Kiedy patrzysz na populację zwierząt, możesz zauważyć pewne różnice lub różnice między osobnikami tego samego gatunku. Być może niektóre są większe od innych lub występują różnice w ich ubarwieniu. Różnice te służą jako podstawa doboru naturalnego, w którym zachowane zostaną korzystne cechy populacji, które pozytywnie wpływają na przetrwanie i reprodukcję. Na przykład zwierzęta, które mogą łatwiej kamuflować się w swoim otoczeniu, unikają drapieżników i częściej przekazują swoje geny niż te, które tego nie robią. To ubarwienie kamuflażowe jest fenotypem, definiowanym jako wizualny wyraz cechy. Genotyp odnosi się do zestawu genów odpowiedzialnych za fenotyp. Dlatego w wyniku doboru naturalnego pewne genotypy są utrzymywane w czasie, podczas gdy mniej korzystne zmiany znikają, co napędza ewolucję populacji.
My, ludzie, badaliśmy ten proces i wykorzystywaliśmy naturalnie występujące różnice, aby celowo ewoluować rośliny i zwierzęta, które można uprawiać lub trzymać jako towarzyszy. Proces ten jest znany jako sztuczna selekcja, rozmnażanie i udomowienie roślin i zwierząt w celu uzyskania korzystnych cech. Spójrzmy na przykład na psy. Tysiące lat temu ludzie zaczęli selektywnie hodować pary wilków pod kątem takich cech jak uległość, ochrona i sprawność łowiecka wraz z wyglądem. Kontynuowaliśmy tę selektywną hodowlę przez niezliczone pokolenia, co doprowadziło do powstania wielu współczesnych ras psów, w tym doga niemieckiego i chihuahua, które z kolei bardzo różnią się wyglądem i charakterem od swojego przodka, wilka.
Wdrożyliśmy również sztuczną selekcję w roślinach. Brassica oleracea była kiedyś dużą, liściastą rośliną, ale została sztucznie wyselekcjonowana na różne sposoby, aby uzyskać wiele popularnych warzyw, które jemy dzisiaj, w tym jarmuż, kapustę, kalafior, a nawet kalarepę. Inny gatunek z tej samej rodziny, Brassica napus, jest powszechnie znany jako rzepak ze względu na obfitą ilość oleju sekwestrowanego w jej nasionach, które doskonale nadają się do gotowania lub produkcji paliwa.
W tym laboratorium sztucznie wyselekcjonujesz cechy z poszczególnych roślin rzepaku, aby uzyskać dwie linie wykazujące różne poziomy cechy, owłosienia.
- Obserwacja sztucznej selekcji w roślinach
- Aby rozpocząć eksperyment, zbierz pięć dwutygodniowych roślin z populacji pierwszego pokolenia, które wydają się zdrowe. Uwaga: Rośliny powinny wydawać się zielone, nie zwiędłe i nie mieć uszkodzonych liści. Hipoteza eksperymentalna: Hipoteza eksperymentalna dla tego laboratorium może polegać na tym, że liczba ołowianych trichomów zmienia się naturalnie, ale średnia liczba wzrośnie z pokolenia na pokolenie, jeśli krzyżowane będą tylko rośliny z największą liczbą trichomów lub zmniejszy się, jeśli te z najmniejszą liczbą zostaną skrzyżowane. Hipoteza zerowa: Hipoteza zerowa może polegać na tym, że średnia liczba trichomów nie zmieni się w kolejnych pokoleniach po sztucznej selekcji.
- Oznacz każdą roślinę literą od A do E i imionami obu partnerów.
- Zapisz wszelkie naturalne różnice, które zauważysz między próbkami roślin. Uwaga: Wszystkie rośliny są w tym samym wieku, więc wszelkie obserwowane zmiany wynikają z wyrażonego fenotypu, a nie rozwoju.
