حدود الاختيار

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
نتائج تجربة افتراضية مُكررة للانتقاء الاصطناعي بثلاثة معاملات. في الجيل صفر، تم اختيار عينة عشوائية من المجموعة الأساسية للكائنات الحية لإنشاء ستة سلالات، اثنتان منها ستخضعان للتكاثر الانتقائي لقيم عالية من السمة، واثنتان لقيم منخفضة من السمة، واثنتان لن تخضعا لأي انتقاء مقصود. تباينت سلالات الضبط نوعًا ما بفعل الانحراف الوراثي العشوائي وربما طفرات فريدة ، ولكنها، بشكل عام، لم تتغير في نمطها الظاهري المتوسط ​​منذ بداية التجربة. وصلت كلتا السلالتين اللتين تم اختيارهما لقيم عالية إلى حدود انتقاء واضحة في الجيل 20 تقريبًا. ووصلت كلتا السلالتين اللتين تم اختيارهما لقيم منخفضة إلى حدود مطلقة قريبة من الصفر في الجيل 25 تقريبًا.

حدّ الانتقاء مصطلحٌ من علم تربية الحيوانات وعلم الوراثة الكمية ، يُشير إلى توقف التقدم حتى مع استمرار تطبيق الانتقاء الموجه على سمةٍ ما، كحجم الجسم مثلاً . بعبارة أخرى، يستخدم المربي أو العالم التربية الانتقائية (الانتقاء الاصطناعي) لاختيار أفرادٍ للتكاثر ضمن مجموعةٍ سكانية بناءً على سمةٍ أو سماتٍ ظاهرية . عندئذٍ، يتطور متوسط ​​قيمة المجموعة السكانية عادةً عبر الأجيال في الاتجاه الذي يُفضّله الانتقاء (أي، نحو قيمٍ أعلى أو أدنى للسمة)، ولكن عند نقطةٍ ما تتوقف المجموعة السكانية عن التطور. يُقال حينها إن السمة الخاضعة للانتقاء قد وصلت إلى حدّها أو استقرت عند تلك القيمة.

تفاصيل

نوقشت مسألة وجود حدود في تجارب الانتخاب الاصطناعي في الأدبيات العلمية في أربعينيات القرن العشرين أو قبلها. [ 1 ] والسبب الأكثر وضوحًا لبلوغ حد (أو استقرار) عندما يخضع مجتمع ما لانتخاب اتجاهي مستمر هو أن جميع التباين الوراثي الإضافي (انظر التأثيرات الوراثية الإضافية ) المرتبط بتلك السمة يُستنفد أو يُثبّت. [ 2 ] على سبيل المثال، إذا كانت سمة ما، مثل كتلة الجسم، تخضع لانتخاب لزيادتها، فمع مرور الوقت (أي عبر الأجيال)، ستزداد ترددات الأليلات (المتغيرات الجينية) في جميع المواقع الجينية (ببساطة، المواقع على الكروموسومات) التي تميل إلى جعل الأفراد أكبر من المتوسط، بينما ستنخفض ترددات تلك التي تميل إلى جعل الفرد أصغر من المتوسط. في النهاية، من حيث المبدأ، ستصبح الأليلات المفضلة في جميع المواقع الجينية ذات الصلة هي الوحيدة المتبقية في تلك المواقع. في الواقع، قد تمنع الطفرة والانحراف الوراثي العشوائي (خاصة في المجتمعات الصغيرة) وتدفق الجينات من المهاجرين تثبيت بعض المواقع الجينية للأليلات "الجيدة".

مع ذلك، قد تتداخل عوامل أخرى مع تحقيق المكاسب الجينية قبل أن يؤدي فقدان التنوع الجيني إلى حدّ الانتقاء. وكما أشار ليرنر وديمبستر [ 1 ]، فإن هذه العوامل تنقسم عمومًا إلى نوعين: 1) علاقات سلبية مع اللياقة الداروينية؛ 2) تأثير الجينات غير الجمعي و/أو تفاعل النمط الجيني مع البيئة (مع وجود عوامل أخرى محتملة [ 3 ] [ 4 ] [ 2 ] [ 5 ] ).

