Ocena brak

Hodowla selektywna

Autor /wera Dodano /31.01.2012

Hodowla jest procesem, w którym człowiek kieruje rozmnażaniem zwierząt i roślin. W efekcie pow­stają rasy i odmiany organizmów, które posiadają cechy najbardziej korzystne z punktu widzenia ludzi.
Dopiero w ciągu ostatnich 100 lat zostało poznane i zrozumiane podłoże naukowe zjawisk związanych z rozmnażaniem się zwierząt i roślin. Brak naukowych podstaw na te­mat dziedziczenia cech nie przeszkadzał jednak ludziom prowadzić hodowli już od czasów neoli­tycznych, tj. od co najmniej 7000 lat.
Zastosowane na samym początku metody ho­dowli byty bardzo nieskomplikowane. Opierały się one na prostej zasadzie, że nie zjada się najlepsze­go ziarna, lecz zatrzymuje się je do wysiania w przyszłości. Podobnie czyniono ze zwierzętami - najlepsze, sztuki były utrzymywane przy życiu po to, aby dawały równie dobre potomstwo. To proste rozwiązanie dawało pozytywne wyniki.

Rewolucja rolna
Hodowlę rozwinięto już w czasach starożytnych. Najszybszy postęp nastąpił w czasach tzw. rewo­lucji rolnej w XVIII i XIX wieku.
Zaczęto planowo kontrolować rozród bydła, świń i owiec. W wyniku selekcji dawały więcej mleka, mięsa i wełny. Podjęto próby stworzenia ras koni i psów przeznaczonych do specjalnych ce­lów. Powstały rasy koni wyścigowych, pociągo­wych, a także rozmaite rasy psów myśliwskich, obronnych, wyścigowych i stróżujących.
Wtedy wyhodowana została większość współ­czesnych, dobrze znanych nam odmian i ras zwie­rząt. Osiągnięto pozytywne efekty w hodowli roś­lin, zarówno tych gatunków, które dają ziarno i owoce, jak i roślin ozdobnych (na przykład tu­lipanów). Pobudzało to rozwój hodowli ukierun­kowanej przede wszystkim na otrzymanie odmian o dużych kwiatach, niezwykłej barwie, oryginal­nym kształcie
płatków i zapachu.

Cele hodowli
Cele hodowli, czyli selektywnego, ukierunkowa­nego rozmnażania organizmów, są oczywiście rozmaite i zależą od hodowanego gatunku oraz stopnia jego znaczenia dla człowieka. Na przykład bydło może być hodowane w celu otrzymania ras mlecznych lub rzeźnych, pszenica - dla uzyskania mąki nadającej się do wypieku ciast lub do wyrobu makaronu, trawy - dla potrzeb ogrodników zakła­dających trawniki i ludzi walczących z erozją nad piaszczystymi brzegami mórz lub stromych zbo­czach górskich. Hoduje się rozmaite rasy psów użytkowych, których specjalnością jest stróżo­wanie, obrona, wyścigi, rasy psów pracujących w policji, ratownictwie lub przewodników ludzi niewidomych, a także psów do towarzystwa. Naj­większy postęp i największa rozmaitość celów hodowli jest zauważalna w rolnictwie, bez wzglę­du na to, czy przedmiotem hodowli są zwierzęta, czy rośliny.
Jednym z podstawowych jest uzyskanie jak naj­większej płodności i plenności, innym celem jest przyspieszenie okresu dojrzewania. Trzecim kie­runkiem jest uzyskanie osobników jak najwięk­szych lub najefektywniej wykorzystujących paszę, a czwartym wykształcenie odmian odpornych na choroby i bardziej wytrzymałych na rozmaite czyn­niki pogodowe, takie jak susza, wilgoć, zimno. Jeszcze innym kierunkiem hodowli jest maksy­malne ujednolicenie cech tak, aby na przykład, zwierzęta osiągały dojrzałość płciową w tym sa­mym czasie. U roślin pożądanymi cechami są dora­stanie do tej samej wysokości i dojrzewanie owo­ców w tym samym czasie. Dzięki temu będzie można zbierać owoce maszynowo, a to ułatwia uprawę na skalę przemysłową i handel. Ostatnim kierunkiem jest osiągnięcie jak najwyższej jako­ści i atrakcyjności dla konsumentów - owoce mają mieć piękny zapach i kształt, dużą wartość sma­kową i odżywczą, a zwierzęta rzeźne odpowiednią zawartość białek i tłuszczów w mięsie.

