Biologi

Peningkatan heterosis pada haiwan, dalam tumbuh -tumbuhan, manusia

Peningkatan heterosis pada haiwan, dalam tumbuh -tumbuhan, manusia

The heterosis, Juga dikenali sebagai kelebihan semangat heterozigot dan hibrid, ia adalah fenomena genetik yang menunjukkan dirinya dalam peningkatan, berkenaan dengan ibu bapa, prestasi fisiologi dalam generasi pertama persimpangan antara saudara -saudara jauh dari spesies yang sama, atau antara spesies yang berbeza , tumbuh -tumbuhan dan haiwan.

Peningkatan prestasi fisiologi diberikan contohnya dalam peningkatan kesihatan, kapasiti kognitif atau jisim, merujuk kepada ciri -ciri fenotip yang berfaedah yang terhasil daripada mempunyai genotip yang lebih tepat.

Sumber: Pixabay.com

Harus diingat bahawa oleh saudara -mara yang jauh, individu populasi terpencil secara genetik difahami, serta varieti, strain, atau subspesies spesies yang sama.

[TOC]

Kemurungan endogam

Heterosis adalah hasil dari exogamy. Ia adalah kebalikan dari endogamy, yang boleh menyebabkan homozygosis. Oleh kerana rekombinasi genetik, kelebihan heterozygotes mungkin hilang, disebabkan oleh kemunculan semula homokososis, dan juga untuk kemandulan, pada generasi kedua.

Walau bagaimanapun, pertukaran genetik antara saudara -mara yang jauh dapat memberikan kelebihan penyesuaian panjang.

Kemurungan endogam adalah pengurangan kebolehsuaian (kecergasan) yang disebabkan oleh pembiakan. Ia dinyatakan sebagai pengurangan kelangsungan hidup dan pembiakan dalam keturunan individu yang berkaitan dengan keturunan individu yang tidak berkaitan. Ia adalah fenomena sejagat yang telah didokumenkan dalam tumbuhan dan haiwan.

Apabila persimpangan antara saudara -saudara jauh dari spesies yang sama dihasilkan, atau antara spesies yang berbeza, hasilnya biasanya penggabungan alel baru atau jarang (introgresión) ke dalam koleksi genetik penduduk yang mana para ahli generasi yang dihasilkan Generasi menyertai persimpangan awal.

Malah, exogamy biasanya merupakan sumber alel baru atau jarang lebih penting daripada mutasi. Alel ini memberikan dua kelebihan: 1) meningkatkan kebolehubahan genetik dan oleh itu kekerapan individu heterozigot dalam populasi itu; 2) Memperkenalkan gen yang menyandarkan ciri -ciri fenotip yang mewakili preadaptasi novel.

Kelebihan genetik

Dari sudut pandangan genetik Mendelian, kelebihan heterosis telah dijelaskan oleh dua hipotesis: 1) pelengkap, juga disebut sebagai model dominasi; 2) Interaksi alel, juga disebut sebagai model keseluruhan.

Hipotesis suplemen postulat.

Boleh melayani anda: Faktor Nekrosis Tumor (TNF): Struktur, Mekanisme Tindakan, Fungsi

Dalam keturunan hibrid, alel atas ibu bapa akan menyembunyikan alel bawah ibu bapa yang lain. Ini akan membuat, untuk setiap loci genetik yang terlibat, keturunan hanya menyatakan yang terbaik dari alel kedua -dua ibu bapa.

Oleh itu, generasi pertama akan mempunyai genotip kumulatif yang lebih sesuai dengan ciri -ciri terbaik setiap ibu bapa.

Hipotesis Interaksi Allelic Postulate. Ini bermakna watak fenotip yang dikodkan oleh kedua -dua alel dapat menghasilkan tindak balas yang lebih luas terhadap kebolehubahan alam sekitar yang dihadapi keturunan yang dibenarkan oleh homozygosis.

Kedua -dua hipotesis ini tidak saling eksklusif dalam erti kata masing -masing boleh digunakan untuk set loci genetik yang berbeza dalam individu hibrid yang sama.

Dalam tumbuhan

Pada awal abad ke -20, George Shull menunjukkan bahawa hibridisasi dua jenis jagung yang ditanam di Amerika Syarikat, yang telah kehilangan sebahagian daripada produktiviti kerana inbreeding, menghasilkan tumbuh -tumbuhan yang lebih besar dan lebih kuat dengan prestasi yang lebih tinggi dengan prestasi yang lebih tinggi. Pada masa ini, dalam jagung hibrid, heterosis membolehkan anda mendapatkan tanaman 100-200%.

