science >> Wetenschap >  >> Biologie

Kunstmatige selectie (selectieve fokkerij): definitie & voorbeelden

Het proces van natuurlijke selectie
is het mechanisme dat de biologische evolutie aanstuurt, een theorie die voor het eerst in het midden van de 19e eeuw werd beschreven dankzij het onafhankelijke werk van Charles Darwin en Alfred Russel Wallace.

Evolutie verklaart de genetische diversiteit van het leven op aarde, die allemaal is afgeleid van één gemeenschappelijke voorouder bij het begin van het leven op de planeet zelf, ongeveer 3,5 miljard jaar geleden.

Evolutie heeft plaatsgevonden in de natuur dankzij een schema dat wordt beschreven als afstammeling van modificatie, dat suggereert dat erfelijke eigenschappen (dat wil zeggen kenmerken die kunnen worden doorgegeven via genen van de ene generatie organismen naar de volgende generatie) die gunstig zijn, en die genetische "geschiktheid" verlenen, worden in de loop van de tijd steeds gangbaarder in een groep of soort organismen.

Dit gebeurt omdat de genen in kwestie op natuurlijke wijze worden geselecteerd door de omgevingsdruk waarin bepaalde organismen leven .

Kunstmatige selectie, of selectieve fokkerij, maakt gebruik van de principes van natuurlijke selectie om populaties van dieren of planten te creëren die aansluiten bij de behoeften van menselijke boeren, onderzoekers of fokkers van show- of sportdieren.

In feite was het de al lang gevestigde praktijk van kunstmatige selectie die Darwin's ideeën over natuurlijke selectie hielp, want het leverde grimmige en snelle voorbeelden op van hoe genen vaker voorkomen in populaties met bekende input.
Natuurlijke selectie Definitie

Natuurlijke selectie moet worden begrepen om kunstmatige selectie volledig te kunnen begrijpen. Natuurlijke selectie werkt niet op individuele organismen, maar op genen
- met andere woorden, lengten van deoxyribonucleïnezuur (DNA) die de "code" dragen voor een specifiek eiwitproduct.

Formeel, natuurlijke selectie omvat vier aspecten:

  1. Genetische variantie in eigenschappen bestaat in een populatie van dieren. Als alle dieren in een soort genetisch identiek zouden zijn - dat wil zeggen, als ze allemaal hetzelfde DNA en dus dezelfde genen zouden hebben - dan zouden er geen eigenschappen kunnen worden geselecteerd, natuurlijk of opzettelijk, omdat geen enkele grotere of kleinere niveaus van genetische fitheid zou creëren.

  2. Er is differentiële reproductie. Niet alle dieren geven hun genen door aan het maximale aantal nakomelingen.

  3. De verschillende eigenschappen zijn erfelijk. Kenmerken die een dier meer kans geven om te overleven in een bepaalde omgeving, kunnen in het begin aan nakomelingen worden doorgegeven.

  4. Het resultaat is een verschuiving in de verhouding tussen organismen en hun onderliggende genetische samenstelling. Verwacht wordt dat, afhankelijk van de sterkte van de selectiedruk in een bepaalde omgeving, de verhouding van fitter-tot-minder-passende organismen in de loop van de tijd zal toenemen. Vaak zullen er uitstervingsgebeurtenissen optreden en verdwijnen de minder geschikte organismen volledig uit het ecosysteem.

    Natuurlijke selectie, verklaard

    Laten we bijvoorbeeld zeggen dat u begint met een diersoort die hebben gele vacht of paarse vacht, en deze dieren zijn net verplaatst naar een paarse jungle in een onontdekt deel van de wereld. De paarse dieren planten zich waarschijnlijk sneller voort, omdat ze zich gemakkelijker voor roofdieren kunnen verbergen door zich in de paarse vegetatie te verbergen, terwijl de gele dieren gemakkelijker kunnen worden "geplukt".

    Minder gele dieren die zouden overleven resulteren in minder gele dieren beschikbaar om te paren en te reproduceren. Als de vachtkleur willekeurig was, zou geen enkele ouder waarschijnlijker dan alle andere paars en dus fittere (in deze omgeving) nakomelingen produceren. Maar hier produceren paarse dieren inderdaad vaker paarse nakomelingen, en op dezelfde manier voor gele dieren.

    In de context van natuurlijke (en bij uitbreiding kunstmatige) selectie, is "variatie" gelijk aan "genetische variatie". In ons diervoorbeeld komen paars-vachtgenen vaker voor in die paars getinte jungle.
    Kunstmatige selectie in detail

    Je hebt waarschijnlijk gehoord over het gebruik van prestatiebevorderende medicijnen in de sport, of "doping" , 'een praktijk die in de meeste gevallen is verboden vanwege een combinatie van ethische en veiligheidsoverwegingen. Met deze medicijnen kan het lichaam meer kracht en uithoudingsvermogen bereiken dankzij vergrotingen van de spieren of andere fysieke verbeteringen die niet zouden optreden zonder de toegevoegde medicijnen.