- Użyj soczewki ręcznej, aby policzyć liczbę włosków znajdujących się na ogonku najniższego liścia, nie licząc okrągłych, pierwszych liścieni dla każdej rośliny. Uwaga: Pomocne może być skierowanie światła na roślinę i trzymanie jej na ciemnym tle, takim jak stół laboratoryjny, podczas analizy trichomów.
- Obaj partnerzy przeprowadzą liczenie na każdym zakładzie niezależnie i porównają odpowiedzi. Jeśli liczby są różne, zwerbuj trzeci licznik lub weź średnią z dwóch wyników.
- Następnie określ medianę liczby trichomów dla całej klasy. Kliknij tutaj, aby pobrać tabelę A
- Określ górne i dolne 10% roślin na podstawie liczby trichomów klasy. Grupy te będą tworzyć dwie sztucznie wybrane linie: odpowiednio wysoką owłosienie i niską owłosienie.
- Jeśli więcej niż 10% roślin nie ma trichomów, wybierz losowo 10% tych roślin do linii roślin o niskiej owłosieniu.
- Oddziel dwie grupy wybranych roślin i wyraźnie je oznacz.
- Przenieś rośliny w dobrze oświetlone miejsce i utrzymuj je dobrze podlewane, aż wykształcą się w nich kwiaty. Uwaga: Kwiaty zwykle rozwijają się około 14 dni.
- Gdy kwiaty są w pełni rozwinięte, użyj różdżki do zapylania lub pędzla, aby przez kilka sekund pocierać znamię i pylnik kwiatów jednej rośliny.
- Używając tej samej różdżki lub pędzla, przetrzyj wnętrze każdego kwiatu każdej innej rośliny w tej samej linii wyboru.
- Używając innej różdżki lub pędzla, powtórz kroki od 11 do 12 w drugiej linii. Uwaga: Uważaj, aby nie przekroczyć linii. Pyłek należy rozsiewać tylko wśród odpowiednio dobranych roślin.
- Przywróć rośliny pierwszego pokolenia do obszarów uprawy. Kiedy rośliny osiągną wiek około 1 miesiąca, powinny wytworzyć dojrzałe strąki nasion.
- Pozwól roślinom wyschnąć, gdy strąki nasion zmienią kolor na żółty.
- Rozbij strąki nasion i zbierz nasiona.
- Zdobądź nowe doniczki dla nasion generacji drugiej.
- Napełnij doniczki wilgotną ziemią doniczkową mniej więcej do połowy i dodaj granulkę nawozu do każdej doniczki.
- Napełnij doniczki większą ilością ziemi, aby wypełnić je tuż pod krawędzią.
- Wykonaj płytkie wgłębienie w glebie każdej doniczki za pomocą sondy.
- Dotknij czystą wykałaczką kleju i użyj wykałaczki, aby przesadzić nasiona do gleby jedno po drugim.
- Przykryj nasiona cienką warstwą ziemi.
- Oznacz doniczki linią ich owłosienia i umieść je w wyznaczonym obszarze uprawy.
- Użyj plastikowego zakraplacza, aby podlać rośliny w razie potrzeby, aby upewnić się, że nie wyschną.
- Gdy rośliny osiągną wiek dwóch tygodni, zbierz po pięć roślin z każdej linii i oznacz je od A do E.
- Następnie policz trichomy na tych roślinach zgodnie z wcześniejszym opisem (kroki 4-5). Kliknij tutaj, aby pobrać tabelę B
- Analiza danych
- Utwórz wykres częstotliwości na podstawie danych z pierwszej generacji klasy z liczbą trichomów na osi x i liczbą roślin na osi y. Oznacz średnią.
- Następnie utwórz wykresy częstotliwości dla obu wybranych linii owłosienia.
- Porównaj wykresy częstości dla pierwszej generacji i obu linii owłosienia.
- Zwróć uwagę na zmiany fenotypowe zaobserwowane w wybranych liniach owłosienia.
Videos from this collection:
