Kunstig seleksjon (selektiv avl): definisjon og eksempler

Prosessen av naturlig utvalg er mekanismen som driver biologisk evolusjon, en teori som først ble kjent kjent på midten av 1800-tallet takket være det uavhengige arbeidet til Charles Darwin og Alfred Russel Wallace.

Evolusjon står for det genetiske mangfoldet av livet på jorden, som alle er avledet fra en felles forfader ved begynnelsen av livet på selve planeten for rundt 3,5 milliarder år siden.

Evolusjon har skjedd i naturen takket være en ordning beskrevet som nedstigning fra modifikasjon, som foreslår at arvelige egenskaper (det vil si egenskaper som kan overføres via gener fra en generasjon organismer til neste generasjon) som er gunstige, og som gir genetisk "kondisjon", blir mer utbredt i en gruppe eller arter av organismer tid.

Dette skjer fordi de aktuelle genene naturlig er valgt av det miljøtrykket som gitte organismer lever i.

Kunstig seleksjon, eller selektiv avl, bruker prinsippene for naturlig utvalg for å skape populasjoner av dyr eller planter som samsvarer med behovene til menneskelige bønder, forskere eller oppdrettere til utstilling eller idrett dyr.

Faktisk var det den veletablerte praksisen med kunstig seleksjon som bidro til å veilede Darwins ideer om naturlig utvalg, for det ga sterke og raske eksempler på hvordan gener ble mer utbredt i kjent populasjoner innganger.

Naturlig utvalg må forstås for å fullt ut forstå kunstig utvalg. Naturlig utvalg fungerer ikke på individuelle organismer, men på gener - med andre ord lengder på deoksyribonukleinsyre (DNA) som bærer "koden" for et bestemt proteinprodukt.

Formelt inkluderer naturlig utvalg fire aspekter:

1. Genetisk varians i egenskaper eksisterer i en populasjon av dyr. Hvis alle dyrene i en art var genetisk identiske - det vil si hvis de alle hadde samme DNA og dermed de samme genene - så ingen trekk kunne velges for, naturlig eller med vilje, fordi ingen ville skape større eller mindre nivåer av genetisk Fitness.
   
2. Det er differensiell reproduksjon. Ikke alle dyr overfører genene til maksimalt antall avkom.
   
3. De forskjellige egenskapene er arvelige. Egenskaper som gjør et dyr mer sannsynlig å overleve i et gitt miljø, kan overføres til avkom til å begynne med.
   
4. ENforskyvning i forholdet mellom organismer og deres underliggende genetiske sammensetning over tid er resultatet. Det ville forventes at, avhengig av styrken til seleksjonstrykket i et gitt miljø, ville forholdet mellom organer som passer til mindre passform øke med tiden. Ofte vil utryddelseshendelser forekomme, og organismer med mindre passform forsvinner direkte fra økosystemet.

La oss som et eksempel si at du begynner med en dyreart som enten har gul pels eller lilla pels, og disse dyrene har nettopp blitt flyttet til en lilla jungel i noen uoppdagede deler av verden. De lilla dyrene vil sannsynligvis reprodusere i høyere grad fordi de lettere kan gjemme seg for rovdyr ved å gjemme seg i den lilla vegetasjonen, mens de gule dyrene lettere ville bli "plukket av."

Færre gule dyr som overlever, vil resultere i færre gule dyr tilgjengelig for parring og reproduksjon. Hvis pelsfargen var tilfeldig, ville ingen foreldresett mer sannsynlig å produsere lilla og dermed bedre (i dette miljøet) avkom. Men her er lilla dyr faktisk mer sannsynlig å produsere lilla avkom, og tilsvarende for gule dyr.

I sammenheng med naturlig (og i forlengelse kunstig) utvalg, tilsvarer "variasjon" "genetisk variasjon." I vårt dyreeksempel blir lilla pelsgener mer utbredt i det lilla farget jungel.

Du har sikkert hørt om bruk av ytelsesfremmende medisiner i sport, eller "doping", en praksis som i de fleste tilfeller er forbudt på grunn av en kombinasjon av etiske og sikkerhetsmessige bekymringer. Disse stoffene tillater kroppen å oppnå større styrke og utholdenhet takket være utvidelser av muskulaturen eller andre fysiske forbedringer som ikke ville oppstå uten legemidlene.

Disse stoffene fungerer imidlertid bare på grunn av prosesser som er i spill: trening, trening og streving i praksis i konkurranse. Med andre ord, de forbudte medikamentene skaper ikke enestående fysiske egenskaper, som vekst av ekstra ben eller armer; de "bare" finpusser og utvider evner som allerede er på plass.

Kunstig utvalg kan sees i omtrent samme sammenheng. Det er en form for genetisk modifikasjon som spiller på de faste prinsippene for naturlig utvalg som er oppført tidligere, og som med vilje forsterker en eller flere av variablene som allerede er i spill for å oppnå et ønsket resultat.

Kunstig seleksjon er det forsettlige valget av foreldrene, det vil si organismene som skal reprodusere, og det er derfor det er også kjent som "selektiv avl." Dette gjøres for å skape individuelle organismer (planter eller dyr) med fordelaktig eller ønsket trekk.

Kunstig seleksjon, som egentlig er en type genteknikk, har blitt praktisert over hele verden i tusenvis av år. Selv om folk ikke visste nøyaktig hvordan husdyr med ønskelige egenskaper var i stand til å formidle disse egenskapene til avkom, de var klar over at dette skjedde og forskjøvet deres oppdrett tilsvarende.

Hvis visse kyr på en gård var større og ga mer kjøtt, avl kyr umiddelbart "familie" av disse robuste prøvene ga sannsynligvis like store avkom og større biffutbytte. De samme prinsippene kan brukes på avlinger, ofte mer ettertrykkelig på grunn av færre etiske bekymringer i avlsplanter i forhold til avlsdyr.

I biologiske termer fører kunstig seleksjon til en økning i Genetisk drift, eller en endring i frekvensen av gener i en art over tid. Ved å velge ønsket gener og egenskapene de gir, kan mennesker kurere planter og dyr populasjoner der både "gode" gener er økt og "dårlige" gener eller eliminert.

På 1850-tallet, kort før publiseringen av hans banebrytende arbeid Om artenes opprinnelse, Charles Darwin hadde allerede fremmet en da kontroversiell idé for å forklare variasjon av "raser" innen arter: at mennesker hadde manipulert sammensetning av arter ved å parre dem på programmerte måter, en prosess som hadde vært avhengig av noen ennå ukjent genetisk mekanisme for å få dette til.

(På den tiden visste mennesker ingenting om DNA, og faktisk eksperimentene med Gregor Mendel, som viste hvordan trekk ble videreført og kunne være dominerende eller recessivbegynte akkurat på midten av 1850-tallet.)

Darwins mange observasjoner av en bestemt type due populær i hjemlandet England på den tiden inkluderte det faktum at duer som hadde blitt avlet på en måte som produserte markant forskjellige størrelser, farger og så videre, kunne likevel avles med hver annen. Med andre ord, alle var fremdeles duer, men forskjellige faktorer i miljøet hadde systematisk forskjøvet det genetiske bildet i visse retninger.

Han foreslo det naturlig utvalg handlet på samme måte og på de samme molekylene, uansett hva de var, men over lengre perioder og uten bevisst manipulasjon av mennesker eller noen andre.

Hele formålet med oppdrett er å produsere mat. Jo mer mat en bonde kan produsere per innsats, desto lettere blir jobben hans.

I livsoppdrett er ideen å produsere nok mat til at en gitt bonde og hans eller hennes nærmeste familie eller samfunn kan overleve. I den moderne verden er imidlertid oppdrett en virksomhet som alle andre, og folk søker å tjene på oppdrett ved å produsere storfekjøtt, avlinger, meieriprodukter og andre varer som forbrukerne ønsker.

Oppførselen og metodene til bøndene er derfor forutsigbar. Bønder og produsenter velger planter som, takket være genetiske endringer, produserer mer frukt enn andre for å få mer fruktbærende planter, velger planter som gir større grønnsaker for å få mer masse produkt per investert frø, velger planter å reprodusere som er i stand til å overleve ekstreme temperaturer under tørke og ellers arbeide for maksimal effektivitet i sammenheng med de forskjellige utfordringene ansikt.