Cechy ilościowe i jakościowe
W ostatnich latach celem wielu programów hodow­li roślin jest poprawa jakości odmian konsump­cyjnych, co może mieć wielkie znaczenie dla kra­jów rozwijających się. W programach tego rodzaju bierze się pod uwagę czynniki społeczne, eko­nomiczne, biologiczne i polityczne.
W Międzynarodowym Ośrodku Ulepszania Kukurydzy i Pszenicy (CIMMYT) w Meksyku wy­hodowano ulepszoną odmianę żółtej kukurydzy, nadającą się do uprawy w Afryce. Rolnicy afry­kańscy jednak jej nie zaakceptowali, gdyż wolą uprawiać kukurydzę białą, a nie żółtą.
U zwierząt i roślin można wyróżnić dwie kate­gorie cech - jakościowe i ilościowe. Cechy jakoś­ciowe to, na przykład, występowanie lub brak na­sion w owocach, czerwona lub biała barwa płatków kwiatu. Są one zwykle warunkowane wyłącznie genetycznie i często tylko przez jeden gen. U roślin uprawnych odporność na poszczególne choroby jest nabywana właśnie w taki sposób. Geny nie są odpowiedzialne za wszystkie cechy. Występowa­nie wielu cech uzależnione jest od środowiska.
Cechy ilościowe to takie, które można zmierzyć rozmaitymi jednostkami miary i są one nieskończe­nie zmienne, na przykład: wzrost, masa ciała, licz­ba nasion i okres wegetacji. Są one uwarunkowane zwykle przez wiele genów, a także wpływami śro­dowiska. Z tego względu o wiele trudniej je zmo­dyfikować w trakcie programów hodowlanych.

Krzyżowanie i chów wsobny
Krzyżowanie i chów wsobny to pojęcia stosowa­ne zarówno w hodowli roślin, jak i zwierząt. Chów wsobny, czyli inbred, występuje wtedy, gdy oba organizmy rodzicielskie pochodzą z nielicznej populacji osobników blisko ze sobą spokrewnio­nych. U zwierząt mogą one należeć do tej samej rodziny. U roślin ta forma występuje wtedy, gdy obydwie gamety są wytworem tej samej rośliny. Chów wsobny jest często stosowany w celu uzy­skania linii genetycznych o jednakowych cechach - tak zwanych linii czystych, jest też zjawiskiem naturalnym u takich gatunków jak pszenica, jęcz­mień, ryż, u których następuje samozapylenie.
Krzyżowanie u roślin odnosi się do tych przy­padków, w których pyłek kwiatowy jednej rośliny zapyla słupki kwiatów drugiej rośliny. Jest to więc zapylenie krzyżowe, które w naturalnych warun­kach ma miejsce u tak pospolitych roślin, jak mar­chew i kapusta. Wiele gatunków roślin wymaga­jących zapylenia krzyżowego wykształciło mechanizmy zapobiegające samozapyleniu. Krzy­żowanie u zwierząt to pojęcie odnoszące się do przypadków, gdy osobniki rodzicielskie pochodzą z dwóch różnych linii genetycznych.

