas vairosies, izvēle, tāpēc tā ir pazīstams arī kā "selektīva audzēšana". Tas tiek darīts, lai izveidotu atsevišķus organismus (augus vai dzīvniekus) ar labvēlīgiem vai vēlamiem iezīmes.

Mākslīgā atlase, kas faktiski ir gēnu inženierijas veids, visā pasaulē tiek praktizēta tūkstošiem gadu. Pat ja cilvēki precīzi nezināja kā lauksaimniecības dzīvnieki ar vēlamām īpašībām varēja šīs īpašības nodot pēcnācējiem, viņi apzinājās, ka tas notika, un attiecīgi mainīja viņu audzēšanu.

Ja atsevišķas govis fermā būtu lielākas un tām būtu vairāk gaļas, govis tiktu nekavējoties audzētas Šo spēcīgo īpatņu "ģimene", visticamāk, radīs tikpat lielus pēcnācējus un lielākus liellopu gaļas raža. Vienus un tos pašus principus var piemērot kultūraugiem, bieži vien izteiktāk, jo mazāk ētisku apsvērumu ir vaislas augu un vaislas dzīvnieku jomā.

Bioloģijas ziņā mākslīgā atlase noved pie ģenētiskais dreifsvai gēnu biežuma izmaiņas sugas ietvaros laika gaitā. Atlasot vēlamos gēnus un to iezīmes, cilvēki kūrē augu un dzīvnieku populācijas, kurās ir palielināts gan "labo" gēnu daudzums, gan "slikto" gēnu skaits vai likvidēts.

Līdz 1850. gadiem, īsi pirms viņa revolucionārā darba publicēšanas Par sugu izcelsmi, Čārlzs Darvins jau bija izvirzījis toreiz strīdīgu ideju, lai izskaidrotu "šķirņu" variācijas sugās: ka cilvēki ir manipulējuši ar sugu sastāvu, pārojot tās programmētos veidos, process, kura pamatā bija zināms vēl nezināms ģenētiskais mehānisms.

(Tajā laikā cilvēki neko nezināja par DNS un patiesībā ar DNS eksperimentiem Gregors Mendels, kas parādīja, kā pazīmes tika nodotas un varētu būt dominējošs vai recesīvs, tikko sākās 1850. gadu vidū.)

Darvina daudzie novērojumi par konkrētu baložu veidu, kas tajā laikā bija populārs viņa dzimtajā Anglijā, ietvēra arī to baložus, kas tika audzēti tādā veidā, ka ražoja ievērojami atšķirīgus izmērus, krāsas un tā tālāk, tomēr varēja audzēt ar katru cits. Citiem vārdiem sakot, visi joprojām bija baloži, taču dažādi vides faktori bija sistemātiski mainījuši ģenētisko ainu noteiktos virzienos.

Viņš to ierosināja dabiskā izlase rīkojās tāpat un uz tām pašām molekulām, lai arī kādas tās būtu, bet ilgākā laika periodā un bez cilvēku vai kāda cita apzinātas manipulācijas.

Viss lauksaimniecības mērķis ir pārtikas ražošana. Jo vairāk pārtikas produktu lauksaimnieks var saražot uz iztērēto piepūles vienību, jo vieglāks būs viņa vai viņas darbs.

Pašnodarbinātajā lauksaimniecībā ideja ir ražot pietiekami daudz pārtikas, lai konkrētais lauksaimnieks un viņa tuvākā ģimene vai kopiena varētu izdzīvot. Mūsdienu pasaulē lauksaimniecība tomēr ir bizness kā jebkurš cits, un cilvēki cenšas gūt labumu no savas lauksaimniecības, ražojot liellopu gaļu, labību, piena produktus un citas patērētāju vēlamas preces.

Tāpēc lauksaimnieku uzvedība un metodes ir paredzamas. Lauksaimnieki un audzētāji izvēlas augus, kuri, pateicoties ģenētiskām izmaiņām, dod vairāk augļu nekā citi, lai iegūtu vairāk augļus nesošu augu, izvēlas augi, kas dod lielākus dārzeņus, lai iegūtu vairāk produkta masas uz ieguldītajām sēklām, izvēlas reproducēšanai paredzētus augus, kas spēj izdzīvot sausuma laikā un citādi cenšas panākt maksimālu efektivitāti to izaicinājumu klāsta kontekstā seja.

Piemēri selektīva audzēšana augos šodien ir gandrīz neierobežotas. Izveidojot atšķirīgas kāpostu augu sugas, lai iegūtu vairāk dārzeņu veidu, cilvēcei ir devuši kāposti, Briseles kāposti, ziedkāposti, brokoļi, kāposti un citi populāri zaļumi. Līdzīgs darbs ir veikts, lai padarītu pieejamus dažāda veida ķirbjus (piemēram, ķirbjus un cita veida ķirbjus).

