Вспомогательная эволюция - Assisted evolution

Вспомогательная эволюция (иногда называют эволюция с участием человека)[1] это практика использования вмешательства человека для ускорения естественного эволюционный процессы.[2] Цель вспомогательной эволюции - помочь разновидность адаптироваться к изменяющейся среде быстрее, чем через естественный отбор.[3] Помощь в эволюции может использоваться для увеличения производства продуктов питания и урожайности, а также для обеспечения того, чтобы целевые виды быстрее становились устойчивыми к угрозам существованию. Вспомогательная эволюция практикуется тысячи лет, часто в коммерческих и деловых целях. Вспомогательная эволюция стала известна общественности в последние годы для некоммерческих целей, таких как создание видов. сохранение. Вспомогательная эволюция в некоммерческих целях наиболее заметно практикуется в попытке спасти коралловые рифы от повышения глобальной температуры океана и других факторов. изменение климата соответствующие условия окружающей среды.

История

Коммерческие цели

Вспомогательная эволюция практикуется на протяжении тысяч лет для коммерческих и деловых целей. Селекция азиатских волков более 30 000 лет назад охотники-собиратели позволили создать современные породы, такие как Немецкая овчарка, которые часто используются для оказания помощи инвалидам, поисково-спасательных служб, а также для полицейских и военных.[4][5] Селекция растений также выиграла от Rapid Generation Advance (RGA) и спуска из одного семени, чтобы ускорить процесс естественного отбора. Содействие развитию растений позволило увеличить производство продуктов питания и сократить пестицид использование, что приводит к снижению глобальной бедности и недоедание. Совсем недавно метод вспомогательной эволюции используется для разведения животных с более высоким содержанием мускулов или жира, а также с более высокой устойчивостью к вредным бактериям и другим болезням. патогены.[6][7]

Некоммерческие цели

Вспомогательная эволюция в некоммерческих целях широко использовалась Грегор Мендель, который обнаружил наличие гены и аллели, а также их влияние на потомство генотип.[8] В последние годы вспомогательная эволюция стала предметом внимания общественности для некоммерческих целей, таких как сохранение. Вспомогательная эволюция в некоммерческих целях наиболее заметно практикуется в попытке сэкономить коралловые рифы от повышения температуры океана.[9] Вспомогательная эволюция считается временным решением для спасения многих исчезающих видов от глобальное потепление и другие изменения окружающей среды, связанные с изменением климата.[10]

Типы

Кондиционирование стресса

Кондиционирование к стрессу заключается в воздействии на организм сублетального стресса с целью вызвать физиологические изменения, повышающие устойчивость к будущим стрессовым событиям. Существуют документальные свидетельства того, что некоторые изменения могут передаваться из поколения в поколение как у растений, так и у животных. Кондиционирование стресса может быть искусственно вызвано в лабораторных условиях для создания желаемых реакций, основанных на их среде. Известные примеры включают эксперимент 1989 года, в котором использовалось кондиционирование стресса посредством теплового шока на почках крыс, чтобы продлить их безопасное время хранения в холоде до 48 часов.[11] Совсем недавно кондиционирование стресса изучается как потенциальное решение для сохранения коралловых рифов, поскольку они постоянно подвергаются нагреванию и подкислению океана.

Ассистированный поток генов (AGF)

Ассистированный поток генов (AGF) работает над увеличением присутствия желаемых естественных генов в потомство. AGF полагается на уже существующие гены внутри вида. геном, а не искусственное создание и встраивание генетического кода в геном вида. Вспомогательный поток генов может также ввести геномы родственных видов в Генофонд чтобы позволить привнести в новый вид ранее невозможное поведение. Ассистируемый поток генов определяет гены, которые вызывают желаемое поведение, и работает над увеличением шансов передачи рассматриваемого гена от родителей (также известного как наследственность ). Определение того, какие гены в геноме вызывают желаемое поведение, состоит из экспериментов, которые измеряют рост, выживаемость и поведение потомства с различными генотипами. Вспомогательный поток генов используется как решение для сохранения видов, которым угрожает изменение климата. В настоящее время разные колонии Большой Барьерный риф скрещиваются, чтобы проверить, проявляет ли потомство повышенную устойчивость к более теплым условиям жизни. Повышенная устойчивость к более теплым условиям жизни позволяет сохранение Большого Барьерного рифа, несмотря на то, что температура воды продолжает расти.

Гибридизация

Гибридизация относится к процессу, при котором яйцеклетка и сперма двух разных видов могут удобрять и производить молодняк. Гибридизация была изучена в 1800-х годах Иоганн Грегор Мендель, которому посмертно приписывают открытие генов и аллелей и их влияние на генотип потомства. Преимущества гибридизации включают увеличение генетического разнообразия и потенциал генетических комбинаций, которые способны адаптироваться и воспроизводиться в все более сложных условиях. Гибридизация коралловых рифов во время ежегодного нереста кораллов подвергается экспериментам с целью создания гибридного потомства, которое, будем надеяться, будет иметь более высокую выживаемость и скорость роста в различных условиях, связанных с изменением климата.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ван Оппен, М. Дж. Х. (14 мая 2015 г.). «Помощь в эволюции рифостроительных кораллов». ”Австралийский институт морских наук ”. Получено 5 мая, 2019.
  2. ^ "Ассистированная эволюция". ”Австралийский институт морских наук ”. Получено 5 мая, 2019.
  3. ^ Питерс, Адель. «Ученые ускоряют эволюцию, чтобы повысить устойчивость к изменению климата». «Быстрая компания». Получено 5 мая, 2019.
  4. ^ Рангель, Габриэль. «От корги до кукурузы: краткий обзор долгой истории технологии ГМО». ”Гарвардский университет ”. Получено 5 мая, 2019.
  5. ^ Циммер, Карл. «От грозного хищника до лучшего друга человека». ”Нью-Йорк Таймс ”. Получено 5 мая, 2019.
  6. ^ Шан-и-Али Заиди, Сайед. «Новые технологии селекции растений для обеспечения продовольственной безопасности». "Наука". Получено 5 мая, 2019.
  7. ^ Ки, Сьюзи (2008). «Генетически модифицированные растения и здоровье человека». «Журнал Королевского медицинского общества». 101 (6). С. 290–298. Дои:10.1258 / jrsm.2008.070372. ЧВК  2408621. PMID  18515776.
  8. ^ Андрей, Аманда. ""Эксперименты по гибридизации растений »(1866 г.) Иоганна Грегора Менделя."". "Попечительский совет Аризоны". Получено 5 мая, 2019.
  9. ^ Дж. Х. ван Оппен, Мадлен. «Повышение устойчивости коралловых рифов за счет помощи эволюции». «Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки». Получено 5 мая, 2019.
  10. ^ Джонстон, Ян. «Изменение климата настолько меняет природу, что может потребоваться« эволюция с участием человека », - говорят ученые».. "Независимый". Получено 5 мая, 2019.
  11. ^ Пердризет, Джордж (1989). «Стрессовое кондиционирование: новый подход к сохранению органов». «ЧВК Европы». 46 (1). С. 23–6. PMID  2656107.