Wady chowu wsobnego
Ogromną wadą chowu wsobnego jest to, że gdy odbywa się on w sposób wymuszony i długotrwa­ły, może w dłuższym okresie spowodować spadek jakości potomstwa. Wielkość, płodność i żywot­ność organizmów potomnych zaczynają się zmniej­szać i w końcu tak utrzymywana linia krewniacza może nawet wyginąć. U niektórych ras psów chów wsobny ma skutki negatywne. Na przykład u lab­radorów szczególnie często występuje zniekształ­cenie stawu biodrowego oraz pojawiają się zabu- g rżenia psychiczne. ut
Dzięki starannie prowadzonemu chowowi wsob­nemu można uzyskać jednostki bardzo do siebie podobne. Nabiera to znaczenia na przykład w trak­cie uprawy roślin, które wyrastając do tej samej wysokości, mogą być zbierane za pomocą maszyn. W wyniku chowu wsobnego można otrzymać zwie­rzęta rosnące w tym samym tempie i osiągające w tym samym czasie cechy bydła rzeźnego. Ko­rzyści wynikające ze stosowania inbredu mogą mieć w wielu przypadkach przewagę nad wadami.
Aby otrzymać nową odmianę, zarówno w ho­dowli zwierząt, jak i roślin, stosuje się często krzy­żowanie i inbred w sposób niezwykle skompli­kowany i złożony. Nierzadko najpierw w drodze chowu wsobnego tworzy się linie czyste, a następ­nie w wyniku dokonywania krzyżówek otrzymuje się nowe odmiany między już istniejącymi liniami.

Dobór rodziców
Dobierając osobniki rodzicielskie do określonych zachowań hodowlanych, bierze się pod uwagę kilka czynników. Po pierwsze ocenia się wygląd, po dru­gie rodowód (cechy reprezentowane przez rodzi­ców), po trzecie cechy reprezentowane przez bli­skich krewnych (rodzina), po czwarte - cechy, jakimi wyróżnia się już żyjące potomstwo. Oczy­wiście w wielu przypadkach wszystkie te cztery czynniki mogą być analizowane tylko wtedy, gdy dany gatunek ma szybkie tempo rozmnażania się. W nowoczesnej hodowli te czynniki są bardzo ważne i mogą być uzupełnione wiedzą na temat praw genetyki. Efekty hodowli prezentuje się na wystawach rolniczych i przeglądach hodowlanych. Ocena pożądanych cech u zwierząt była dokony­wana jeszcze przed początkiem naszego stulecia, jednak nie była ona poparta badaniami naukowymi. Na przykład dopiero w 1895 roku podjęto w Danii systematyczne notowanie mleczności krów. Współ­czesne tendencje w hodowli, inaczej niż w prze­szłości, polegają na opisie i pomiarze wszystkich wielkości charakterystycznych. Szczególną uwagę przywiązuje się do tych cech, których pomiar jest najłatwiejszy. Wybranym zwierzętom zakłada się księgi rodowodowe, co znacznie usprawnia wybór odpowiednich par do rozpłodu.

