Konstgjord selektion (selektiv avel): definition och exempel

Processen naturligt urval är den mekanism som driver den biologiska utvecklingen, en teori som först beskrevs i mitten av 1800-talet tack vare det oberoende arbetet av Charles Darwin och Alfred Russel Wallace.

Evolution står för den genetiska mångfalden av livet på jorden, som alla härrör från en gemensam förfader vid livets början på själva planeten för cirka 3,5 miljarder år sedan.

Evolution har inträffat i naturen tack vare ett system som beskrivs som härkomst från modifiering, som föreslår att ärftliga egenskaper (det vill säga egenskaper som kan överföras via gener från en generation organismer till nästa generation) som är gynnsamma och som ger genetisk "kondition" blir vanligare i en grupp eller arter av organismer över tid.

Detta inträffar för att generna i fråga är naturligt utvalda av trycket i miljön där givna organismer lever.

Konstgjord selektion, eller selektiv avel, använder principerna för naturligt urval för att skapa populationer av djur eller växter som överensstämmer med behoven hos mänskliga jordbrukare, forskare eller uppfödare av utställning eller idrott djur.

I själva verket var det den långvariga praxis med artificiellt urval som hjälpte till att styra Darwins idéer om natur urval, för det gav starka och snabba exempel på hur gener blev vanligare i kända populationer ingångar.

Naturligt urval måste förstås för att fullständigt förstå artificiellt urval. Naturligt urval fungerar inte på enskilda organismer utan på gener - med andra ord, längder på deoxiribonukleinsyra (DNA) som innehåller "koden" för en specifik proteinprodukt.

Formellt inkluderar naturligt urval fyra aspekter:

1. Genetisk variation i egenskaper finns i en population av djur. Om alla djur i en art var genetiskt identiska - det vill säga om de alla hade samma DNA och därmed samma gener - inga egenskaper kunde väljas för, naturligt eller avsiktligt, eftersom inga skulle skapa större eller mindre genetiska nivåer kondition.
   
2. Det finns differentiell reproduktion. Inte alla djur överför sina gener till maximalt antal avkommor.
   
3. De olika egenskaperna är ärftliga. Egenskaper som gör ett djur mer benägna att överleva i en viss miljö kan överföras till avkomma till att börja med.
   
4. Aförändring i förhållandet mellan organismer och deras underliggande genetiska sammansättning över tiden är resultatet. Det kan förväntas att, beroende på styrkan hos selektionstrycken inom en given miljö, skulle förhållandet mellan fitnare och mindre passformiga organismer öka över tiden. Ofta kommer utrotningshändelser att inträffa och de mindre passande organismerna försvinner direkt från ekosystemet.

Som ett exempel, låt oss säga att du börjar med en djurart som har antingen gul päls eller lila päls, och dessa djur har just flyttats till en lila djungel i någon oupptäckt del av värld. De lila djuren kommer sannolikt att reproducera i högre takt eftersom de lättare kan gömma sig från rovdjur genom att gömma sig i den lila vegetationen, medan de gula djuren lättare skulle "plockas av."

Färre gula djur som överlever skulle resultera i färre gula djur tillgängliga för parning och reproduktion. Om pälsfärgen var slumpmässig, skulle ingen uppsättning föräldrar vara mer benägna än någon annan att producera lila och därmed passare (i denna miljö) avkomma. Men här är det sannolikt att lila djur producerar lila avkommor och på samma sätt för gula djur.

I samband med naturligt (och i förlängningen artificiellt) urval motsvarar "variation" "genetisk variation." I vårt djurexempel blir lila-pälsgener vanligare i den lila nyansen djungel.

Du har antagligen hört talas om användningen av prestationsförbättrande läkemedel i sport, eller "dopning", en metod som i de flesta fall är förbjuden på grund av en kombination av etiska och säkerhetsmässiga problem. Dessa läkemedel gör det möjligt för kroppen att nå större prestationer av styrka och uthållighet tack vare förstoringar av musklerna eller andra fysiska förbättringar som inte skulle inträffa utan tillsatta läkemedel.

Dessa läkemedel fungerar dock bara på grund av processer som är i spel: träning, träning och strävan i praktiken i tävling. Med andra ord skapar inte de förbjudna drogerna fysiska egenskaper utan motstycke, såsom tillväxt av ytterligare ben eller armar; de "bara" finslipar och förstärker redan funktioner.

Konstgjort urval kan ses i ungefär samma sammanhang. Det är en form av genetisk modifikation som spelar på de fasta principerna för naturligt urval som listats tidigare och som avsiktligt förstärker en eller flera variabler som redan finns i spelet för att uppnå ett önskat resultat.

Konstgjort urval är det avsiktliga valet av föräldrarna, det vill säga de organismer som kommer att reproducera, varför det är det även känd som "selektiv avel." Detta görs för att skapa enskilda organismer (växter eller djur) med nytta eller önskemål egenskaper.

Konstgjord selektion, som egentligen är en typ av genteknik, har praktiserats runt om i världen i tusentals år. Även om människor inte visste exakt hur husdjur med önskvärda egenskaper kunde förmedla dessa egenskaper till avkomma, de var medvetna om att detta inträffade och flyttade deras jordbruk därefter.

Om vissa kor på en gård var större och gav mer kött, avlade kor omedelbart "Familjen" av dessa robusta prover producerade sannolikt lika stora avkommor och en större nötkött avkastning. Samma principer kan tillämpas på grödor, ofta mer eftertryckligt på grund av färre etiska problem inom avelsväxternas kontra avelsdjur.

I biologiska termer leder artificiellt urval till en ökning av genetisk drift, eller en förändring i frekvensen av gener inom en art över tiden. Genom att välja önskade gener och de egenskaper de ger, människor att kurera växter och djur populationer där både "goda" gener har ökat och "dåliga" genererats eller utslagen.

Vid 1850-talet, strax före publiceringen av hans banbrytande arbete Om arternas ursprung, Charles Darwin hade redan utvecklat en då kontroversiell idé för att förklara variationen av "raser" inom arter: att människor hade manipulerat sammansättning av arter genom att para ihop dem på programmerade sätt, en process som hade förlitat sig på någon ännu okänd genetisk mekanism för att åstadkomma detta.

(Vid den tiden visste människor ingenting om DNA, och faktiskt experimenten med Gregor Mendel, som visade hur egenskaper fördes vidare och kunde vara dominerande eller recessivt, började precis i mitten av 1850-talet.)

Darwins många observationer av en viss typ av duva som var populär i hans hemland England vid den tiden inkluderade det faktum att duvor som hade fötts upp på ett sätt som producerade markant olika storlekar, färger och så vidare kunde ändå uppfödas med var och en Övrig. Med andra ord var alla fortfarande duvor, men olika faktorer i miljön hade systematiskt flyttat den genetiska bilden i vissa riktningar.

Han föreslog det naturligt urval agerade på samma sätt och på samma molekyler, vad de än var, men under längre tidsperioder och utan medveten manipulation av människor eller någon annan.

Hela syftet med jordbruket är att producera mat. Ju mer mat en jordbrukare kan producera per ansträngd enhet, desto lättare blir hans eller hennes jobb.

I livsmedelsbruk är tanken att producera tillräckligt med mat för att en given jordbrukare och hans eller hennes närmaste familj eller samhälle ska överleva. I den moderna världen är dock jordbruk ett företag som alla andra, och människor försöker dra nytta av sitt jordbruk genom att producera nötkött, grödor, mejeriprodukter och andra varor som konsumenterna vill ha.

Jordbrukarnas beteende och metoder är därför förutsägbara. Jordbrukare och odlare väljer växter som, tack vare genetiska förändringar, producerar mer frukt än andra för att få mer fruktbärande växter, välj växter som ger större grönsaker för att få mer produktmassa per investerat utsäde, välj växter att reproducera som kan överleva extrema temperaturer under torka och i övrigt sträva efter maximal effektivitet i samband med de olika utmaningar de ansikte.

Exempel på selektiv avel i växter idag är nästan obegränsade. Skapandet av olika arter av kålväxter för att få fler typer av grönsaker har gett mänsklighetskål, rosenkål, blomkål, broccoli, grönkål och andra populära gröna. Liknande arbete har gjorts för att göra olika typer av kalebasser (t.ex. pumpor och andra typer av squash) tillgängliga.

Liksom det artificiella urvalet av vissa växtvarianter, avel av tama djur för önskvärda egenskaper från vilda arter har pågått i tusentals år och genomfördes i århundraden trots att människor inte visste den genetiska grunden för varför det fungerar. Detta har gjorts inom området boskap eller husdjur, där målet vanligtvis är att skapa mer kött eller mjölk per organism.

Precis som du vill att varje mänsklig arbetare i ett team för automatisk montering ska kunna säga, montera fler bilar och ha fler produkt per lantbruksdjur driver upp jordbruksvinster, eller i ideella miljöer, säkerställer att människor kommer att ha tillräckligt med äta.

Hundar är bland de mest häpnadsväckande exemplen på effekterna av artificiellt urval. Olika hundraser har skapats av människor under de senaste 10 000 eller fler åren från och med den gemensamma förfadern till alla hundar, den grå vargen.

Idag finns raser av hundar med till synes lite eller ingenting gemensamt, som taxar och stora danskar, i överflöd, vilket visar antalet egenskaper som kodas för i hundens genom. Detta beror på att definitionen av "önskvärda egenskaper" hos en hund varierar avsevärt mellan gudägare. Doberman Pinschers är smarta, muskulösa och snygga och är fantastiska vakthundar; Jack Russell terrier är smidiga och kan fånga många djur som hemsöker gårdar.

Samma princip spänner över andra arter och industrier. Framgångsrika tävlingshästar uppföds tillsammans för att skapa en högre sannolikhet för att skapa snabbare, starkare hästar i efterföljande generationer, eftersom att ha en vinnande häst i stora evenemang kan vara lönsamt för den mänskliga ägaren eller ägare.

Också i den genetiska modifieringen av mat, ett omfattande ämne i sig, modifierar människor matkällor till förbättra vissa egenskaper och sedan odla dessa tillsammans för att bilda "överlägsna" stammar av dessa växter och djur. Exempel är sojabönor, majs, kycklingar som växer mer bröstkött och många fler.

Att ändra det naturliga förloppet med de metoder som beskrivs här har utan tvekan förbättrat människors liv på olika sätt, såsom genom att öka avkastningen, så att bättre och mer kött kan produceras och till och med skapa nya hundraser med genetiskt och beteendemässigt önskvärt egenskaper.

När emellertid människor gör oss till artificiellt urval, minskar detta den totala genetiska variansen inom populationen genom att skapa en "armé" med mer liknande djur. Detta resulterar i en högre risk för mutationer, större sårbarhet för vissa sjukdomar och ökad förekomst av fysiska problem som annars skulle vara minimal eller frånvarande. Till exempel spenderar kycklingar som odlas för att växa större bröst (via bröstmusklerna) ofta sina liv i betydligt mer obehag eftersom deras ramar och hjärtan inte har anpassat sig över tiden för att bära tillagda massa.

I andra scenarier, oförutsedda mutationer och drag kan uppstå tillsammans med de valda egenskaperna. I bin, till exempel, uppföddes "mördare" -raser för att producera mer honung, men under tiden blev de också mer aggressiva och blev därmed farliga. Konstgjort urval kan leda till sterilitet hos organismer och hos vissa renrasiga hundar, recessiva egenskaper som annars skulle minska naturligt får de bestå, såsom höftdysplasi i Labrador retrievers.

Relaterat innehåll: Vilka typer av vilda katter lever i New York?