Populācijas ģenētikas sasniegumi, tā masveida teorētiskais pamatojums visiem biotopos notiekošajiem dabiskajiem procesiem, ļauj cilvēkiem izmantot šīs zināšanas savās vajadzībām. Tātad tādas parādības kā inbrīdings un ārbrīdings ir ļoti izplatītas. Pazīstamāks šo terminu sinonīms jēdziens ir incests. Kādi ir šie procesi no zinātniskā viedokļa un ko cilvēks var sasniegt, izmantojot tos, mēs analizēsim šajā rakstā.
Inbreeding - kas tas ir?
Lai sāktu, definēsim pašu jēdzienu. Tātad, inbrīdings, runājot zinātniski ģenētiskajā valodā, ir pēc izcelsmes identisku gēnu alēļu koncentrācija vienā genotipā, tas ir, noteiktā organismā.
Ja uz jautājumu "Inbreeding - kas tas ir?" atbildat vienkāršākos vārdos, tad varam teikt, ka šī ir mērķtiecīga cieši saistītu augu, dzīvnieku, cilvēku formu krustošanās ar mērķinoteiktu gēna alēļu, kas nes vēlamo pazīmi, uzkrāšanās genotipā. Faktiski šim procesam ir vairāki sinonīmi. Tātad, runājot par cilvēku populāciju, cieši saistītas laulības sauc par incestu. Ja mēs runājam par augiem, tad viņi runā par inkubāciju. Inbrīdings ir lopkopības jēdziens. Tomēr to pašu terminu var lietot arī kultūraugu audzēšanā.
Heteroze
Ir tāda lieta kā ārkārtēja radniecības pakāpe. Tas notiek, kad:
- dzīvnieks spēj pašapaugļoties;
- augs pašapputes.
Šajos gadījumos ir daudz vieglāk paaudzēs uzkrāt homozigotas alēles ar vēlamo pazīmi, jo tiek izslēgts dažādu indivīdu hromosomu kopums. Šis īpašums tiek aktīvi izmantots augkopībā. Pašapputes īpatņi no pirmās paaudzes bieži dod rezultātus, kuros raža palielinās par 60%! To sauc par heterozi, un tas ir visizplatītākais veids, kā iegūt augu produktus, piemēram:
- kokvilna;
- pipari;
- zirņi;
- pupas;
- citrusaugļi;
- kvieši;
- mieži un citi.
Cilvēka veiktās radniecības apstākļos ir iespējams dzēst kaitīgo gēnu izpausmi, pārnesot tos uz heterozigotu stāvokli nākamajās paaudzēs. Tas tiek darīts, izmantojot mākslīgo atlasi. Ja augs dzīvo dabiskos apstākļos, tad šādu selekciju veic pati daba, tas ir dabiski. Tāpēc dabā starp pašapputesaugiem ir gandrīz neiespējami saskarties ar deformācijām, deformācijām un nopietnām ģenētiskām slimībām.
Jēdziena attīstības vēsture
Ja ienirt vēsturē, tad tāda lieta kā incests pastāv jau kopš seniem laikiem, kopš faraonu laikiem. Šī parādība dažādās civilizācijās tika uztverta atšķirīgi. Piemēram, seno romiešu vidū incests tika uzskatīts par briesmīgu grēku. Bet tādās vietās kā Ēģipte, Eiropas valstis, pirmskolumbiešu Amerika un visiem pagānisma piekritējiem šis process bija pilnīgi normāla dzīves sastāvdaļa. Brāļi brīvi apprecēja māsas, un tas tika atzinīgi novērtēts, jo tas ļāva saglabāt dinastijas "cildenās" asinis karalisko un karalisko ģimeņu gadījumā. Tomēr Bībele aizliedza šādu incestu, incests tika uzskatīts par briesmīgu grēku, tāpēc visa kristīgā pasaule laika gaitā pārtrauca šādus procesus.
Ja runājam par augiem, dzīvniekiem, tad kas ir inbrīdings, kas ir heteroze, cilvēki uzzināja tikai laika gaitā empīriski. Skaidrs, ka tajā laikā populācijas ģenētikas zināšanas nebija pieejamas. Cilvēkus vadīja tikai redzamība, eksperimentālie testi. Taču ar to pietika, lai pamanītu: lai iegūtu vēlamās īpašības un nostiprinātu tās pēcnācējos, jāsāk krustot cieši saistītas formas ar esošu gēnu, kas izpaužas ārēji.
