Populiacijų genetikos pasiekimai, jos didžiulis teorinis visų natūralių procesų, vykstančių buveinėse, pagrindimas, leidžia žmonėms šias žinias panaudoti savo reikmėms. Taigi, tokie reiškiniai kaip inbredingas ir autbridingas yra labai dažni. Labiau pažįstama šių terminų sinoniminė sąvoka yra kraujomaiša. Kokie tai procesai moksliniu požiūriu ir ką žmogus gali pasiekti juos naudodamas, panagrinėsime šiame straipsnyje.
Inbredingas – kas tai?
Pradžioje apibrėžkime pačią sąvoką. Taigi, giminingumas, kalbant moksline genetine kalba, yra identiškos kilmės genų alelių koncentracija viename genotipe, tai yra konkrečiame organizme.
Jei į klausimą „Inbredingas – kas tai?“atsakysite paprastesniais žodžiais, tai galime pasakyti, kad tai yra tikslingas glaudžiai susijusių augalų, gyvūnų, žmonių formų kryžminimas, siekiantgenotipo tam tikrų geno alelių, turinčių norimą požymį, kaupimasis. Tiesą sakant, yra keletas šio proceso sinonimų. Taigi, kalbant apie žmonių populiaciją, glaudžiai susijusios santuokos vadinamos kraujomaiša. Jei mes kalbame apie augalus, tada jie kalba apie inkubaciją. Inbredingas yra gyvulininkystės koncepcija. Tačiau tą patį terminą galima vartoti ir auginant augalus.
Heterozė
Yra toks dalykas kaip kraštutinis giminystės laipsnis. Taip nutinka, kai:
- gyvūnas gali savaime apvaisinti;
- augalas apsidulkina.
Šiais atvejais daug lengviau per kartas sukaupti homozigotinius alelius su norimu požymiu, nes neįtraukiamas skirtingų individų chromosomų rinkinys. Ši savybė aktyviai naudojama augalininkystėje. Pirmosios kartos individai savidulkės metu dažnai duoda rezultatus, kurių derlius padidėja 60%! Tai vadinama heteroze ir yra labiausiai paplitęs būdas gauti augalinių produktų, tokių kaip:
- medvilnė;
- pipirai;
- žirniai;
- pupos;
- citrusiniai;
- kviečiai;
- miežiai ir kiti.
Žmogaus vykdomo giminingumo sąlygomis galima užgesinti žalingų genų pasireiškimą perkeliant juos į heterozigotinę būseną ateities kartoms. Tai daroma naudojant dirbtinę atranką. Jeigu augalas gyvena natūraliomis sąlygomis, tai tokią atranką atlieka pati gamta, tai natūralu. Štai kodėl gamtoje tarp savidulkiųaugalai beveik neįmanoma susidoroti su deformacijomis, iškraipymais ir rimtomis genetinėmis ligomis.
Koncepcijos raidos istorija
Jei pasinertumėte į istoriją, tai toks dalykas kaip kraujomaiša egzistavo nuo seniausių laikų, nuo faraonų laikų. Įvairiose civilizacijose šis reiškinys buvo suvokiamas skirtingai. Pavyzdžiui, tarp senovės romėnų kraujomaiša buvo laikoma baisia nuodėme. Tačiau tokiose vietose kaip Egiptas, Europos šalys, ikikolumbinė Amerika ir visiems pagonybės šalininkams šis procesas buvo visiškai normalus gyvenimo komponentas. Broliai laisvai vedė seseris, ir tai buvo sveikintina, nes tai leido išsaugoti „kilnų“dinastijos kraują karališkųjų ir karališkųjų šeimų atveju. Tačiau Biblija tokią kraujomaišą uždraudė, kraujomaiša buvo laikoma baisia nuodėme, todėl visas krikščioniškas pasaulis laikui bėgant sustabdė tokius procesus.
Jei kalbėtume apie augalus, gyvūnus, tai kas yra giminystė, kas yra heterozė, žmonės sužinojo tik laikui bėgant empiriškai. Akivaizdu, kad tuo metu populiacijos genetikos žinių dar nebuvo. Žmonės vadovavosi tik matomumu, eksperimentiniais bandymais. Tačiau to pakako, kad būtų pastebėta: norint įgyti norimus bruožus ir juos fiksuoti palikuonyje, reikia sukryžminti glaudžiai susijusias formas su esamu genu, kuris pasireiškia išoriškai.