Pada akhir tahun 1970 -an, beras hibrid yang menghasilkan 10% lebih tinggi daripada jagung konvensional bermula di China di China di China. Pada masa ini, penuaian 20-50% lebih tinggi dicapai

Peningkatan tanaman yang dicapai oleh heterosis dalam tumbuhan yang ditanam yang boleh dimakan adalah: terung, 30-100%; Broccoli, 40-90%; Zucchini, 10-85%; barli, 10-50%; bawang, 15-70%; Centeno, 180-200%; Colza, 39-50%; kacang, 45-75%; gandum, 5-15%; Lobak merah, 25-30%.

Pada haiwan

Mules adalah hibrid haiwan yang paling terkenal. Mereka disebabkan oleh mengawan kuda lelaki (Equus caballus) dengan keldai wanita (Dan. Asinus). Kegunaannya sebagai haiwan beban disebabkan oleh heterosis. Mereka lebih besar, kuat dan tahan daripada kuda. Mereka mempunyai langkah selamat dari keldai. Mereka juga mempunyai kapasiti pembelajaran yang lebih besar daripada ibu bapa mereka.

Hibridisasi Macaque (Mulatta Macaca) asal Cina dan Hindu menghasilkan lelaki dan perempuan yang menunjukkan heterosis kerana mereka mempunyai panjang kepala badan yang lebih besar dan jisim badan yang lebih besar daripada ibu bapa mereka. Perbezaan ini lebih ketara pada lelaki, yang dapat meningkatkan keupayaannya untuk bersaing, dengan lelaki bukan hybrid, oleh wanita.

Ia boleh melayani anda: Hubungan interspecific: Jenis dan contoh

Katak yang boleh dimakan (Pelophylax esculentus) adalah hibrid subur Pelophylax ridboundus dan P. Pelajaran (Keluarga Ranidae) Hidup dalam simpati di Eropah Tengah. P. Sculentus Ia menentang tekanan oksigen yang lebih rendah daripada spesies progenitor, yang membolehkannya hibernasi di perairan dengan kekurangan oksigen yang teruk. Di mana mereka wujud bersama, P. Sculentus Ia lebih banyak.

Dalam manusia

Pada masa ini, planet kita dihuni oleh satu spesies manusia. Terdapat bukti genetik yang menunjukkan bahawa 65 yang lalu.000-90.000 tahun manusia Eropah moden (Homo Sapiens) kadang -kadang hibridisasi dengan Neanderthals (Homo neanderthalensis).

Terdapat juga bukti yang menunjukkan bahawa manusia Melanesia moden (Homo Sapiens) Mereka sangat sering hibridisasi dengan Denisovanos, spesies manusia yang misterius, 50 yang lalu.000-100.000 tahun.

Tidak diketahui jika hibridisasi purba ini menghasilkan heterosis, tetapi mungkin ia adalah kes berdasarkan pemerhatian heterosis positif dan negatif pada manusia semasa.

Telah ditunjukkan bahawa orang dengan bapa dan ibu dari berbagai bahagian China mempunyai staad dan persembahan akademik lebih tinggi daripada purata wilayah asal ibu bapa mereka. Ini dapat ditafsirkan sebagai heterosis positif.

Di Pakistan banyak kumpulan etnik yang berbeza hidup yang dicirikan oleh tahap homozygosis yang tinggi yang disebabkan oleh kekerapan perkahwinan yang tinggi. Dianggap bahawa kumpulan -kumpulan ini mengalami heterosis negatif, yang dinyatakan dalam kejadian unggul kepada kanser payudara normal dan ovari.