تُعرف العلاقة السلبية مع اللياقة الداروينية بأنها حالة يكون فيها الأليل "جيدًا" للصفة الخاضعة للاختيار الموجه "سيئًا" فيما يتعلق بالنجاح التناسلي طوال العمر. على سبيل المثال، قد يؤدي الأليل الذي يميل إلى منح حجم جسم أكبر إلى العقم ، مما يقلل من قدرة الأفراد الذين يحملون هذا الأليل على إنتاج ذرية ، ويحد من الاستجابة اللاحقة للاختيار، وقد يؤدي أحيانًا إلى انقراض السلالة المختارة. [ 6 ]

يشير تأثير الجينات غير الجمعي إلى حالات مثل ميزة التغاير الزيجوتي ، حيث يمتلك الأفراد المتغايرون الزيجوتيون قيمًا أعلى (أو أقل) لصفة معينة (مثل حجم الجسم) مقارنةً بأي من الأفراد المتماثلين الزيجوتيين. في هذه الحالة، يميل الانتخاب الطبيعي إلى الحفاظ على أكثر من أليل واحد في الجماعة، وقد يتم الوصول إلى حد الانتخاب الطبيعي بينما يبقى التباين الوراثي الجمعي ( قابلية التوريث بالمعنى الضيق ) للصفة الخاضعة للانتخاب الموجه.

يحدث التفاعل بين النمط الجيني والبيئة عندما يُنتج النمط الظاهري لمجموعة معينة من الأليلات (في موقع جيني واحد أو أكثر) قيمًا أعلى أو أقل نسبيًا لصفة ما، وذلك تبعًا للظروف البيئية التي يولد فيها الفرد أو ينشأ، أو التي تُقاس فيها هذه الصفة. على سبيل المثال، تميل جينات مختلفة نوعًا ما (مصطلح قد يشير إلى الأليلات أو المواقع الجينية) إلى إعطاء أعلى قيمة لصفة ما تبعًا للموسم . إذا حدث هذا، فإن الانتخاب الموجه سيعمل على تفضيل بعض الجينات في الشتاء وأخرى في الصيف، على سبيل المثال. مرة أخرى، قد تكون النتيجة الوصول إلى مرحلة استقرار في الانتخاب، بينما يحتفظ المجتمع ببعض التباين الوراثي الإضافي للصفة الخاضعة للانتخاب الموجه.

لبعض الصفات حدٌّ فيزيائي طبيعي لا يمكن تجاوزه. [ 2 ] على سبيل المثال، وصل الانتقاء المتكرر لبناء أعشاش صغيرة لتنظيم درجة حرارة الجسم لدى الفئران إلى حدٍّ عند الصفر أو قريبًا منه (أي لم يُستخدم أيٌّ من القطن المُقدَّم لبناء الأعشاش). [ 7 ] وبالمثل، وصلت سلالات الذرة المنتقاة لانخفاض محتواها من الزيت أو البروتين في الحبوب إلى حدود قريبة من الصفر بالمئة. [ 4 ]

بغض النظر عن الحدود الفيزيائية المطلقة، ومهما كان سببها، فقد لوحظت حدود أو ثباتات في كثير من الأحيان في تجارب الانتقاء الاصطناعي على الحيوانات، بما في ذلك: عدد الشعيرات في ذباب الفاكهة ( دروسوفيلا )؛ [ 8 ] سلوك التجنب في فئران المختبر ؛ [ 9 ] وكبر حجم الجسم، [ 4 ] وكبر حجم النسل ، [ 10 ] وكبر حجم العش، [ 7 ] وارتفاع معدل الجري الطوعي على العجلة في فئران المختبر المنزلية. [ 11 ]