Eksempler av selektiv avl i planter i dag er nesten ubegrensede. Opprettelsen av forskjellige arter av kålplanter for å få flere typer grønnsaker har gitt menneskehetskål, rosenkål, blomkål, brokkoli, grønnkål og andre populære greener. Lignende arbeid har blitt gjort for å gjøre forskjellige typer kalebasser (f.eks. Gresskar og andre typer squash) tilgjengelig.

Som det kunstige utvalget av visse plantesorter, avl av tamme dyr for ønskelige trekk fra ville arter har pågått i tusenvis av år, og ble utført i århundrer til tross for at mennesker ikke visste det genetiske grunnlaget for hvorfor det fungerer. Dette har blitt gjort innen husdyr eller husdyr, hvor målet vanligvis er å skape mer kjøtt eller melk per organisme.

Akkurat som du vil at hver menneskearbeider i et team for automatisk montering skal kunne si, si, sette sammen flere biler og ha flere produkt per husdyr gir oppdrettens fortjeneste, eller i ideelle organisasjoner, sikrer at folk vil ha nok å spise.

Hunder er blant de mest oppsiktsvekkende eksemplene på effekten av kunstig seleksjon. Diverse hunderaser har blitt skapt av mennesker i løpet av de siste 10.000 eller flere årene fra og med den felles stamfar til alle hunder, den grå ulven.

I dag finnes hunderaser med tilsynelatende lite eller ingenting til felles, som Dachshunds og Great Danes, i overflod, og viser rekkevidden av egenskaper kodet for i hundens genom. Dette er fordi definisjonen av "ønskelige egenskaper" hos en hund varierer betydelig mellom gudseiere. Doberman Pinschers er smarte, muskuløse og slanke og er gode vakthunder; Jack Russell terrier er smidig og kan fange mange dyr som hjemsøker gårder.

Det samme prinsippet spenner over andre arter og næringer. Vellykkede løpshester avles sammen for å skape større sannsynlighet for å skape raskere, sterkere hester i påfølgende generasjoner, da det å ha en vinnende hest i store begivenheter kan være lukrativt for den menneskelige eieren eller eiere.

I genetisk modifisering av mat, et omfattende tema i seg selv, endrer mennesker matkilder til forbedre visse egenskaper og deretter avle disse sammen for å danne "overlegne" stammer av disse plantene og dyr. Eksempler inkluderer soyabønner, mais, kyllinger som dyrker mer brystkjøtt og mange flere.

Å endre den naturlige forløpet av ting ved hjelp av metodene som er beskrevet her, har utvilsomt forbedret menneskers liv på forskjellige måter, for eksempel ved å øke avlingsutbyttet, slik at bedre og mer kjøtt kan produseres, og til og med skape nye hunderaser med genetisk og atferdsmessig ønskelig kjennetegn.

Når imidlertid folk gjør oss til kunstig seleksjon, reduserer dette den generelle genetiske variansen i populasjonen ved å skape en "hær" av flere lignende dyr. Dette resulterer i en høyere risiko for mutasjoner, større sårbarhet for visse sykdommer og økt forekomst av fysiske problemer som ellers ville være minimal eller fraværende. For eksempel tilbringer kyllinger avlet for å dyrke større bryster (via brystmuskulaturen) ofte livet sitt i vesentlig mer ubehag fordi rammer og hjerter ikke har tilpasset seg over tid for å bære det ekstra masse.

I andre scenarier, uforutsette mutasjoner og trekk kan oppstå sammen med de valgte egenskapene. I bier ble for eksempel avle "killer" raser for å produsere mer honning, men i prosessen ble de også mer aggressive og ble dermed farlige. Kunstig seleksjon kan føre til sterilitet i organismer, og hos visse renrasede hunder, recessive egenskaper som ellers ville avta naturlig får lov til å vedvare, for eksempel hoftedysplasi i Labrador retrievere.

Relatert innhold: Hvilke typer ville katter lever i New York?