Rujukan

  1. Baranwal, v. K., Mikkilineni, v., Zehr, u. B., Tyagi, a. K., Kapoor, s. 2012. Heterosis: Idea Muncul Mengenai Kekuatan Hibrid. Jurnal Botani Eksperimen, 63, 6309-6314.
  2. Benirschke, k. 1967. Kemandulan dan kesuburan hibrid mamalia interspesifik. Dalam: Benirschke, k., ed. "Aspek Perbandingan Kegagalan Pembiakan". Springer, New York.
  3. Berra, t. M., Álvarez, g., Ceballos, f. C. 2010. Adakah dinasti Darwin/Wedgwood yang diselidiki oleh persetujuan? Biosains, 60, 376-383.
  4. Birchler, J. Ke., Yao, h., Chudalayandi, s. 2006. Membongkar asas genetik semangat hibrid. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan Amerika Syarikat, 103, 12957-12958.
  5. Burke, J. M., Arnold, m. L. 2001. Genetik dan kecergasan hibrida. Kajian Tahunan Genetik, 35, 31-52.
  6. Callaway, e. 2011. DNA kuno mendedahkan rahsia sejarah manusia: Manusia moden mungkin telah mengambil gen utama dari saudara -saudara yang sudah pupus. Alam, 137, 136-137.
  7. Denic, s., Khatib, f., Awad, m., Karbani, g., Milenkovic, j. 2005. Kanser oleh heterosis negatif: Kanser payudara dan ovara yang berlebihan dalam hibrid kumpulan etnik inbred. Hipotesis Perubatan, 64, 1002-1006.
  8. Frankel, r. 1983. Heterosis: Semula semula teori dan amalan. Springer, Berlin.
  9. Frankham, r. 1998. Inbreeding dan Kepupusan: Penduduk Pulau. Biologi Pemuliharaan, 12, 665-675.
  10. Fritz, r. S., Moulia, c. 1999. Rintangan tumbuhan hibrid dan haiwan ke herbivora, patogen, dan parasit. Kajian Tahunan Ekologi dan Sistematik, 565-591.
  11. Goveraraju, d. R. 2019. Penjelasan Enigma Lama Abad dalam Genetik-Heterosis. PLOS BIOL 17 (4): E3000215.
  12. Groszmann, m., Greaves, i. K., Fujimoto, r., Merak, w. J., Dennis, e. S. 2013. Peranan epigenetik dalam tenaga hibrid. Trend dalam Genetik, 29, 684-690.
  13. Grueber, c. Dan., Wallis, g. P., Jamieson, i. G. 2008. Heterozygosity-Fitness Correlations and mereka enggan. Molekul Ekologi, 17, 3978-3984.
  14. Hedrick, ms. W., García-Dorado, a. 2016. Meremehkan kemurungan, pembersihan, dan penyelamatan genetik. Trend Inecology & Evolution, http: // dx.doi.org/10.1016/j.Pokok.2016.09.005.
  15. Hedrick, ms. W., Kalinowski, s. T. 2000. Kemurungan dalam pembiakan dalam biologi pemuliharaan. Kajian Tahunan Ekologi dan Sistematik, 31, 139-62.
  16. Hochholdinger, f., Hoecker, n. 2007. Asas molekul heterosis ke arah. Trend dalam Sains Tumbuhan, 10.1016/j.Tplants.2007.08.005.
  17. Jolly, c. J., Woolley-Barker, t., Beyene, s., Disotell, t. R., Phillips-Conroy, J. Dan. 1997. Babun hibrid intergenerik.  Jurnal Antarabangsa Primatologi, 18, 597-627.
  18. Kaeppler, s. 2012. Heterosis: Banyak gen, banyak mekanisme-menamatkan pencarian teori penyatuan yang belum ditemui. Jumlah botani ISRN, 10.5402/2012/682824.
  19. Khongsdier, r. Mukherjee, n. 2003. Kesan heterosis pada pertumbuhan ketinggian dan segmennya: kajian keratan rentas gadis khasi di timur laut India. Annals of Human Biology, 30, 605-621.
  20. Lacy, r. C. Kepentingan variasi genetik kepada daya maju populans mamalia. Jurnal Mammalogi, 78, 320-335.
  21. Lippman, Z. B., Zamir, d. 2006. Heterosis: mengkaji semula sihir. Trend dalam Genetik, 10.1016/j.TIG.2006.12.006.
  22. McQuillan, r., et al. 2012. Bukti kemurungan inbreeding pada ketinggian manusia. Genetik PLOS, 8, E1002655.
  23. Proops, l., Beban, f., Osthaus, b. 2009. Kognisi Mule: Kes Kekuatan Hibrid? Kognisi Haiwan, 12, 75-84.
  24. Zhu, c., Zhang, x., Zhao, q., Chen, q. 2018. Perkahwinan Hibrid dan Heterosis Fenotip dalam Anak: Bukti dari China. Ekonomi dan Biologi Manusia. 10.1016/j.Ehb.2018.02.008.
Boleh melayani anda: katabolisme