Tāpat kā dažu augu šķirņu mākslīgā atlase, arī audzēšana pieradināti dzīvnieki jo vēlamās savvaļas sugu pazīmes ir bijušas tūkstošiem gadu un tika veiktas gadsimtiem ilgi, neskatoties uz to, ka cilvēki nezina ģenētisko pamatojumu, kāpēc tā darbojas. Tas darīts mājlopu vai lauksaimniecības dzīvnieku jomā, kur parasti mērķis ir radīt vairāk gaļas vai piena uz organismu.

Tāpat kā jūs vēlētos, lai ikviens automātiskās montāžas komandas darbinieks varētu, teiksim, salikt vairāk automašīnu, ja būtu vairāk produkts uz vienu lauksaimniecības dzīvnieku palielina lauksaimniecības peļņu vai bezpeļņas apstākļos nodrošina, ka cilvēkiem būs pietiekami daudz ēst.

Suņi ir viens no pārsteidzošākajiem mākslīgās atlases seku piemēriem. Dažādi suņu šķirnes ir radījuši cilvēki pēdējo 10 000 vai vairāk gadu laikā, sākot no visu suņu kopīgais sencis - pelēkais vilks.

Mūsdienās suņu šķirnes, kurām, šķiet, ir maz vai nav nekā kopīga, piemēram, taksis un Vācu dānis, eksistē daudz, parādot suņu genomā kodēto pazīmju klāstu. Tas ir tāpēc, ka "vēlamo īpašību" definīcija mājas sunī dievu īpašniekiem ievērojami atšķiras. Dobermana pinčeri ir gudri, muskuļoti un gludi, un tie ir lieliski sargsuņi; Džeka Rasela terjeri ir veikli un var noķert daudz dzīvnieku, kas vajā saimniecības.

Tas pats princips attiecas arī uz citām sugām un nozarēm. Veiksmīgi sacīkšu zirgi tiek audzēti kopā, lai radītu lielāku varbūtību izveidot ātrākus, spēcīgākus zirgus nākamajām paaudzēm, jo ​​zirgu uzvarēšana lielākajos pasākumos var būt ienesīga cilvēka īpašniekam vai īpašniekiem.

Arī pārtikas ģenētiskajā modifikācijā, kas pati par sevi ir plaša tēma, cilvēki pārveido pārtikas avotus uzlabo noteiktas iezīmes un pēc tam audzē tās kopā, veidojot šo augu "izcilus" celmus un dzīvnieki. Piemēri ietver sojas pupas, kukurūzu, vistas, kurās audzē vairāk krūšu gaļas un daudz ko citu.

Lietu dabiskās gaitas mainīšana, izmantojot šeit aprakstītās metodes, neapšaubāmi ir uzlabojusi cilvēku dzīvi dažādos veidos, piemēram, palielinot ražu, ļaujot ražot labāku un vairāk gaļas, un pat izveidojot jaunas suņu šķirnes ar ģenētiski un uzvedības ziņā vēlamu īpašības.

Tomēr, kad cilvēki mūs padara par mākslīgu atlasi, tas samazina kopējo ģenētisko dispersiju populācijā, faktiski izveidojot vairāk līdzīgu dzīvnieku "armiju". Tā rezultātā a lielāks mutāciju risks, lielāka neaizsargātība pret noteiktām slimībām un palielināta fizisko problēmu sastopamība citādi tas būtu minimāls vai nebūtu vispār. Piemēram, cāļi, kas audzēti, lai izaugtu lielākas krūtis (caur krūšu muskuļiem), bieži pavada savu dzīvi ievērojami vairāk diskomforta, jo viņu rāmji un sirdis laika gaitā nav pielāgojušies, lai nēsātu pievienoto masa.

Citos gadījumos neparedzētas mutācijas un pazīmes var rasties kopā ar izvēlētajām iezīmēm. Piemēram, bitēs tika audzētas "slepkavas" šķirnes, lai iegūtu vairāk medus, bet procesā tās arī kļuva agresīvākas un tādējādi kļuva bīstamas. Mākslīgā atlase organismos var izraisīt sterilitāti, un dažiem tīršķirnes suņiem - recesīvas pazīmes kas citādi dabiski mazinātos, ir atļauts saglabāties, piemēram, gūžas displāzija Labradorā retrīveri.

Saistīts saturs: Kāda veida savvaļas kaķi dzīvo Ņujorkā?