Selekcja naturalna i sztuczna

„Selekcja naturalna, selekcja sztuczna”


Terminy te są nierozerwalnie związane ze współczesną hodowlą. Tyczy się to zarówno zwierząt gospodarskich jak i tych hodowanych dla celów rekreacyjnych. Bardziej wnikliwe poznanie tych pojęć pozwala, w znacznym stopniu, zrozumieć prawa, zgodnie z którymi zachodzą zmiany w genotypie oraz fenotypie zwierząt.

Selekcja naturalna (inaczej dobór naturalny), jest to zaproponowany przez Darwina termin opisujący mechanizm ewolucji organizmów, polegający na przeżywaniu w toku walki o byt organizmów najlepiej przystosowanych do danych warunków środowiska. W konsekwencji w ciągu wielu pokoleń następuje wzrost stopnia przystosowania form żywych do zmiennych w czasie i przestrzeni warunków ich życia i wytworzenie organizmów genetycznie i morfologicznie odmiennych od form wyjściowych.

Karol Darwin twierdził, że głównym czynnikiem ewolucji jest dobór naturalny. Podstawy ewolucji opierają się właśnie na doborze naturalnym, gdyż umożliwia on nieograniczone krzyżowanie się genów osobników najlepiej przystosowanych do danego środowiska. Dobór naturalny jest uważany za podstawowy mechanizm ewolucji biologicznej. Organizmy żywe są pod wieloma względami zróżnicowane, to zróżnicowanie jest zdeterminowane genetycznie. Jeżeli założymy, że różnice te wpływają na przeżywanie i rozmnażanie się organizmów, to z pokolenia na pokolenie zmieniać się będzie frekwencja różnych form w populacji. Ponieważ zmiany te dotyczą cech zdeterminowanych genetycznie, wygodniej będzie rozważać dobór nie w kategoriach fenotypu, lecz zmian częstości. Można więc powiedzieć, że wynik doboru to zmiany w genach, uwarunkowane zróżnicowaną przeżywalnością i rozrodczością. Zmiany te, występujące spontanicznie, zostały nazwane mutacjami. Krytycy teorii doboru naturalnego twierdzą, że zmiany mutacyjne są jedynie błędami powstałymi w czasie kopiowania materiału genetycznego. Dlatego powstałe cechy w znacznej części okazują się letalne. Jeżeli nie okażą się letalne mogą zarówno poprawić, jak i pogorszyć przystosowanie. Kontrargumentem jest stwierdzenie zwolenników teorii doboru naturalnego mówiące, iż biorąc pod uwagę fakt, że organizmy się rozmnażają, uzyskujemy wiele różnych organizmów, z których jedne są lepiej, drugie gorzej przystosowane. Działanie doboru polega na dopuszczaniu do dalszego rozrodu tylko lepiej przystosowanych.


Najłatwiej śledzić przebieg przystosowywania się do nowych warunków oraz ewolucji na przykładzie organizmów mikroskopijnych, np. bakterii. Najłatwiej, ze względu na krótki okres czasu potrzebnego do zaobserwowania zmian. Cykl rozwojowy bakterii jest bardzo krótki, a rozmnażają się szybko. Można to zaobserwować na przykładzie uodparniania się bakterii na szczepionki, przeciw wywoływanym przez nie chorobom. Po zaszczepieniu układ immunologiczny zwierzęcia wie już jak walczyć z bakteriami i w przypadku infekcji jest w stanie ją opanować. Jednak nie wszystkie bakterie z tego samego gatunku są identyczne. Niektóre posiadają swoiste tylko dla nich odporności, które umożliwią im przeżycie. Te które przeżyją rozmnożą się wydając potomstwo w znacznej mierze odporne na dany rodzaj szczepionki. Tak powstaje nowi szczep bakterii, przeciw któremu trzeba stworzyć nową szczepionkę.
Tak, w zarysie, przedstawia się mechanizm selekcji naturalnej. Przeżywa tylko najlepiej przystosowany, dając potomstwo posiadające jego najlepsze cechy. Oczywiście ta zasada nie dotyczy jedynie mikro, ale też makroświata.

Selekcja sztuczna (inaczej dobór sztuczny) zabieg hodowlany mający na celu utrwalenie lub silniejszy rozwój pożądanych cech, polegający na kojarzeniu par zwierząt obdarzonych takimi cechami, przekazywanymi dziedzicznie potomstwu. Dobór sztuczny jest konsekwencją selekcji, przeprowadzonej uprzednio pod kątem określonych cech. W wyniku doboru sztucznego często powstają nowe odmiany i rasy zwierząt.

