Čajovna » Čítárna » Genetická poradna Póla P.

Genetická poradna Póla P.

Ahoj Póle,
myslíš, že bych mohl opakovaně křížit nejmenší jedince ze stáda hrochů tak dlouho, až by vznikl tak malý, kterého bych měl pro potěchu na pracovním stole?
Díky, T.

Milý Tomáši, milí ostatní.

Otázka zní vskutku důležitě, a odpověď na ní bude podobného charakteru. Vezmu to trochu zeširoka, neb je to téma velice zajímavé, a hlavně bych měl psát disertačku, a tvá otázka je pěkným důvodem aspoň chvíli dělat něco jiného.

Obecně vzato lze umělým výběrem (tzn. že vybírá člověk, nikoli příroda, to pak je přirozený výběr) selektovat znaky kvantitativního charakteru poměrně snadno, a tím i docílit postupné změny ve vzezření selektovaných druhů, přičemž výsledná změna může být velmi markantní. Dovolím uvést pár příkladů, kdy se lidstvu něco podobného podařilo: Z vlka vyšlechtit čivavu, z prachobyčejné trávy (čeledi lipnicovité) vyšlechtit obilí či kukuřici nebo z lesních jahod obrovské jahody zahradní (u ovoce a zeleniny bych mohl pokračovat dlouho). To, jak moc a jak rychle lze takto selektovat závisí na více faktorech, přičemž ty nejdůležitější jsou genetická variabilita populace, množství naakumulovaných recesivních škodlivých mutací a v neposlední řadě i vnější limity daného znaku. 

Genetická variabilita je důležitá proto, že pokud by byli všichni jedinci geneticky velmi podobní, nebude z čeho vybírat a změna bude probíhat jen velmi pomalu, neboť bude potřeba ‘čekat’ na nové mutace, které způsobí změnu znaku. Pokud je populace geneticky variabilní, selektováním a křížením se díky rekombinaci a segregaci genů postupně dostanou geny, které mají na daný znak kýžený účinek (v našem případě geny pro velikost, respektive malost), k sobě, a odpověd na naší selekci bude relativně rychlá a markantní.

Onen ošklivý výrok o 'množství naakumulovaných recesivních škodlivých mutací’ jednoduše znamená, že v případě, že má hodně jedinců v populaci některé z variant některých genů poškozených (zde jen připomínám, že všichni slušní ombratlovci - až na pár žab a ještěrek - mají 2 sady chromozomů: jednu od otce a jednu od matky, a obvykle jedna funguje jako záloha druhé), opakovaným křížením příbuzných jedinců (a tomu se při našem výběru jen těžko vyhneme) bude docházet k tomu, že někteří jedinci budou mít tu smůlu a dostanou se jim obě varianty onoho genu poškozené. To bude mít za následek jen omezenou (nebo žádnou) životaschopnost, přestože jinak by onen jedinec mohl být díky své velikost dozajista vybrán pro další křížení.

Třetím zmíněným faktorem jsou vnější limity daného znaku. Obecně vzato nelze například velikost selektovat ani nahoru ani dolů donekonečna. V případě zvětšování narazíme na fyzikální limity pevnosti kostí a dalších tkání, protože hmotnost roste s velikostí s třetí mocninou, nicméně pevnost (tedy průřez kosti) jen s druhou. Když tedy zvětšíme jedince (na délku) dvakrát, jeho hmotnost se zvětší osmkrát, zatímco pevnost kosti jen čtyřikrát. Dále pak může být zvětšování limitováno díky stále problematičtějšímu zásobování tkání kyslíkem a živinami. Při zmenšování naopak narazíme na minimální velikosti orgánů, aby ještě neztratily svou funkci (např. srdce, zažívací soustava) a dále na efektivitu metabolismu. Malinkatá zvířátka mají relativně k velikosti větší povrch těla, díky čemuž se méně efektivně vypořádávají s tepelnými ztrátami. To je též důvod, proč v polárních oblastech žijí pouze jedinci větších rozměrů.

Principielně tedy vyšlechtění malého hrocha je, ale závisí to na tom, jak velké a různorodé tvé stádo bude a též na velikosti pracovního stolu. 

K tématu ještě nemohu nezmínit další dva fenomény, kdy se podobného šlechtění dopustila sama příroda, a těmi jsou tzv. ostrovní nanismus a ostrovní gigantismus. K ostrovnímu nanismu (https://cs.wikipedia.org/wiki/Ostrovn%C3%AD_nanismus) došlo opakovaně, když se původně velký kontinentální druh dostal na nějaký ostrov, kde se pak vyvíjel izolovaně. Ostrovní gigantismus je zase opak, kdy původně malý kontinentální druh ze na nějakém ostrově vyvine ve větší. O důvodech se zde nebudu rozepisovat, ono to ostatně pořád není úplně jasné, proč k tomu docházelo, nicméně je to nějaký přirozený výběr na změnu velikosti.

Tak, a jestli jste, moji milí, dočetli až sem, čeká vás malý (a to doslova) dáreček. Onen fenoméno ostrovního nanismu si totiž sama příroda vyzkoušela právě na příkladu hrocha, když v pralesích Západní Afriky dala vzniknout hrošíku liberijskému (https://cs.wikipedia.org/wiki/Hroš%C3%ADk_liberijský), který je oproti normálnímu hrochovi méně než poloviční co se výšky a délky týče. Uznávám, pracovní stůl by to stále chtělo poněkdud větších rozměrů a robustnější konstrukce, nicméně jako výchozí druh pro náš šlechtitelský program určitě lepší, než normální hroch obojživelný. I tak se ale asi budeme muset obrnět trpělivostí. Ač ještě nejsou hrošíci dostatečně malinkatí, aby mohli pobíhat po pracovním stole, pořád se v liberijských pralesech špatně hledají (a je pochopitelně nutné jich najít a přeměřit co nejvíc, aby se dali vybrat ti nejmenší). Vzhledem ke generační době, kterou odhaduju na nějakých pět let, ale pořád ještě slušně veliké (a tedy i variabilní) populaci čítající odhadem prý nějakých 3 000 jedinců, si troufnu odhadnout, že bychom tvého vytouženého hrošíka mohli být schopní vyšlechtit za nějakých 100, maximálně 200 let.

Tak s chutí do práce, a pokud medicína a materiálové inženýrství pracovních stolů dovolí, k stáru si budeme moci dopřát potěchy onoho miniaturního hrošíka.

Kdyby nebylo něco jasné, neváhejte se na mě obrátit. Anebo raději ne, abych tu dizertačku vůbec někdy dopsal. Každopádně děkuji za potěšující téma k rozptýlení.

Pól

Diskuse k příspěvku