Tas pats galioja ir augalams. Yra žinoma, kad jau XIV amžiuje Osmanų imperijoje buvo auginamos gražios nestandartinių spalvų tulpės, gautos inkubacijos būdu. Tarp gyvūnų, dažniausiai patiriamišunų giminystė, nes jie buvo pagrindinis medžioklės atributas, o ji, savo ruožtu, buvo praktiškai pagrindinė pramoga.
Šunų giminystė leido gauti stipriausius, ištvermingiausius ir geriausiai dresuotus medžioklinius šunis. Tiesa, buvo sunaikinta daug asmenų, atsiradusių dėl mutacijų.
Inbredingo laipsnis ir koeficientas
Teorinius nagrinėjamos koncepcijos pagrindimus pateikė daugelis mokslininkų, tačiau vertingiausi yra anglo Wrighto ir ruso Kislovskio darbai. Kartu, bet nepriklausomai vienas nuo kito, jiems pavyko sukurti formulę, leidžiančią apskaičiuoti giminystės koeficientą kartomis. Tai atrodo taip:
Fx=Ʃ F(1/2)n+ni-1 (1 + Fa) 100, kur
- Fx – giminystės koeficientas, išreikštas procentais;
- Fa - Inbredingo koeficientas iš bendro protėvio;
- n, ni - kilmės linijos.
Jei žinote kelias rūšies kartas, taip pat turite informacijos apie protėviams jau apskaičiuotus giminystės koeficientus, tuomet galite apskaičiuoti rodiklį bet kuriam organizmui. Reikėtų tik pažymėti, kad tokie skaičiavimai atliekami tik teoriniais tikslais. Praktika rodo, kad šis metodas yra neefektyvus, nes jame neatsižvelgiama į recesyvinius alelius, kuriuose yra kenksmingų mutacijų. Ir jie gali tapti ir homozigotais, ir heterozigotais, jei procesas atliekamas dažnai.
Todėl praktikos rezultatai skiriasi nuo skaičiuojamų teoriškai. Wright-Kislovsky formulė naudojama tik rašant baigiamuosius darbus, kursinius darbus, disertacijas, kur labai didelis duomenų kiekis per daugelį kartų reikalauja sisteminimo ir panašių skaičiavimų.
Jei kalbėtume apie giminingumo laipsnį, tai jau nurodėme aukščiau. Šunų veisimo praktikoje įprasta jį žymėti romėniškais skaitmenimis, kurie parodo, kurioje kartoje buvo bendras protėvis, turintis pageidaujamą bruožą.
Klasifikacija
Arti (uždaryti) gimininga – kas tai? Tai yra viena iš proceso atmainų, kuri bus aptarta toliau. Taip pat yra vidutinio ir tolimojo giminystės. Norėdami suprasti pagrindinius skirtingų rūšių skirtumus ir panašumus, pažvelkime į kiekvieną iš jų.
Uždaryti giminingumą
Tai pati sunkiausia ir pavojingiausia šio proceso rūšis. Jį sudaro labiausiai giminingų veislių kryžminimas krauju. Jei verčiama į žmonių giminystės laipsnius, tai, pavyzdžiui, motina ir sūnus, tėvas ir dukra, brolis ir sesuo.
Šio tipo kryžminimo metu vyksta artimi panašių alelių mainai. Dėl to norima savybė greitai pasireiškia pirmosios kartos palikuonims. Tačiau tai pavojinga, nes susidaręs individas gali turėti latentinį recesyvinį mutantinį geną, ir jų bus daugiau, tuo didesnis palikuonių skaičius. Tokiais atvejais greitai susikaupia žalingi požymiai ir atsiranda deformacijų, gimsta negyvas, atsiranda organizmų nevaisingumas.
Vidutinis vaizdas
Toks gyvūnų giminingumas yra tolimesnių giminaičių kryžminimas. Vertinant žmogiškų santykių laipsnius, tai yra, pavyzdžiui, pusseserės, sesuo, dukterėčia ir dėdė ir pan.