Analizując współczesne dokonania biotechnologii nie powinniśmy zapominać o osiągnięciach, które zawdzięczamy pracy całych pokoleń cierpliwych hodowców zwierząt i rolników. Dysponowali oni minimalną częścią tej wiedzy, jaką my mamy dzisiaj. Mimo to będąc znakomitymi obserwatorami przyrody, dobrze rozumieli skuteczność selekcji dokonywanych w celu poprawienia wartości uprawianych roślin i hodowanych zwierząt. M.in. dzięki temu możliwe stało się udomowienie całego szeregu gatunków zwierząt. Niewielka tylko ilość gatunków zwierząt i nieco większa roślin została udomowiona i zmieniona przez człowieka zgodnie z jego potrzebami. Zwierzą domowe, czy roślina uprawna są często wielu dzikich gatunków, które nie tworzą mieszańców w przyrodzie, ale człowiek zdołał doprowadzić do ich skrzyżowania. Pies był z pewnością pierwszym zwierzęciem udomowionym przez człowieka. Jego przodkowie chodzili za człowiekiem, aby zdobyć resztki z upolowanej przez niego zwierzyny. Od czasu do czasu któreś z szczeniąt było schwytane i wychowane przez ludzi. Skoro wilk poluje stadnie ,wydaje się prawdopodobnym, że wychowany przez człowieka wykazywał skłonność do współpracy z człowiekiem. Tak prawdopodobnie skrzyżowały się drogi człowieka i psa. Od tego czasu człowiek dążył do dostosowania psa do swoich, wymyślnych, potrzeb.
Prawdopodobnie w pierwszym etapie osobniki o cechach pożądanych wybierano jedynie z dzikich populacji. Kolejny etap nadszedł, gdy rozpoczęto świadomie oddzielać konkretne osobniki do dalszych krzyżówek (był to początek selekcji sztucznej). Pozwoliło to ograniczyć heterozygotyczność populacji hodowlanych i uzyskać cały szereg odmian o pożądanych cechach, np. krów o większej mleczności itd. Trzecim z umownych etapów było ograniczenie działań hodowlanych do niewielkiego procentu populacji. W ten sposób można było dokonywać dokładniejszej i skuteczniejszej selekcji, traktując uzyskane osobniki (odmiany) jako materiał rozrodczy. Współcześnie powstaje on w wyspecjalizowanych farmach, które sprzedają potomstwo hodowcom i rolnikom. Dzięki temu nie tracą ani czasu na zabiegi selekcyjne, a mimo to mają dostęp do profesjonalnie przygotowanych odmian i ras o wysokiej użyteczności.
Jednym z celów zabiegów hodowlanych jest stworzenie odmian maksymalnie homozygotycznych, ponieważ ich potomstwo jest bardziej jednorodne, a ponadto selekcjonowaniu czasem ulegają cechy determinowane przez geny recesywne. Dzięki odpowiednio prowadzonemu krzyżowaniu osobników możliwe jest uzyskanie zwierząt o żądanych przez hodowcę cechach. Chodzi to głównie o zwiększenie mleczności, polepszenie smaku mięsa czy też zwiększenie wydajności. Ze względu na niewielką ilość genów występujących w takiej wysegregowanej populacji, również niewielka jest możliwość wystąpienia cech niepożądanych. Dla szybkiego osiągnięcia tego celu: u roślin przez kilka pokoleń stosuje się samozapylenie, natomiast u zwierząt kojarzenie osobników blisko spokrewnionych - chów wsobny. Osiągnięcie homozygotyczności nie jest jednak idealnym rozwiązaniem, ponieważ w wielu przypadkach kolejne pokolenia "wsobne" są coraz mniej żywotne i plenne. Najczęstszą przyczyną są niekorzystne recesywne geny, które w dzikich populacjach ujawniają się bardzo rzadko. 70 lat temu wydawało się, że sytuacja stała się patowa i selekcja sztuczna wprowadziła hodowców i rolników w ślepą uliczkę. Jakież więc było zdziwienie amerykańskich badaczy, gdy skrzyżowali ze sobą różne, dość rachityczne linie czyste kukurydzy. Potomstwo (F1) części takich krzyżówek wyrosło bowiem niezwykle bujnie, wyraźnie przewyższając plennością wszystkie znane wówczas odmiany, tak dzikie, jak i hodowane.
Przykładam negatywnych skutków prowadzenia doboru sztucznego są, często występujące u rasowych psów choroby. Hodowcy pragnąc uzyskać, bądź utrzymać pożądane cech, krzyżowali psy w obrąbie małej grupy. Takie praktyki doprowadziły również do utrwalenia się chorób dziedzicznych, charakterystycznych dla psów rasowych. Są to np.: wady serca, epilepsja, choroby bioder bądź też nowotwory. Choroby takie nie występują u wolno żyjących psowatych (wilków, dingo, koreańskich psów Jindo ). Nad wyjaśnieniem przyczyn tych dolegliwości zastanawiają się genetycy z University of California.
Niektóre populacje nie reagują jednak zarówno na selekcje sztuczną jak i selekcję naturalną. Innymi słowy, krzyżowanie osobników w obrębie populacji nie daje istotnych zmian w genotypie. W takich sytuacjach przydatne okazało się promieniowanie X. Właśnie za pomocą tych promieni w 1954r. Scossiroliemu udało się wywołać postęp selekcyjny w populacjach Drosophila o utrwalonej liczbie szczecinek. Stosując te same metody, Buzzati-Traverso wywołał wzrost produkcji jaj u Drosophila oraz podniesienie ich zdolności rozrodczych. Obecnie nie jest do końca jasne, czy stosowane przez nich metody wywoływały mutacje poligeniczne, czy też rzadkie połączenia genów lub inne duże efekty. W każdym bądź razie udało im się wywołać zmienność nadającą się do dalszego wykorzystania.

Reasumując, podstawową różnicą między selekcją naturalną, a selekcją sztuczną jest rola człowieka. Selekcja naturalna jest kierowana przez naturę, a człowiek może ją jedynie śledzić. Natomiast kiedy człowiek dobiera pary zwierząt, które mają dać potomstwo o potrzebnych człowiekowi cechach mówimy o selekcji sztucznej.



Bibliografia:
1. Richard Dawkins „Rzeka Genów” ; Warszawa: Wydawnictwo CIS: oficyna wydawnicza MOST, 1995r.
2. Praca zbiorowa „Genetyczne podstawy oceny hodowlanej i selekcji bydła” ; Wrocław-Kraków 1974r. Rozdziały: 2.3 oraz 2.4
3. Michael Lerner „Genetyczne podstawy selekcji zwierząt” ;Państwowe wydawnictwo rolnicze i leśne Warszawa 1969r. Przekład z angielskiego: doc. dr Stefan Mandecki
4. „Wiedza i Życie” różne numery
5. Encyklopedia Multimedialna 2000 PWN