Asistovaná evoluce - Assisted evolution - Wikipedia

Asistovaná evoluce (někdy označované jako člověkem podporovaná evoluce)[1] je praxe použití lidského zásahu ke zrychlení rychlosti přirozeného evoluční procesy.[2] Cílem asistované evoluce je pomoci druh přizpůsobit se měnícímu se prostředí rychleji, než by to bylo možné přírodní výběr.[3] Asistovanou evoluci lze použít ke zvýšení produkce potravin a výnosu plodin a také k zajištění rychlejší odolnosti cílených druhů vůči existenčním hrozbám. Asistovaná evoluce se praktikuje tisíce let, často pro komerční a obchodní účely. V posledních letech se do očí veřejnosti dostává asistovaná evoluce pro nekomerční účely, jako jsou druhy zachování. Asistovaná evoluce pro nekomerční účely se nejvíce praktikuje ve snaze zachránit korálové útesy před stoupajícími teplotami globálního oceánu a dalšími klimatická změna související podmínky prostředí.

Dějiny

Komerční účely

Asistovaná evoluce se praktikuje tisíce let pro komerční a obchodní účely. Selektivní chov asijských vlků před více než 30 000 lety lovci a sběrači umožnily vznik moderních plemen, jako je Německý ovčák, které se často používají pro pomoc při postižení, pátrání a záchranu a pro policejní a vojenské role.[4][5] Šlechtění rostlin také těží z technologie Rapid Generation Advance (RGA) a sestupu z jednoho semene k urychlení procesu přirozeného výběru. Asistovaný vývoj v rostlinách umožnil zvýšení produkce potravin a jejich snížení pesticid užívání, což vede ke snížení celosvětové chudoby a podvýživa. V poslední době se asistovaná evoluce používá k chovu zvířat s vyšším obsahem svalů nebo tuků a také s vyšší odolností vůči škodlivým bakteriím a dalším patogeny.[6][7]

Nekomerční účely

Asistovaná evoluce pro nekomerční účely byla skvěle používána společností Gregor Mendel, který objevil přítomnost geny a alely, stejně jako jejich dopad na potomky genotyp.[8] V posledních letech se do oka veřejnosti dostává asistovaná evoluce pro nekomerční účely, jako je ochrana. Asistovaná evoluce pro nekomerční účely se nejvíce praktikuje při pokusu o záchranu korálové útesy ze stoupajících teplot oceánu.[9] Asistovaná evoluce je považována za dočasné řešení k záchraně mnoha ohrožených druhů globální oteplování a další změny životního prostředí související se změnou klimatu.[10]

Typy

Kondicionování stresu

Stresová kondice spočívá v vystavení organismů subletálnímu stresu s cílem vyvolat fyziologické změny, které zvyšují toleranci k budoucím stresovým událostem. Existují zdokumentované důkazy o tom, že u rostlin i zvířat lze během generací procházet některými změnami. Kondicionování stresu lze v laboratorním prostředí uměle vyvolat, aby se vytvořily požadované reakce na základě jejich prostředí. Pozoruhodné příklady zahrnují experiment z roku 1989, který používal kondicionování stresu pomocí tepelného šoku na ledvinách krysy k prodloužení doby jejich bezpečného skladování v chladu na 48 hodin.[11] V poslední době se stresová kondice studuje jako potenciální řešení pro zachování korálových útesů, protože jsou neustále vystaveny oteplování a okyselování oceánů.

Asistovaný tok genů (AGF)

Asistovaný tok genů (AGF) pracuje na zvýšení přítomnosti požadovaných přirozeně se vyskytujících genů v potomek. AGF spoléhá na již existující geny v rámci druhu genom, spíše než umělé vytváření a vkládání genetického kódu do genomu druhu. Asistovaný tok genů může také zavést genomy příbuzných druhů do genofond umožnit zavedení dříve nemožného chování do nového druhu. Asistovaný tok genů identifikuje geny, které produkují požadované chování, a pracuje na zvýšení šance, že dojde k rodičovskému přenosu dotyčného genu (také známý jako dědičnost ). Určení, které geny v genomu produkují požadované chování, se skládá z experimentů, které měří růst, přežití a projevy chování potomků s různými genotypy. Asistovaný tok genů se využívá jako řešení k ochraně druhů ohrožených změnou klimatu. V současné době existují různé kolonie Velký bariérový útes jsou kříženi, aby otestovali, zda potomci vykazují zvýšenou odolnost vůči teplejším životním podmínkám. Zvýšená odolnost vůči teplejším životním podmínkám umožňuje zachování Velkého bariérového útesu, i když teploty vody stále stoupají.

Hybridizace

Hybridizace se týká procesu, kdy vajíčko a sperma ze dvou různých druhů mohou oplodnit a plodit mladé. Hybridizace byla studována v 19. století autorem Johann Gregor Mendel, kterému se posmrtně připisuje objev genů a alel a jejich dopad na genotyp potomstva. Mezi výhody hybridizace patří zvýšení genetické rozmanitosti a potenciál genetických kombinací, které jsou schopné přizpůsobit se a reprodukovat se ve stále obtížnějším prostředí. Hybridizace korálových útesů během každoročního rozmnožování korálů je experimentována s cílem vytvořit hybridní potomky, které snad budou mít vyšší míru přežití a růstu v různých podmínkách souvisejících se změnou klimatu.

Viz také

Reference

  1. ^ van Oppen, M. J. H. (14. května 2015). „Assisted Evolution for Reefbuilding Corals“. ”Australian Institute of Marine Science ”. Citováno 5. května 2019.
  2. ^ „Asistovaná evoluce“. ”Australian Institute of Marine Science ”. Citováno 5. května 2019.
  3. ^ Peters, Adele. „Vědci zrychlují evoluci s cílem vybudovat odolnost proti změně klimatu. „Rychlá společnost“. Citováno 5. května 2019.
  4. ^ Rangel, Gabriel. „Od Corgis po Corn: Stručný pohled na dlouhou historii technologie GMO“. ”Harvardská Univerzita ”. Citováno 5. května 2019.
  5. ^ Zimmer, Carle. „Od hrůzostrašného predátora k nejlepšímu příteli člověka“. ”New York Times ”. Citováno 5. května 2019.
  6. ^ Shan-e-Ali Zaidi, Syed. „Nové technologie šlechtění rostlin pro zabezpečení potravin“. "Věda". Citováno 5. května 2019.
  7. ^ Key, Suzie (2008). „Geneticky modifikované rostliny a lidské zdraví“. „Journal of the Royal Society of Medicine“. 101 (6). str. 290–298. doi:10.1258 / jrsm.2008.070372. PMC  2408621. PMID  18515776.
  8. ^ Andrei, Amanda. ""Experimenty v hybridizaci rostlin “(1866), Johann Gregor Mendel"". „Arizonská rada vladařů“. Citováno 5. května 2019.
  9. ^ J. H. van Oppen, Madeleine. „Budování odolnosti korálových útesů pomocí asistované evoluce“. „Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických“. Citováno 5. května 2019.
  10. ^ Johnston, Iane. „Změna klimatu mění přírodu natolik, že může potřebovat„ evoluci podporovanou člověkem “, říkají vědci“. "Nezávislý". Citováno 5. května 2019.
  11. ^ Perdrizet, George (1989). „Stresová kondice: nový přístup k ochraně orgánů“. „Evropa PMC“. 46 (1). 23–6. PMID  2656107.