Штучний відбір (селекційне розведення): визначення та приклади

Процес Природний відбір є механізмом, що керує біологічною еволюцією, теорія, вперше відома описана в середині 1800-х років завдяки незалежній роботі Чарльза Дарвіна та Альфред Рассел Воллес.

Еволюція пояснює генетичне різноманіття життя на Землі, і все це походить від єдиного загального предка на зорі життя на самій планеті близько 3,5 мільярда років тому.

Еволюція відбулася в природі завдяки схемі, описаній як спуск від модифікації, де передбачається, що спадкові ознаки (тобто характеристики, які можуть передаватися через гени від одного покоління організмів до наступне покоління), які є сприятливими та надають генетичну "придатність", стають більш поширеними в групі або видах організмів над час.

Це відбувається тому, що ці гени, природно, відбираються тиском навколишнього середовища, в якому живуть дані організми.

Штучний відбір або вибіркове розведення використовує принципи природного відбору для створення популяцій тварин чи рослин, які відповідають потребам фермерів, дослідників чи заводчиків виставок чи спорту тварини.

Насправді саме давно встановлена ​​практика штучного відбору допомогла керувати ідеями Дарвіна про природне відбір, оскільки він наводив суворі та швидкі приклади того, як гени стали більш поширеними в популяціях, про які відомо входи.

Природний відбір потрібно розуміти, щоб повністю зрозуміти штучний відбір. Природний відбір діє не на окремі організми, а на гени - іншими словами, довжини дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК), які містять "код" для конкретного білкового продукту.

Формально природний відбір включає чотири аспекти:

1. Існує генетична дисперсія в ознаках у популяції тварин. Якщо всі тварини виду були генетично ідентичними - тобто, якщо всі вони мали однакову ДНК і, отже, однакові гени - тоді жодні ознаки не могли бути обрані, природно чи навмисно, оскільки жодна не могла б створити більший чи менший рівень генетики фітнес.
   
2. Відбувається диференціальне відтворення. Не всі тварини передають свої гени максимальній кількості потомства.
   
3. Різні риси успадковуються. Риси, які роблять тварину більш імовірною для виживання в певному середовищі, можуть бути передані нащадкам для початку.
   
4. Aзрушення у співвідношенні організмів і їх основний генетичний склад з часом є результатом. Очікується, що залежно від сили тиску відбору в даному середовищі співвідношення пристосованих до менш придатних організмів з часом зростатиме. Часто трапляються випадки вимирання, і менш придатні організми відразу зникають з екосистеми.

Як приклад, припустимо, ви починаєте з видів тварин, які мають або жовте хутро, або пурпур хутра, і цих тварин щойно переселили у фіолетові джунглі в якусь невідкриту частину світ. Пурпурові тварини, швидше за все, розмножуються з більшою швидкістю, оскільки від них можна було легше сховатися хижаків, ховаючись у фіолетову рослинність, тоді як жовтих тварин було б легше "вибрати" вимкнено ".

Менше виживання жовтих тварин призведе до зменшення кількості жовтих тварин для спаровування та розмноження. Якби колір хутра був випадковим, тоді жоден із батьків не мав би шансів, як будь-який інший, породити фіолетовий і, таким чином, більш пристосоване (у цьому середовищі) потомство. Але тут фіолетові тварини справді частіше дають потомство фіолетового кольору, як і у жовтих тварин.

У контексті природного (і, за розширенням, штучного) відбору, "варіація" еквівалентна "генетична варіація". У нашому прикладі з тваринами гени фіолетового хутра стають більш поширеними серед фіолетових відтінків джунглі.

Ви, напевно, чули про вживання наркотиків, що підвищують ефективність, у спорті, або про «допінг», практику, яка в більшості випадків заборонена через поєднання етичних питань та питань безпеки. Ці препарати дозволяють тілу досягти більших подвигів сили та витривалості завдяки збільшенню м’язів або іншим фізичним покращенням, які не відбулися б без додавання наркотиків.