Współczesne hodowle
W dwudziestym wieku rozmaite osiągnięcia tech­niczne zmieniły sposób prowadzenia hodowli zwie­rząt. Jak dotąd największe znaczenie ma sztuczne zapładnianie, czyli inseminacja, podczas której sperma pobrana od samca jest wprowadzana do dróg rodnych wielu samic. Sztuczną inseminację opracowano w Rosji już w latach 20. naszego wie­ku, a zaczęto stosować w latach 50., gdy naukow­cy opracowali sposoby zachowania żywotności plemników przez zamrażanie. Technika ta jest sto­sowana głównie w hodowli bydła mlecznego, a także bydła rzeźnego, koni, owiec, świń i drobiu.
W programach hodowlanych sztuczna insemi­nacja pozwala w bardzo szybkim czasie zapłodnić bardzo wiele samic plemnikami jednego, wybra­nego samca. W przynajmniej jednym przypadku jeden byk stał się ojcem aż 10000 cieląt.
Metodą hodowlaną opracowaną o wiele później jest rozdzielanie plemników zawierających chro­mosomy płciowe Y od plemników z chromosoma­mi X. Dzięki temu można zaplanować płeć przy­szłego potomstwa.
Także i ta metoda znajduje swoje zastosowanie głównie w hodowli bydła. Większość wołowiny sprzedawanej w Europie pochodzi z hodowli bydła rzeźnego, a około trzy czwarte ogółu tych zwie­rząt to „produkt uboczny" hodowli bydła mlecz­nego. Rolnicy specjalizujący się w hodowli bydła mlecznego nie potrzebują cieląt płci męskiej. Dzięki segregacji plemników mogą oni u swego bydła uzyskiwać tylko potomstwo płci żeńskiej, nie tracąc czasu na żywienie młodych byczków, natomiast producenci bydła rzeźnego mogą zająć się wyłącznie hodowlą cieląt płci męskiej.
Także w hodowli roślin odnotowano kilka zna­czących osiągnięć. Pierwszym z nich jest możli­wość włączania do puli genowej uprawianych roślin nowych genów. Na przykład afrykańskie sorgo, które nie jest odporne na wywoływaną przez pasożytnicze grzyby pleśń, może uzyskać odpo­wiedni gen od sorgo indyjskiego, którego pleśń nie poraża. W przypadku sorgo takie działanie jest możliwe dzięki badaniom ICRISAT - Międzyna­rodowego Instytutu Badawczego Roślin Upraw­nych dla Półpustynnych Krajów Tropikalnych. Gen warunkujący odporność na pleśń u sorgo afrykań­skiego jest wprowadzany poprzez krzyżowanie roślin. Nowocześni hodowcy są o wiele lepiej przy­gotowani do uzyskiwania krzyżówek dających pożądane wyniki, niż ich dawniejsi poprzednicy i mają większą wiedzę na temat sposobów roz­mnażania roślin. Wiedzą oni na przykład, że nowe odmiany można tworzyć tylko w wyniku krzyżo­wania, a nie w drodze inbredu. Programy dotyczące hodowli można znacznie lepiej dokumentować i baczniej obserwować, można wykorzystywać nowoczesne metody analizy wyników hodowli, co ma wpływ, na przykład, na ocenę odporności na choroby lub jakości białka i innych składników odżywczych w nasionach roślin.
Problemy, z jakimi w przeszłości borykali się hodowcy, w naszych czasach mogą być przezwy­ciężone dzięki specjalnym technikom laboratoryj­nym, takim jak na przykład manipulowanie chro­mosomami. Do rozwoju współczesnego rolnictwa przyczyniła się też inżynieria genetyczna.

Krzyżowanie z formami dzikimi
Krzyżówki z formami dzikimi to jeszcze jedna z metod nowoczesnej hodowli roślin, które poja­wiły się w ostatnich latach. Na przykład dzika odmiana ziemniaka może posiadać gen, który warunkuje odporność na określony rodzaj wirusa. Pierwszym krokiem na drodze włączania potrzeb­nego genu. jest dokonanie „dzikiej krzyżówki" pomiędzy odmianą uprawną a dziką. W jej wyni­ku następne pokolenie będzie posiadało połowę genów dzikiej odmiany i połowę genów odmiany uprawnej. W dalszej kolejności udział genetyczny dzikiego rodzica musi być rozrzedzony, przy jednoczesnym zachowaniu genu na odporność.
Dokonuje się tego w drodze krzyżowania mie­szańca z rodzicielską linią odmiany uprawnej, aż do otrzymania piątego, szóstego pokolenia.
W ostatnich pięćdziesięciu latach w drodze ta­kich krzyżówek wprowadzono do odmian upraw­nych tysiące genów. Na przykład, spośród 596 odmian ziemniaka uprawianych w Europie, 320 z nich zawiera geny otrzymane od gatunku dzi­kiego. Kiedy gen zostanie wprowadzony do puli genowej odmiany, może ona stać się z kolei dawcą genów dla innych odmian.
W ten sposób wprowadzono geny odporności na grzybice z traw na francuską pszenicę odmia­ny VPM 1, a później z tej odmiany na odmianę o nazwie Rendezvous. Jest to jeszcze jeden przy­kład, jak nowoczesne metody hodowlane pozwa­lają ulepszyć już istniejące odmiany roślin upraw­nych. Rozwój wiedzy o metodach otrzymywania nowych ras zwierząt oraz odmian roślin upraw­nych i pozwala współczesnemu rolnictwu zaspo­koić coraz większe zapotrzebowanie na żywność.

Do góry