Todėl galite palaipsniui, kruopščiai atrinkdami, pasiekti norimų parametrų homozigotiškumą. Šis procesas yra ilgas, tačiau sumažina kenksmingų alelių homozigotiškumą. Dėl to beveik kiekvienas palikuonis gali susilaukti geros kartos, stiprios, ištvermingos ir sveikos.
Žinoma, mutantinio geno recesyvinis alelis vis tiek pasireikš, galbūt ne vieną kartą, bet laikui bėgant jis visiškai išnyks, virsdamas heterozigotu.
Tolinis vaizdas
Šis gyvūnų giminystės būdas apima ne taip glaudžiai susijusių asmenų kryžminimą. Taigi, jei projektuojama ant žmonių, tai gali būti, pavyzdžiui, antrieji pusbroliai.
Toks procesas duoda labai silpną rezultatą, dažnai beveik nepastebimą. Be to, tyrimai patvirtino, kad laikui bėgant atsiranda kartos asmenų su ryškiai neigiamais ženklais. Vyrauja sergantys, silpnesni, mutantiniai genai ir sukelia deformacijas.
Akivaizdu, kad giminingo veisimo tikslas (tikslas, kuriam jis naudojamas) yra gauti geriausius palikuonis, galinčius perduoti savo savybes kitai kartai ir toliau tai daryti toliau.
Kryžimo pavyzdžiai
Inbreedingas gyvulininkystėje naudojamas jau seniai. Ir būtent žinduolių atstovų pavyzdžiu akivaizdu, kaip tai veikia. Kalbant apie tokį giminingumą, pavyzdžiai yra šie:
- Grynaveislių arklių populiacijos;
- grynos grynaveislių šunų linijos;
- norimų kačių veislių rūšių vienodumas ir pan.
Iš principo toks kryžminimas gali būti taikomas visų rūšių gyvūnams. Daugeliui žmonių tai bus tik eksperimentinė priemonė. Tačiau giminystė, kurių pavyzdžius pateikėme aukščiau, jau yra rimtos praktinės svarbos uždavinys.
Ypač dideli nuopelnai priklauso patyrusiems šunų augintojams, kurie išmano visas kryžminimo ir išties gražių bei sveikų palikuonių susilaukimo subtilybes. Tačiau genetika yra labai kaprizingas mokslas, todėl klaidų pasitaiko. Recesyviniai genai gali pasirodyti ir padaryti individą netinkamą parduoti, pagal numatytą paskirtį ir apskritai visam gyvenimui.
Kinologijos giminystė
Kaip jau minėjome, kinologai yra labiau susipažinę su nagrinėjamo reiškinio paslaptimis nei visi kiti specialistai. Šunų giminystė yra svarbi grynaveislių linijų veisimo sąlyga. Patyrę šunų augintojai įrodė, kad didžiausią efektą duoda vidutinio sunkumo tokio kryžminimo forma.
Sąlygos sėkmingam šunų įveisimui:
- protėvio genotipo kokybė;
- kompetentingas ir apgalvotas požiūris į procesą;
- pasirinkus vidutinį variantą.
Bet kurio šunų augintojo svarbiausias dalykas yra užkirsti kelią giminingumo depresijos atsiradimui. Tai tokia linijos būsena, kai individai pradeda vienas kitam perkelti mutantinius genus, kurie sukelia deformacijas. Dėl to visi asmenys yra silpni, serga ir dažnai miršta.
Outbreeding
Augalininkystėje labai svarbus inbrisas, nes daugelis kultūrų yra savidulkės, todėl jos efektyvumas didelis. Bet jei kalbėtume apie gyvūnus, tai vis tiek dažniau naudojamas outbreedingas – priešingos struktūros veiksmas. Tai yra, nesusiję asmenys išvis yra kertami, todėl gaunamos geros grynaveislės linijos. Taip veisiami arkliai, karvės, kiaulės, šunys ir kiti naminiai gyvūnai. Perveisimas yra paprastas ir patikimas veisimo būdas, nes iš kartos į kartą jie susilaukia stabilių palikuonių produktyvumo požiūriu.
