الانتقاء الاصطناعي

الانتقاء الطبيعي والتطور التكيفي

في البيئات الطبيعية ، يحدث التطور التكيفي عن طريق الانتقاء الطبيعي ، وهي عملية تؤدي فيها الاختلافات في السمات إلى اختلافات في البقاء على قيد الحياة والنجاح الإنجابي بين الأفراد. يحدث هذا لأن الأفراد الذين لديهم أنماط ظاهرية معينة لديهم احتمال أكبر للبقاء على قيد الحياة و / أو إنتاج ذرية على قيد الحياة أكثر من الأفراد الذين لديهم أنماط ظاهرية أخرى.
تم توضيح مثال كلاسيكي على ذلك من خلال روزماري وبيتر جرانت اللذين يدرسان سكان العصافير الأرضية المتوسطة في جزيرة دافني ميجور ، في أرخبيل غالاباغوس ¹ . في أواخر السبعينيات ، شهدت الجزر جفافا أزهر خلاله عدد قليل من النباتات وأنتجت البذور. أجبرت الطيور على البقاء على قيد الحياة على بذور كبيرة سميكة مقشرة متبقية من السنوات السابقة. من بين السكان ، يمكن فقط للطيور ذات المناقير الأكبر حصادها بكفاءة. نتيجة لذلك ، ماتت الطيور ذات المناقير الصغيرة. كانت الطيور القليلة التي نجت أكبر حجما ولديها منقار أكثر سمكا وأقوى. كانت هذه الاختلافات في حجم المنقار وراثية ، وبالتالي فهي وراثية ، لذا فإن النسل الذي أنتج في العام التالي كان له ، في المتوسط ، أحجام منقار وجسم أكبر مما كان موجودا في السكان قبل الجفاف. ومن المثير للاهتمام ، أنه بعد 8 سنوات كان هناك هطول أمطار غزيرة بشكل خاص ، مما أدى إلى عودة ظهور النباتات الصغيرة المنتجة للبذور. لوحظ أن العصافير الصغيرة ذات المنقار كانت أكثر وفرة في السنوات اللاحقة. في الواقع ، على مدى العقود الخمسة الماضية ، تذبذب مجموعة العصافير هذه وفقا لنوع الطعام المتاح ^1،2 .
بشكل عام ، يؤدي الانتقاء الطبيعي إلى تطور السكان ، لأن المجموعات تحتوي على تباين جيني ينتج عنه تعبير عن أنماط ظاهرية مختلفة. في حالة العصافير ، اختلفت الطيور الموجودة في السكان قبل الجفاف في حجم المنقار وأثرت هذه الاختلافات بدورها على حجم البذور التي كان كل فرد قادرا على تناولها بشكل أفضل. بدون مثل هذا الاختلاف ، لا يمكن أن يحدث التطور لأنه لا يوجد اختلاف في الانتقاء للعمل عليه.

الانتقاء الاصطناعي وتدجين النباتات

استفاد البشر من التنوع الطبيعي لإنشاء مجموعة متنوعة من النباتات المستأنسة من خلال الانتقاء الاصطناعي ، المعروف أيضا باسم التربية الانتقائية. في هذه الحالة ، يتسبب البشر في الانتقاء لأنهم يختارون الأنماط الظاهرية للحيوان الذي سيتكاثر لإنتاج الجيل التالي. تم استخدام الانتقاء الاصطناعي في معظم تاريخ البشرية لإنتاج محاصيل أكثر كفاءة أو ذات سمات مرغوبة ، مثل النباتات التي تنتج فواكه وخضروات أكبر ، أو الأبقار التي تنتج المزيد من الحليب.
إذا تم تطبيق الانتقاء باستمرار لأجيال عديدة ، فمن الممكن إنتاج كائن حي بالكاد يشبه الكائن الحي الذي نشأ منه. تم اشتقاق المتنوعة مثل الشيواوا والدنماركيين العظماء من الذئاب الرمادية في بضعة آلاف من السنين. يخبرنا معدل التغيير هذا أن الكثير من التباين الجيني الضروري لإنتاج هذه السلالات المحلية كان موجودا في مجموعات الذئاب التي تنحدر منها في الأصل. يدرس الباحثون علم الوراثة لسلالات الحديثة لتحديد العناصر الجينية التي تختلف بينها والتي قد تكون مرتبطة باختلافاتها الواضحة في المظهر وحتى السلوك. قد يكون هذا بعد ذلك بمثابة نموذج جيد لفهم التنوع الجيني البشري ³.
يمكن رؤية الانتقاء الاصطناعي في النباتات بوضوح في تنوع محاصيل الخضروات الصليبية المشتقة من Brassica olaracea ، وهو نبات مورق كبير موطنه جنوب وغرب أوروبا الساحلية. تم تربيتها من قبل البشر في مواقع متعددة ، على مدى مئات السنين ، لإنتاج ما يقدر بنحو 400 نوع من الخضروات المختلفة ، مثل اللفت والملفوف واللفت والبروكلي والقرنبيط وبراعم بروكسل ⁴ .
استفاد الباحثون ، وكذلك المزارعون ، من نوع آخر من نفس الجنس ، B. rapus ، تم تربية نوع فرعي منه ليكون له دورة حياة قصيرة للغاية تبلغ حوالي شهر واحد. يعرف هذا التنوع باسم "نباتات ويسكونسن السريعة" ، ⁵ ويستخدم ككائن حي نموذجي في البحث والتعليم. B. rapus ينبت في غضون أيام قليلة ، وينتج أزهارا بعد أسبوعين ، وينتج بذورا قابلة للحياة بنهاية أربعة أسابيع. يموت النبات بشكل عام في نهاية هذه الدورة.