    Deze medicijnen werken echter alleen vanwege processen die in het spel: oefenen, trainen en oefenen in de competitie. Met andere woorden, de verboden medicijnen creëren geen ongekende fysieke eigenschappen, zoals de groei van extra benen of armen; ze "verbeteren" de mogelijkheden die al aanwezig zijn. "

    Kunstmatige selectie kan in vrijwel dezelfde context worden bekeken. Het is een vorm van genetische modificatie die speelt op de eerder genoemde vaste principes van natuurlijke selectie en die opzettelijk een of meer van de variabelen versterkt die al in het spel zijn om een gewenst resultaat te bereiken.

    Kunstmatige selectie is de opzettelijke keuze van de ouders, dat wil zeggen de organismen die zich zullen voortplanten, daarom wordt het ook wel 'selectief fokken' genoemd. Dit wordt gedaan om individuele organismen (planten of dieren) te creëren met nuttige of gewenste eigenschappen.
    Selectieve veredeling: geschiedenis en mechanisme

    Kunstmatige selectie, wat eigenlijk een soort genetische manipulatie is, is toegepast rond de wereld voor duizenden jaren. Zelfs als mensen niet precies wisten hoe de landbouwhuisdieren met gewenste eigenschappen deze eigenschappen konden doorgeven aan het nageslacht, wisten ze dat dit gebeurde en veranderden hun veehouderij dienovereenkomstig.

    Als bepaalde koeien op een boerderij waren groter en zorgden voor meer vlees, fokkoeien in de directe "familie" van deze robuuste exemplaren zouden waarschijnlijk even grote nakomelingen en een grotere rundvleesopbrengst produceren. Dezelfde principes kunnen worden toegepast op gewassen, vaak nadrukkelijker vanwege minder ethische zorgen op het gebied van fokplanten versus fokdieren.

    In biologische termen leidt kunstmatige selectie tot een toename van genetische drift, of een verandering in de frequentie van genen binnen een soort in de loop van de tijd. Door de gewenste genen en de eigenschappen die ze verlenen, te selecteren, kunnen mensen planten- en dierenpopulaties samenstellen waarin zowel de "goede" genen zijn verhoogd als de "slechte" genen zijn verwijderd of geëlimineerd.
    Darwin, duiven en kunstmatige selectie

    Rond 1850, kort voor de publicatie van zijn baanbrekende werk Over de oorsprong van soorten
    , had Charles Darwin al een toen controversieel idee naar voren gebracht om de variatie van "rassen" binnen soorten te verklaren: dat mensen hadden de samenstelling van soorten gemanipuleerd door ze op geprogrammeerde manieren te paren, een proces dat op een tot nu toe onbekend genetisch mechanisme had vertrouwd om dit te bewerkstelligen.

    (Mensen wisten destijds niets over DNA, en in feite begonnen de experimenten van Gregor Mendel, die aantoonden hoe eigenschappen werden doorgegeven en dominant of recessief konden zijn, pas halverwege 1850.)

    Darwin's vele observaties van een bepaald soort duif populair in zijn inheems Engeland omvatte destijds het feit dat duiven die waren gefokt op een manier die duidelijk verschillende maten, kleuren en dergelijke voortbracht, konden toch met elkaar worden gefokt. Met andere woorden, het waren allemaal nog duiven, maar verschillende factoren in de omgeving hadden het genetische beeld systematisch in bepaalde richtingen verschoven.

    Hij stelde voor dat natuurlijke selectie op dezelfde manier zou werken, en op dezelfde moleculen, wat ze ook waren, maar gedurende langere periodes en zonder bewuste manipulatie door mensen of iemand anders.
    Voorbeelden van kunstmatige selectie: Landbouw

    Het hele doel van de landbouw is om voedsel te produceren. Hoe meer voedsel een boer kan produceren per bestede eenheid, hoe gemakkelijker zijn of haar baan zal zijn.

    Bij zelfvoorzienende landbouw is het idee om voldoende voedsel te produceren voor een bepaalde boer en zijn of haar directe familie of gemeenschap om te overleven. In de moderne wereld is landbouw echter een bedrijf als elk ander, en mensen willen profiteren van hun landbouw door rundvlees, gewassen, zuivelproducten en andere goederen te produceren die consumenten willen.

    Het gedrag en de methoden van boeren is daarom voorspelbaar. Boeren en telers selecteren planten die, dankzij genetische veranderingen, meer fruit produceren dan anderen om meer fruitdragende planten te krijgen, kiezen planten die grotere groenten opleveren om meer massa product per geïnvesteerd zaad te krijgen, kiezen planten om te reproduceren die kunnen overleven extreme temperaturen tijdens droogte en anderszins streven naar maximale efficiëntie in de context van de reeks uitdagingen waarmee ze worden geconfronteerd.