Tas pats attiecās uz augiem. Zināms, ka jau 14. gadsimtā Osmaņu impērijā tika audzētas skaistas nestandarta krāsu tulpes, kas iegūtas inkubācijas ceļā. Dzīvnieku vidū visbiežāk pakļautisuņu inbrīdings, jo tie bija galvenais medību atribūts, un viņa, savukārt, bija praktiski galvenā izklaide.
Inbreeding suņiem ļāva iegūt spēcīgākos, izturīgākos un vislabāk apmācītos medību suņus. Tiesa, liels skaits indivīdu, kas radās mutāciju rezultātā, tika iznīcināti.
Inbredinga grāds un koeficients
Aplūkojamās koncepcijas teorētiskos pamatojumus sniedza daudzi zinātnieki, bet vērtīgākie ir angļa Raita un krieva Kislovska darbi. Kopā, bet neatkarīgi vienam no otra, viņiem izdevās izveidot formulu, kas ļauj aprēķināt inbrīdinga koeficientu paaudzēs. Tas izskatās šādi:
Fx=Ʃ F(1/2)n+ni-1 (1 + Fa) 100, kur
- Fx - radniecības koeficients izteikts procentos;
- Fa - Inbreeding koeficients no kopīga senča;
- n, ni - ciltsrakstu līnijas.
Ja ir zināmas vairākas sugas paaudzes, kā arī ir informācija par senčiem jau aprēķinātajiem radniecības koeficientiem, tad indikatoru var aprēķināt jebkuram organismam. Jāuzsver tikai tas, ka šādi aprēķini tiek veikti tikai teorētiskiem nolūkiem. Prakse rāda, ka šī metode ir neefektīva, jo tajā nav ņemtas vērā recesīvās alēles, kas satur kaitīgas mutācijas. Un tie var kļūt gan par homozigotiem, gan heterozigotiem, ja process tiek veikts bieži.
Tāpēc prakses rezultāti atšķiras no teorētiski aprēķinātajiem. Raita-Kislovska formulu izmanto tikai rakstot tēzes, kursa darbus, disertācijas, kur ļoti liels datu apjoms daudzās paaudzēs prasa sistematizāciju un līdzīgus aprēķinus.
Ja runājam par radniecības pakāpi, tad to jau norādījām augstāk. Suņu audzēšanas praksē ir pieņemts to apzīmēt ar romiešu cipariem, kas parāda, kurā paaudzē ir bijis kopīgs sencis ar vēlamo pazīmi.
Klasifikācija
Tuva (tuvā) radniecība - kas tas ir? Šī ir viena no procesa šķirnēm, kas tiks aplūkota turpmāk. Ir arī mērena un attālināta radniecība. Lai saprastu galvenās atšķirības un līdzības starp dažādām sugām, apskatīsim katru no tām.
Aizvērt radniecīgo šķirni
Šis ir visgrūtākais un bīstamākais šī procesa veids. Tas sastāv no visciešāk radniecīgo šķirņu šķērsošanas ar asinīm. Ja to pārtulko cilvēka radniecības pakāpēs, tad tas ir, piemēram, māte un dēls, tēvs un meita, brālis un māsa.
Ar šāda veida krustošanu notiek cieša līdzīgu alēļu apmaiņa. Rezultātā vēlamā īpašība ātri izpaužas pirmās paaudzes pēcnācējos. Tomēr tas ir bīstami, jo iegūtais indivīds var nēsāt latentu recesīvu mutantu gēnu, un to būs vairāk, jo lielāks būs pēcnācēju skaits. Šādos gadījumos ātri notiek kaitīgo pazīmju uzkrāšanās un parādās deformācijas, nedzīvi piedzimst, notiek organismu neauglība.
Mērens skats
Šāda dzīvnieku dzimtbūšana ir attālāku radinieku krustošanās. Pārvēršot cilvēcisko attiecību pakāpēs, tās ir, piemēram, māsīcas un māsas, brāļameita un onkulis utt.