Однак ці ліки діють лише завдяки таким процесам, які є у грі: фізичні вправи, тренування та прагнення на практиці в змаганнях. Іншими словами, заборонені препарати не створюють безпрецедентних фізичних рис, таких як ріст додаткових ніг або рук; вони "просто" відточують і збільшують вже наявні можливості.

Штучний відбір можна розглядати приблизно в тому ж контексті. Це форма генетична модифікація який грає на фіксованих принципах природного відбору, перерахованих раніше, і який навмисно посилює одну або декілька змінних, що вже є у грі, для досягнення бажаного результату.

Штучний відбір - це навмисний вибір батьків, тобто організмів, які будуть розмножуватися, саме тому він також відомий як "вибіркове розведення". Це робиться для створення окремих організмів (рослин чи тварин) з корисними чи бажаними риси.

Штучний відбір, який насправді є різновидом генної інженерії, практикується у всьому світі протягом тисячоліть. Навіть якби люди не знали точно як сільськогосподарські тварини з бажаними ознаками змогли передати ці ознаки нащадкам, вони усвідомлювали, що це сталося, і відповідно змінили своє господарство.

Якщо певні корови на фермі були більшими і давали більше м’яса, розводити корів негайно "родина" цих міцних екземплярів могла принести таке ж велике потомство і більше врожайність яловичини. Ці ж принципи можуть застосовуватися до сільськогосподарських культур, часто більш рішуче через меншу етичну стурбованість у районі племінних рослин проти племінних тварин.

З точки зору біології, штучний відбір призводить до збільшення генетичний дрейф, або зміна частоти генів всередині виду з часом. Вибираючи бажані гени та риси, які вони надають, люди курирують рослини та тварини популяції, у яких було збільшено як "хороші" гени, так і "погані", або розмолочені ліквідовано.

До 1850-х років, незадовго до публікації його новаторської роботи Про походження видів, Чарльз Дарвін вже висунув суперечливу на той час ідею пояснити варіації "порід" у межах виду: що люди маніпулювали склад видів шляхом спарювання їх запрограмованим способом - процес, який спирався на якийсь поки що невідомий генетичний механізм, щоб це здійснити.

(Тоді люди нічого не знали про ДНК, а насправді про експерименти з Грегор Мендель, який показав, як риси передаються і можуть бути домінантний або рецесивний, тільки починалися в середині 1850-х років.)

Багато спостережень Дарвіна за певним видом голубів, популярним у його рідній Англії на той час, включало той факт, що голуби, які були виведені таким чином, що давали помітно різні розміри, кольори і так далі, можна, тим не менше, розводити з кожним інший. Іншими словами, все ще були голубами, але різні фактори навколишнього середовища систематично зміщували генетичну картину в певних напрямках.

Він запропонував це Природний відбір діяли однаково і з однаковими молекулами, якими б вони не були, але протягом більш тривалих періодів часу і без свідомих маніпуляцій з боку людей чи когось іншого.

Вся мета фермерства - це виробництво їжі. Чим більше їжі може виробити фермер за одиницю витрачених зусиль, тим легшою буде його робота.

У натуральному господарстві ідея полягає у виробництві достатньої кількості їжі для того, щоб фермер та його найближча родина чи громада могли вижити. Однак у сучасному світі фермерство - це бізнес, як і будь-який інший, і люди прагнуть отримати прибуток від свого фермерства, виробляючи яловичину, врожаї, молочні продукти та інші товари, які бажають споживачі.

Тому поведінка та методи фермерів передбачувані. Фермери та виробники відбирають рослини, які завдяки генетичним змінам дають більше плодів, ніж інші, щоб отримати більше плодоносних рослин рослини, які дають більші овочі, щоб отримати більше маси продукту на вкладене насіння, вибирайте рослини для розмноження, здатні вижити екстремальні температури під час посухи та в іншому випадку прагнуть досягти максимальної ефективності в контексті цілого ряду проблем обличчя.