المراجع:

1. روزماري ب. جرانت ، بيتر ر. جرانت. ما يمكن أن تعلمنا إياه عصافير داروين عن الأصل التطوري وتنظيم التنوع البيولوجي ، علم الأحياء ، المجلد 53 ، العدد 10 ، 1 أكتوبر 2003 ، الصفحات 965-975 ، https://doi.org/10.1641/0006-3568 (2003) 053 [0965: WDFCTU] 2.0.CO ؛ 2
2. وينر ، جوناثان. منقار العصفور. البيت العشوائي البطريق. 30 مايو 1995 | 352 صفحة
3. واين RK1 ، Ostrander EA. الدروس المستفادة من جينوم. اتجاهات جينيت. 2007 نوفمبر. 23(11):557-67. Epub 2007 أكتوبر 25. PMID: 17963975 DOI: 10.1016/j.tig.2007.08.013
4. جي دبليو فاهي ، براسيكاس ، محرر (محررون): بنيامين كاباليرو ، موسوعة علوم الأغذية والتغذية (الطبعة الثانية) ، المطبعة الأكاديمية ، 2003 ، الصفحات 606-615 ، ISBN 9780122270550 ، https://doi.org/10.1016/B0-12-227055-X/00118-8. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B012227055X001188)
5. https://fastplants.org/ اطلع عليه بتاريخ 21 أغسطس 2018

عندما تنظر إلى مجموعة من ، قد تلاحظ بعض الاختلافات أو الاختلافات بين الأفراد من نفس النوع. ربما يكون بعضها أكبر من البعض الآخر أو هناك اختلافات في لونها. تعمل هذه الاختلافات كأساس للانتقاء الطبيعي حيث سيتم الحفاظ على السمات المفيدة في السكان التي تؤثر بشكل إيجابي على البقاء والتكاثر. على سبيل المثال ، التي يمكنها التمويه بسهولة أكبر مع بيئتها تتهرب من المفترسة وتنقل جيناتها في كثير من الأحيان أكثر من تلك التي لا تفعل ذلك. هذا التلوين الممويه هو نمط ظاهري ، يعرف بأنه التعبير المرئي للسمة. يشير النمط الجيني إلى مجموعة الجينات المسؤولة عن النمط الظاهري. لذلك ، بسبب الانتقاء الطبيعي ، يتم الحفاظ على أنماط وراثية معينة بمرور الوقت ، بينما تختفي الاختلافات الأقل ملاءمة وهذا يقود تطور السكان.

لقد درسنا نحن البشر هذه العملية واستفدنا من الاختلافات التي تحدث بشكل طبيعي لتطوير النباتات عمدا للزراعة أو الاحتفاظ بها كرفقاء. تعرف هذه العملية باسم الانتقاء الاصطناعي ، وتكاثر وتدجين النباتات للحصول على سمات مواتية. دعونا نلقي نظرة على على سبيل المثال. منذ آلاف السنين ، بدأ البشر في تربية أزواج من الذئاب بشكل انتقائي لسمات مثل الانقياد والحماية وبراعة الصيد جنبا إلى جنب مع المظهر. واصلنا هذا التكاثر الانتقائي على مدى أجيال لا حصر لها وبلغ هذا ذروته في عشرات سلالات الحديثة ، بما في ذلك Great Dane و Chihuahua ، والتي بدورها مختلفة تماما في المظهر والشخصية عن سلفها ، الذئب.

لقد قمنا أيضا بتنفيذ الانتقاء الاصطناعي في النباتات. كان Brassica oleracea نباتا كبيرا ورقيا ، ولكن تم اختياره بشكل مصطنع بطرق مختلفة لإنتاج العديد من الخضروات الشائعة التي نأكلها اليوم ، بما في ذلك اللفت والملفوف والقرنبيط وحتى الكرنب. نوع آخر من نفس العائلة ، Brassica napus ، يعرف باسم نبات اللفت بالبذور الزيتية بسبب الزيت الوفير الموجود في بذوره ، وهو ممتاز للطهي أو إنتاج الوقود.

في هذا المختبر ، ستختار بشكل مصطنع سمات من نباتات اغتصاب بذور الزيت الفردية لإنتاج خطين يعرضان مستويات مختلفة من السمة ، الشعر.