تجارب لتحديد أسباب حدود الانتقاء

تنقسم المناهج التجريبية لاستكشاف أسباب الانتقاء إلى نوعين رئيسيين: الوراثة الكمية والوظيفية. يطرح النوع الأول أسئلة عامة حول البنية الوراثية للصفة عند بلوغ حد معين (مثل: هل انعدمت قابلية التوريث بالمعنى الضيق؟)، بينما يسعى النوع الثاني إلى تحديد أي جانب من جوانب الوظيفة الفسيولوجية أو غيرها قد يكون قد بلغ حدًا أو قيدًا. قد تتضمن الدراسات التجريبية محاولات لتجاوز حد الانتقاء الظاهر. كمثال على المنهج الوراثي، تم تهجين سلالتين متكررتين من الفئران عند حد معين لحجم العش الكبير، واستمر الانتقاء على هذه المجموعة الجديدة، مما أدى إلى زيادة إضافية في حجم العش. [ 12 ] من منظور وظيفي، في سلالات الفئران عند حد الانتقاء للجري العالي على العجلة، أدى إعطاء نظير الإريثروبويتين إلى زيادة الحد الأقصى لاستهلاك الأكسجين أثناء التمرين القسري ، ولكنه لم يزد من الجري على العجلة، وهي نتيجة تشير إلى أن دافع التمرين قد يكون هو المحدد للسلوك ، وليس القدرة الفطرية على الجري على العجلات. [ 13 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 ليرنر، آي إم؛ إي آر ديمبستر (1951). "تراجع التقدم الوراثي في ​​ظل الانتقاء المستمر في الدواجن". الوراثة . 275 (1): 75-94 . doi : 10.1038/hdy.1951.4 . PMID 14840759 . 
  2. 1 2 3 فالكونر، دي إس؛ تي إف سي ماكاي (1996). مقدمة في علم الوراثة الكمي. الطبعة الرابعة . هارلو، إسيكس، إنجلترا: بيرسون إديوكيشن ليمتد.
  3. ↑ المراني، و.ك. (1974). "حدود الانتقاء الاصطناعي". ملخصات تربية الحيوان . 42 : 587-592 .
  4. 1 2 3 فالكونر، د.س. (1992). "تجارب الانتقاء المبكر". المراجعة السنوية لعلم الوراثة . 26 : 1-14 . doi : 10.1146/annurev.ge.26.120192.000245 . PMID 1482107 . 
  5. ↑ هيل، دبليو جي؛ إم. كيركباتريك (2010). "ما علمتنا إياه تربية الحيوانات عن التطور". المراجعة السنوية لعلم البيئة والتطور والتصنيف . 41 : 1-19 . doi : 10.1146/annurev-ecolsys-102209-144728 .
  6. ↑ ماثر، ك.؛ هاريسون، ب. ج. (1949). "التأثير المتعدد للانتقاء. الجزء الأول". الوراثة . 3 : 1-52 . doi : 10.1038/hdy.1949.1 .
  7. 1 2 لينش، سي بي (1994). "استنتاجات تطورية من التحليلات الجينية للتكيف مع البرد في مجموعات الفئران المنزلية المختبرية والبرية". في بوك، سي آر بي (محرر). دراسات وراثية كمية للتطور السلوكي . شيكاغو: مطبعة جامعة شيكاغو. ص 278-301 . 
  8. ↑ ماثر، ك. (1941). "التنوع والاختيار للصفات متعددة الجينات". مجلة علم الوراثة . 41 ( 2-3 ): 159-193 . doi : 10.1007/BF02983019 .
  9. ↑ براش، إف آر؛ جيه سي فروهليش؛ بي سي ساكيلاريس (1979). "الانتخاب الوراثي لسلوك التجنب في الجرذ". علم الوراثة السلوكية . 9 (4): 309-316 . doi : 10.1007/BF01068209 . PMID 518469 . 
  10. ↑ إكلوند، ج.؛ جي إي برادفورد (1977). " التحليل الجيني لسلالة من الفئران ذات حجم ولادة ثابت" . علم الوراثة . 85 (3): 529-542 . doi : 10.1093/genetics/85.3.529 . PMC 1224586. PMID 558934 .  
  11. ↑ كارو، في سي؛ إم إي وولاك؛ بي إيه كارتر؛ تي جارلاند الابن (2013). "حدود التطور السلوكي: علم الوراثة الكمي لصفة معقدة تحت الانتقاء الموجه". التطور . 67 (11): 3102-3119 . doi : 10.1111/evo.12200 . PMID 24151996 . 
  12. ↑ بولت، أ.؛ سي بي لينش (2000). "تجاوز حدود الانتقاء الاصطناعي لسلوك تكيفي لدى الفئران وعواقب ذلك على الاستجابات المترابطة". علم الوراثة السلوكية . 30 (3): 193-206 . doi : 10.1023/A:1001962124005 . PMID 11105393 . 
  13. ↑ كولب، إي إم؛ إس إيه كيلي؛ كيه إم ميدلتون؛ إل إس سيرمساكدي؛ إم إيه تشابيل؛ وتي جارلاند الابن (2010). "يرفع الإريثروبويتين الحد الأقصى لاستهلاك الأكسجين (VO2,max) ولكنه لا يؤثر على الجري الطوعي على العجلة في الفئران". مجلة علم الأحياء التجريبي . 213 (3): 510-519 . doi : 10.1242/jeb.029074 . PMID 20086137 . {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )