Кіріспе

Қажетті сипаттамаларды алуға арналған селекция (сондай-ақ, жасанды таңдау деп аталады) – адамдардың жануарлар мен өсімдіктерді селекциялау арқылы белгілі бір фенотиптік қасиеттерді (сипаттамаларды) таңдау үшін қолданатын процесі. Бұл процесте қандай жануар немесе өсімдік ата-аналардың жыныстық көбейіп, ұрпақтар тудыруы таңдалады. Ежелден қолданылып келе жатқан жануарлар тұқымдар деп аталады, оларды әдетте кәсіби селекционерлер өсіреді, ал өсімдіктер тұқым, культиген, культиваторлар немесе сорттар деп аталады. Екі әртүрлі тұқымға жататын таза тұқымды жануарлардың буданынан араластырылған ұрпақтар шығады, ал араластырылған өсімдіктер гибридтер деп аталады. Гүлдер, көкөністер және жеміс ағаштарын әуесқойлар да, коммерциялық немесе коммерциялық емес мамандар да өсіруі мүмкін: негізгі дақылдар көбінесе кәсіби мамандардың қамқорлығында болады. Жануарларды өсіруде жасанды таңдау көбінесе ішкі селекция, желілік селекция және сыртқы селекция сияқты техникалармен үйлеседі. Өсімдіктерді селекциялауда да ұқсас әдістер қолданылады. Чарльз Дарвин өзінің 1859 жылы жарық көрген «Түрлердің пайда болуы» атты кітабында селекциялық таңдаудың уақыт өте келе өзгерістерге қалай әкеп соқтырғанын талқылады. Оның бірінші тарауында мысық, итті, сиыр мүйізді мал және қабандар сияқты жануарларды селекциялық өсіру және үйрету туралы мәліметтер келтірілген. Дарвин табиғи таңдау теориясын ұсыну және түсіндіру үшін жасанды таңдауды аналогия ретінде пайдаланды, бірақ соңғысын бұрынғысынан басқарылмаған, жеке процесс ретінде ажыратты. Көзге көрінерлік нәтижелерге жету үшін селекциялық таңдауды әдейі пайдалану ауыл шаруашылығы мен тәжірибелік биологияда кең таралған. Селекциялық таңдау қасақана болмауы да мүмкін, мысалы, адамның өсіру процесінен туындауы мүмкін; сонымен қатар ол күтілмеген, қалаулы немесе қаламаған нәтижелерге де әкелуі мүмкін. Мысалы, кейбір дәнді дақылдардың тұқымының ірілеуі үлкен тұқымдарды қасақана таңдаудың нәтижесі емес, егіс жұмысының белгілі бір әдістерінен туындауы мүмкін. Өсімдіктерді қолдануға бейімделуге себеп болған табиғи және жасанды факторлардың өзара байланысы болуы мүмкін.

Жануарларды өсіру

Біртекті сыртқы түрі, мінез-құлқы және басқа да ерекшеліктері бар жануарлар белгілі бір тұқымдар немесе таза тұқымдар деп аталады, олар белгілі бір қасиеттері бар жануарларды іріктеу және басқа қасиеттері барларын одан әрі асылдандыру үшін таңдау арқылы өсіріледі. Таза тұқымдық жануарлардың бір ғана танымал тұқымы бар, ал тұқымы тіркелген таза тұқымдық жануарлар текті деп аталады. Аралас тұқым – екі таза тұқымның, ал әртүрлі тұқымдық – бірнеше тұқымның, көбінесе белгісіз тұқымдардың қоспасы. Мал өсіру жоспарлы өсіру мақсатында пайдаланылатын асыл мал тобынан басталады. Адамдар жануарларды асылдандыруды жоспарлағанда, олар белгілі бір мақсат үшін таза тұқымдық малдан белгілі бір құнды қасиеттерді іздейді немесе белгілі бір салада ерекше және, болжам бойынша, жоғары қабілеттері бар жаңа түрді өндіру үшін будандастырудың кейбір түрлерін пайдалануды көздеуі мүмкін. Мысалы, тауық өсіру үшін, асыл тұқымды мал өсіруші жұмыртқа, ет және жаңа, жас құстарды одан әрі көбейту үшін алуды көздейді. Сондықтан, балапан өсірушіге ұялы құстарды өсіруді бастамас бұрын, олардың түрлі тұқымдарын және түрлерін зерттеу, сондай-ақ, белгілі бір ерекшеліктеріне байланысты не күтуге болатынын талдау қажет. Сондықтан, алғашқы асыл мал сатып алғанда, асыл тұқымды мал шаруашылығында мақсатқа сай келетін құстар тобы таңдалады. Таза тұқымдық өсіру жануарлардың келесі ұрпаққа берілетін тұрақты қасиеттерін қалыптастыруға және сақтауға бағытталған. "Ең жақсыларды ең жақсыларға көбейту", белгілі бір дәрежеде ішкі селекция, едәуір іріктеу және "жоғары" қасиеттерді таңдау арқылы бастапқы негізгі тұқымнан кейбір жағынан жоғары текті жануарларды дамытуға болады. Мұндай жануарларды тұқымдық тізілімге, яғни тұқымдық кітаптарды және/немесе тектілік кітаптарды жүргізетін ұйымға тіркеуге болады. Алайда, бір ғана қасиетті асылдандыру, басқаларынан гөрі бір ғана қасиетті асылдандыру мәселелі болуы мүмкін. Жануарлардың мінез-құлқы зерттеушісі Темпл Грандин атап өткен бір жағдайда, тез өсу немесе ауыр бұлшық еттері үшін өсірілген әтештер әтештің әдеттегі ұсыну билерін қалай орындайтынын білмеді, бұл әтештерді тауықтардан алшақтатты және әтештерді тауықтармен жұптасқаннан кейін оларды өлтіруге итермеледі. Гибридтік күш-қуаттың байқалатын құбылысы тұқымның тазалығы туралы түсінікке қарама-қайшы келеді. Алайда, басқа жағынан, аралас немесе будандасқан жануарларды кездейсоқ өсіру сапаның төмендеуіне әкелуі мүмкін. Эволюциялық физиология, мінез-құлық генетикасы және организмдер биологиясының басқа салаларындағы зерттеулер де қасақана селекциялық селекцияны қолданды, бірақ ұрпақ құрудың ұзақтығы мен селекцияның үлкен қиындықтары бұл жобаларды үй тышқандары сияқты омыртқалы жануарларда қиынға соқтыруы мүмкін.

Өсімдіктерді селекциялау

Өсімдіктерді асылдандыру процесі мыңдаған жылдар бойы қолданылып келеді және жабайы өсімдіктерді біркелкі және болжамды ауыл шаруашылығы дақылдарына үйретуден басталды. Бұл жоғары өнімді сорттар ауыл шаруашылығында ерекше маңызға ие болды. Дақылдардың жақсаруымен адамдар аңшы-жинақшы өмір салтынан аңшы-жинақшы және ауыл шаруашылығының аралас түріне көшуге мүмкіндік алды. Бұл жоғары өнімді өсімдіктер өсімдіктерді асылдандырудың өте қарапайым түрінен шыққан болса да, оларды өсірген адамдар үшін инвестиция болды – олар тұқым себу арқылы әртүрлі тамаққа қол жеткізе алды. Бұл олардың бірден аң аулау мен жинауды тоқтатпағанын, бірақ уақыт өте келе ауысып, ақырында ауыл шаруашылығына басымдық бергенін білдіреді. Адамдардың бір орында тамақ табуы және тұрақты қоныстар құруы осы процесті жылдамдатуға көмектесті. Осы кезеңде дақылдар бейімделіп, эволюцияға ұшырады, ал адамдар дақылдарға одан әрі инвестиция салуға ынталанды. Уақыт өте келе өсімдіктерді асылдандыруға деген сенім проблемалар тудырды, бұл Майкл Полланның "Тілеу ботаникасы" кітабында көрсетілген, онда ол төрт түрлі өсімдік арқылы адамның негізгі қалауларын көрсетеді: алма – тәттілік үшін, лала – сұлулық үшін, қанап – мас болу үшін және картоп – бақылау үшін. Өзара эволюцияның бір түрі ретінде адамдар осы өсімдіктерге әсер еткендей, өсімдіктер де оларды тұтынушы адамдарға әсер етті. Селекциялық асылдандыру зерттеулерде қолдан жасалған немесе жойылған гендерге ие "нағыз" (яғни гомозиготалы) көбейетін трансгенді жануарларды өндіру үшін де қолданылады.

Каналдық сорт

Іріктеп өсірілген Iictalurus punctatus-тың өсуі 12–20% артуы байқалды. Соңғы зерттеулерде канал балығының өсу қарқынын жақсартуға бағытталған іріктеуге жауабы шамамен 80% болды, яғни әр ұрпаққа орташа есеппен 13% өсімді құрады.

Сорма

Тынық мұхитының устрицаларын тірі салмағы бойынша іріктеу нәтижесінде жабайы түрлерімен салыстырғанда 0,4%-дан 25,6%-ға дейін жақсарулар байқалды. Сидней тас устрицасы (Saccostrea commercialis) бір буыннан кейін 4%, ал екі буыннан кейін 15% өсім көрсетті. Тірі салмағы мен қабық ұзындығын жақсарту мақсатында іріктелген Чили устрицасы (Ostrea chilensis) бір буында 10–13% өсімді көрсетті. Bonamia ostrea – бұл протозойлық паразит, ол Еуропалық жалпақ устрица Ostrea edulis L-де өте ауыр залалға (шамамен 98%) әкеледі. Бұл протозойлық паразит Еуропадағы үш устрица өңірінде эндемикалық. Селекциялық бағдарламалар O. edulis-тің инфекцияға сезімталдығы Еуропадағы устрица штаммдары арасында әртүрлі екенін көрсетті. Culloty және авторлар тобы жүргізген зерттеуде Ирландиядағы Корк портындағы «Россмор» устрицасының басқа ирланд штаммдарына қарағанда жақсырақ төзімділік танытқаны анықталды. Корк портындағы селекциялық бағдарламада 3–4 жастағы тірі қалған устрицалар қолданылады және олар нарықтық өлшемге жеткенше бақыланады. Жылдар бойы «Россмор» устрицаларында B. ostreae инфекциясының таралуы және өлім-жітім көрсеткіштері төмендегені байқалды. Ragone Calvo және авторлар тобы (2003) Haplosporidium nelson (MSX) және Perkinsus marinus (Dermo) паразиттеріне қарсы төзімділік үшін шығыс устрицасы Crassostrea virginica-ны селекциялық жолмен өсірді. Олар селекциялық өсірудің төрт буынында қос қарсы тұру қабілетіне қол жеткізді. Устрицалардың өсу және тіршілік ету деңгейі жоғары болды және инфекцияға сезімталдығы төмен еді. Эксперимент соңында жасанды түрде іріктелген C. virginica-ның тіршілік ету көрсеткіші 34–48% жоғары болды.

Пенаидтік кревет

Пенайдтерде өсіруге арналған селекция сәтті нәтижелер берді. *Литопенаус стилирострис* үшін жүргізілген селекциялық бағдарламада төртінші буыннан кейін өсім 18%-ға, ал бесінші буыннан кейін 21%-ға артты. *Марсупенаус японикас* түрлерінің бірінші буынынан кейін өсімі 10,7%-ға өсті. Аргуэ және басқалар (2002) 1995-1998 жылдары Уайманалодағы (АҚШ) Мұхит институтында Тынық мұхитының ақ шаяны *Литопенаус ваннамей*-ге селекциялық бағдарлама жүргізді. Олар іріктеуден өтпеген бақылау тобымен салыстырғанда іріктеуге жауаптың маңызды екенін көрсетті. Бір буыннан кейін өсу 21%-ға, ал TSV-ге төзімділік 18,4%-ға артты. Таура синдромы вирусы (TSV) шаяндардың 70% немесе одан да көп өлтіміне себеп болады. Колумбиядағы C. I. Oceanos S. A. компаниясы жұқтырған тоғандардан аурудан аман қалған шаяндарды таңдап, оларды келесі буынның ата-анасы ретінде пайдаланды. Олар екі-үш буын ішінде қанағаттанарлық нәтижелерге қол жеткізді, онда тірі қалу көрсеткіші аурудың басталуына дейінгі деңгейге жақындады. Осыдан туындаған ауыр шығындар (90%-ға дейін) жұқпалы гиподермалық және гематопоэтикалық некроз вирусы (IHHNV) салдарынан көптеген шаян шаруашылықтары осы ауруға төзімді шаяндарды селекциялық өсіруге көшті. Сәтті нәтижелер IHHNV инфекциясына төзімді *L. стилирострис*-тің селекциялық желісі – Super Shrimp-тің дамуына әкелді. Тан және басқалар (2000) жүргізген зерттеуде IHHNV-мен зарарланған Super Shrimp-тің дернәсілдері мен жас шаяндарының өлімі болмағаны расталды.

Су жануарлары мен құрлықтағы мал

Су жануарларын селекциялық өсіру бағдарламалары құрлықтағы мал шаруашылығына қарағанда тиімді нәтижелер береді. Суда өсірілетін түрлерді таңдаудағы осы жоғары тиімділіктің себептері мыналар: балықтар мен моллюскалардың екі жыныста да жоғары өнімділігі, бұл іріктеу қарқындылығын арттыруға мүмкіндік береді; таңдалған белгілердегі кең фенотиптік және генетикалық айырмашылықтар. Аквакультурада селекциялық өсіру өндіріске елеулі экономикалық пайда әкеледі, оның негізгісі – өнімділік айналымының жылдамдығы арқасында өндіріс шығындарының төмендеуі. Селекциялық өсіру кезінде, кейбір қасиеттер жоғалып, нақты ортаға немесе жағдайға сәйкес келетін басқа қасиеттерге басымдық беріледі. Бұл жылдам өсу қарқыны, күтімге кететін шығыстардың азаюы, энергия мен белоктың жақсы сіңуі және жем тиімділігінің артуымен байланысты. Аквакультуралық түрлерге генетикалық жақсарту бағдарламаларын енгізу олардың өнімділігін арттырады, соның нәтижесінде халық санының өсуімен байланысты талаптарды қанағаттандыруға мүмкіндік береді. Алайда, аквакультурада селекциялық өсіру балық қорының және жабайы балықтардың биоәртүрлілігіне қатысты мәселелер тудыруы мүмкін, бұл болашақта салаға зиян келтіруі мүмкін. Аквакультураны жақсартуға зор мүмкіндіктер бар болғанымен, осы түрлерді үйрету кезінде балықтардың генетикалық әртүрлілігін тиісті генетикалық басқару арқылы сақтау өте маңызды. Балықтардың торлардан немесе қораптардан қашып кетуі жиі кездеседі, әсіресе көптеп. Егер осы балықтар туған жерінен тыс жерлерде өсірілсе, олар бекініп, жергілікті балық популяцияларымен бәсекелесіп, инвазивті түр ретінде экологиялық зиян келтіруі мүмкін. Сонымен қатар, егер балықтар өсірілетін жерге жергілікті болса, олардың генетикасы жабайы емес, селекциялық жолмен өсіріледі. Бұл балықтар жергілікті балықтармен шағылысып, проблема тудыруы мүмкін, себебі олар тұтыну үшін өсірілген, жаратылысқа сәйкес емес. Нәтижесінде генетикалық әртүрлілік төмендеп, жергілікті балық популяциясының тіршілікке бейімделу қабілеті азаяды. Сонымен қатар, селекциялық өсіру генетикалық әртүрліліктің азаюы немесе физикалық проблемаларды қоса алғанда, түрлі мәселелерге әкелуі мүмкін. Мысалы, өте кішкентай мөлшерде селекцияланған иттердің тізе буындары жиі орнынан жылжып қалады. Өсімдіктер әлемінде Ленэп картобы ауруларға немесе зиянкестерге төзімділігі үшін селекциялық жолмен өсірілді, бұл олардың улы гликоалкалоид соланинінің жоғары деңгейімен байланысты, ал адамдарға жарамды картоптарда бұл заттың мөлшері аз болады. Генетикалық әртүрлілік жоғалғанда, популяциялардың жаңа оқиғаларға бейімделу үшін жеткілікті генетикалық мүмкіндіктері болмайды. Бұл биоәртүрлілік мәселесіне айналады, себебі кең таралған қасиеттер жаппай эпидемияларға әкелуі мүмкін. 1970 жылы Оңтүстік жүгері жапырақтарының қурауы эпидемиясы осының салдарынан АҚШ-тың жүгері егісінің 15% жойылды, себебі оңай өсіру үшін стерильді тозаңға ие болған Техас жүгері тұқымының кеңінен қолданылуына байланысты жасанды түрде таңдау жасалған. Сонымен қатар, ол Оңтүстік жүгері жапырақтарының қурауына осал болды.