    Voorbeelden van selectieve veredeling in planten zijn tegenwoordig bijna onbeperkt. De creatie van verschillende soorten koolplanten om meer soorten groenten te krijgen, heeft de mensheid kool, spruitjes, bloemkool, broccoli, boerenkool en andere populaire groenten opgeleverd. Soortgelijk werk is gedaan om verschillende soorten kalebassen (bijv. Pompoenen en andere soorten squash) beschikbaar te maken.
    Fokkerij: vee, honden en anderen

    Zoals de kunstmatige selectie van bepaalde plantensoorten, het fokken van gedomesticeerde dieren voor gewenste eigenschappen van wilde soorten is al duizenden jaren aan de gang en wordt al eeuwen uitgevoerd, ondanks dat mensen de genetische basis niet weten waarom het werkt. Dit is gedaan op het gebied van vee, of boerderijdieren, waar het doel meestal is om meer vlees of melk per organisme te creëren.

    Net zoals u zou willen dat elke menselijke werknemer in een auto-assemblageteam in staat zijn om, zeg, meer auto's te assembleren, meer product per boerderijdier te hebben, verhoogt de landbouwwinsten, of in non-profit instellingen, zorgt ervoor dat mensen genoeg te eten hebben.

    Honden zijn een van de meest verbazingwekkende voorbeelden van de effecten van kunstmatige selectie. Verschillende hondenrassen zijn in de afgelopen 10.000 of meer jaren door mensen gecreëerd, beginnend bij de gemeenschappelijke voorouder van alle honden, de grijze wolf.

    Hondenrassen met schijnbaar weinig of niets gemeen, zoals teckels en grote Denen bestaan in overvloed en demonstreren het bereik van eigenschappen gecodeerd in het hondengenoom. Dit komt omdat de definitie van "gewenste eigenschappen" in huiselijke honden aanzienlijk varieert tussen godseigenaren. Doberman Pinschers zijn slim, gespierd en slank en maken geweldige waakhonden; Jack Russell-terriërs zijn behendig en kunnen veel dieren vangen die boerderijen achtervolgen.

    Hetzelfde principe omvat andere soorten en industrieën. Succesvolle renpaarden worden samen gefokt om een grotere kans te creëren op het maken van snellere, sterkere paarden in volgende generaties, omdat het hebben van een winnend paard in grote evenementen lucratief kan zijn voor de menselijke eigenaar of eigenaren.

    Ook bij de genetische modificatie van voedsel, een uitgebreid onderwerp op zich, veranderen mensen voedselbronnen om bepaalde eigenschappen te verbeteren en fokken deze vervolgens samen om "superieure" stammen van deze planten en dieren te vormen. Voorbeelden hiervan zijn sojabonen, maïs, kippen die meer borstvlees verbouwen en nog veel meer.
    Nadelige gevolgen van kunstmatige selectie

    Het veranderen van de natuurlijke gang van zaken met behulp van de hier beschreven methoden heeft ongetwijfeld het leven van de mens in verschillende manieren, zoals door het verhogen van de gewasopbrengst, waardoor beter en meer vlees kan worden geproduceerd, en zelfs het creëren van nieuwe hondenrassen met genetisch en gedrags gewenste eigenschappen.

    Wanneer mensen echter kunstmatige selectie maken, dit vermindert de algehele genetische variantie binnen de populatie door in feite een "leger" van meer vergelijkbare dieren te creëren. Dit resulteert in een hoger risico op mutaties, een grotere kwetsbaarheid voor bepaalde ziekten en een verhoogde incidentie van fysieke problemen die anders minimaal of afwezig zouden zijn. Bijvoorbeeld, kippen gefokt om grotere borsten te laten groeien (via hun borstspieren) brengen hun leven vaak in aanzienlijk meer ongemak door omdat hun frames en harten zich in de loop van de tijd niet hebben aangepast om de toegevoegde massa te dragen.

    Onvoorzien in andere scenario's mutaties en eigenschappen kunnen optreden samen met de geselecteerde eigenschappen. In bijen werden bijvoorbeeld "moordenaar" rassen gefokt om meer honing te produceren, maar in het proces werden ze ook agressiever en werden dus gevaarlijk. Kunstmatige selectie kan leiden tot steriliteit in organismen, en in bepaalde raszuivere honden, recessieve eigenschappen die anders natuurlijk zouden verminderen, mogen blijven bestaan, zoals heupdysplasie in Labrador-retrievers.

    Gerelateerde inhoud: Welke soorten wild Katten wonen in New York?