Tā rezultātā jūs varat pakāpeniski, veicot rūpīgu atlasi, panākt vēlamo parametru homozigotitāti. Šis process ir ilgs, taču tas samazina kaitīgo alēļu homozigotiskumu. Tā rezultātā jūs varat iegūt labu paaudzi, spēcīgu, izturīgu un veselīgu gandrīz ar katru pēcnācēju.
Protams, mutanta gēna recesīvā alēle joprojām izpaudīsies, iespējams, vairāk nekā vienu reizi, taču laika gaitā tā pilnībā izbalēs, pārvēršoties par heterozigotu.
Tālā skats
Šī dzīvnieku dzimtas vairošanās ietver ne tik cieši saistītu indivīdu krustošanu. Tātad, ja projicēts uz cilvēkiem, tas varētu būt, piemēram, otrās brālēni.
Šāds process dod ļoti vāju rezultātu, bieži vien gandrīz nemanāmu. Turklāt pētījumi ir apstiprinājuši, ka laika gaitā parādās indivīdu paaudzes ar krasi negatīvām pazīmēm. Dzīvnieki slimīgāki, vājāki, mutantu gēni dominē un izraisa deformācijas.
Acīmredzot radniecības vaislas mērķis ir iegūt vislabākos pēcnācējus, kas var nodot savas īpašības nākamajai paaudzei un turpināt to darīt tālāk ķēdē (nolūks, kuram tā tiek izmantota).
Krustojumu piemēri
Inbreedingu lopkopībā izmanto jau ilgu laiku. Un tieši uz zīdītāju pārstāvju piemēra ir skaidrs, kā tas darbojas. Runājot par šādu radniecību, piemēri ir šādi:
- Tīršķirnes zirgu populācijas;
- tīršķirnes suņu tīrās līnijas;
- vēlamo kaķu šķirņu sugas vienveidība un tā tālāk.
Principā šādu krustošanu var attiecināt uz visu veidu dzīvniekiem. Lielākajai daļai cilvēku tas būs tikai eksperimentāls. Bet radniecība, kuras piemērus esam minējuši iepriekš, jau ir nopietnas praktiskas nozīmes uzdevums.
Īpaši lieli nopelni ir pieredzējušiem suņu audzētājiem, kuri zina visus smalkumus, kā krustot un iegūt patiesi skaistu un veselīgu pēcnācēju. Bet ģenētika ir ļoti kaprīza zinātne, tāpēc gadās kļūdas. Recesīvie gēni var parādīties un padarīt indivīdu nederīgu pārdošanai, paredzētajam mērķim, dzīvei kopumā.
Inbreeding kinoloģijā
Kā jau atzīmējām, kinologi ir vairāk informēti par aplūkojamās parādības noslēpumiem nekā visi citi speciālisti. Suņu radniecība ir svarīgs nosacījums tīršķirnes līniju audzēšanai. Pieredzējuši suņu audzētāji ir pierādījuši, ka tieši mērenā krustojuma forma dod vislielāko efektu.
Nosacījumi veiksmīgai suņu radniecībai:
- senča genotipa kvalitāte;
- kompetenta un aprēķināta pieeja procesam;
- izvēloties mērenu iespēju.
Jebkuram suņu audzētājam galvenais ir novērst radniecības depresijas rašanos. Šis ir tāds līnijas stāvoklis, kad indivīdi sāk viens otram pārnest mutantu gēnus, kas izraisa deformācijas. Tā rezultātā visi cilvēki ir vāji, slimi un bieži mirst.
Outbreeding
Inbreeding ir ļoti svarīga augu selekcijā, jo daudzas kultūras ir pašapputes, tāpēc tās efektivitāte ir augsta. Bet, ja mēs runājam par dzīvniekiem, tad joprojām biežāk tiek izmantota outbreeding - darbība, kas ir pretēja pēc struktūras. Tas ir, nesaistīti indivīdi tiek šķērsoti vispār, kā rezultātā tiek iegūtas labas tīrasiņu līnijas. Tādā veidā tiek audzēti zirgi, govis, cūkas, suņi un citi mājdzīvnieki. Outbreding ir vienkārša un uzticama audzēšanas metode, jo no paaudzes paaudzē viņi iegūst stabilus pēcnācējus produktivitātes ziņā.