Приклади вибіркове розведення у рослин сьогодні майже безмежні. Створення різних видів капустяних рослин для отримання більше видів овочів дало людству капусту, брюссельську капусту, цвітну капусту, брокколі, капусту та іншу популярну зелень. Подібна робота була проведена, щоб зробити доступними різні види гарбузів (наприклад, гарбузи та інші види кабачків).

Як і штучний відбір певних сортів рослин, розведення одомашнених тварин бо бажані ознаки диких видів існують тисячі років і виконувались століттями, незважаючи на те, що люди не знали генетичної основи, чому це працює. Це було зроблено в галузі тваринництва або сільськогосподарських тварин, де метою, як правило, є створення більше м’яса або молока на організм.

Подібно до того, як ви хотіли б, щоб кожен працівник, що працює в команді з автомонтажу, мав змогу, скажімо, зібрати більше автомобілів, маючи більше Продукт на сільськогосподарську тварину збільшує прибуток у сільському господарстві, або в некомерційних умовах, гарантує, що людям буде достатньо їсти.

Собаки є одними з найбільш вражаючих прикладів наслідків штучного відбору. Різні породи собак були створені людьми за останні 10 000 і більше років, починаючи з загальний предок усіх собак, сірий вовк.

Сьогодні порід собак, які, здавалося б, мало чи нічого спільного, таких як такси і доги, існує в достатку, демонструючи діапазон ознак, кодованих в геномі собаки. Це пояснюється тим, що визначення "бажаних рис" у домашньої собаки значно відрізняється між власниками богів. Добермани-пінчери розумні, мускулисті та витончені і роблять чудових собак-охоронців; Тер’єри Джека Рассела спритні і можуть ловити багато тварин, які переслідують ферми.

Цей же принцип охоплює інші види та галузі. Успішних скакових коней розводять разом, щоб створити вищу ймовірність створення швидших і сильних коней наступні покоління, оскільки наявність коня-переможця у великих подіях може бути вигідним для власника людини або власників.

Крім того, в генетичній модифікації їжі, яка є великою темою сама по собі, люди змінюють джерела їжі посилити певні риси, а потім розводити їх разом, утворюючи "вищі" штами цих рослин і тварини. Прикладами можуть бути соя, кукурудза, кури, які вирощують більше грудного м’яса, та багато іншого.

Зміна природного ходу речей за допомогою описаних тут методів безсумнівно покращила життя людей різними способами, наприклад, шляхом підвищення врожайності сільськогосподарських культур, дозволяючи виробляти більше і більше м’яса, і навіть створюючи нові породи собак з генетично та поведінково бажаними характеристики.

Однак, коли люди роблять нас штучним відбором, це зменшує загальну генетичну дисперсію в популяції, створюючи, по суті, "армію" з більш подібних тварин. Це призводить до більший ризик мутацій, більша вразливість до певних захворювань та збільшення частоти фізичних проблем які в іншому випадку були б мінімальними або відсутніми. Наприклад, кури, яких вирощують для збільшення грудей (за допомогою грудних м’язів), часто проводять своє життя істотно більше дискомфорту, тому що їх оправи та серця з часом не пристосувались нести додане маси.

В інших сценаріях непередбачені мутації та риси може виникати разом з обраними рисами. Наприклад, у бджіл породи "вбивці" виводили для отримання більше меду, але в процесі цього вони також ставали більш агресивними і, отже, ставали небезпечними. Штучний відбір може призвести до стерильності в організмах, а у деяких чистопородних собак - рецесивних ознак що в іншому випадку зменшиться природним шляхом, дозволяється зберігатись, наприклад, дисплазія кульшового суглоба у лабрадора ретрівери.

Пов’язаний вміст: Які типи диких котів живуть у Нью-Йорку?