|
|
Praktyczne zastosowanie genetyki w hodowli ryb akwariowych cz. I
(Przedruk elektroniczny za zgodą PZA z czasopisma "Akwarium" nr 5-6/88)
Władysław Turek
W akwarystyce obserwuje się od dawna istnienie dwóch zasadniczych kierunków. Jednym z nich jest szukanie i adaptacja do warunków akwaryjnych nowych gatunków ryb. Ryby te są utrzymywane w tak zwanej formie dzikiej. Kierunek ten stawia przed miłośnikami wiele problemów do rozwiązania, z których zasadniczymi są: umiejętność stworzenia właściwych warunków bytowych (temperatura, twardość wody, jej odczyn, światło, rodzaj pożywienia itp.) oraz doprowadzenie nowych mieszkańców do rozmnażania się.
Akwaryści są w tym wypadku zdani na te gatunki, które znajdują się aktualnie na rynku. W warunkach polskich nowe gatunki ryb trafiają do amatorów z dużym opóźnieniem i zazwyczaj dopiero wtedy, gdy dany gatunek staje się już stosunkowo popularny w krajach zachodnich. Z bezpośrednim importem ryb dzikich nie spotykamy się praktycznie wcale. Do kierunku tego należy również zaliczyć coraz popularniejszą w krajach zachodnich hodowlę ryb z mórz tropikalnych.
Drugim kierunkiem jest otrzymywanie nowych form ryb tych gatunków, które od dawna zadomowiły się w akwariach, są stosunkowo łatwe w hodowli i praktycznie stały się już zwierzętami "udomowionymi". Kształt, barwy tych ryb oraz inne cechy jak np. sposób poruszania się odbiegają nieraz daleko od tych samych cech ich dzikich przodków.
Przykładem są tu najróżniejsze formy karasia, bojownika, skalara, mieczyka, a szczególnie cała gama najróżniejszych
odmian gupika. Ten kierunek akwarystyki stoi otworem przed polskimi hodowcami i na tym potu możemy osiągnąć nie mniejsze rezultaty, niż nasi koledzy z krajów zachodnich.
Aby jednak osiągnąć w tej dziedzinie efekty nie można zdać się na działanie samego przypadku i czekać na samorzutne pojawienie się nowej formy, lecz należy pracować celowo opierając się na podstawach naukowych oraz wypróbowanych metodach zastosowania tych podstaw w praktyce.
Temu celowi chcę poświęcić treść mojego artykułu. Omówię w nim, w najbardziej skrótowy sposób, podstawy genetyki czyli nauki o dziedziczności a następnie przedstawię metody, jakimi należy się posługiwać aby dążyć świadomie do zamierzonego celu, którym może być utrwalanie w hodowli istniejących już odmian i form ryb; ulepszanie cechy, na której nam zależy względnie uzyskanie egzemplarzy o nowych, dotychczas nie spotykanych cechach. Dla usystematyzowania całości podzielę go na kilka podrozdziałów.
Genetyka ogólna
Genetyką nazywamy naukę biologiczną, zajmującą się badaniem dziedziczności i zmienności organizmów roślinnych i zwierzęcych. Tłumaczy nam ona, dlaczego dzieci są podobne, choć nie identyczne, do rodziców, dlaczego wszystkie osobniki jednego gatunku są do siebie podobne, a zarazem różne od osobników innego gatunku, choćby bardzo zbliżonego. Tłumaczy również, dlaczego możliwe jest pojawianie się wśród tego samego gatunku osobników odmiennych pod względem jakiejś cechy.
W świadomej hodowli, obojętnie, czy będzie to hodowla ryb akwaryjnych, owiec czy roślin uprawnych, korzystamy zarówno z jednego jak i z drugiego kierunku badań, prowadzonych przez genetyków. W pewnych wypadkach, gdy zależy nam na utrzymaniu w następnych pokoleniach jakiejś cechy, np. czarnego zabarwienia u skalara, stosujemy
metody prowadzące do zapewnienia występowania tej cechy u maksymalnej ilości potomstwa. W innych zaś, stosując inne metody, dążymy do wytworzenia nowej, niespotykanej dotychczas, a korzystnej z pewnych względów cechy, np. nowego kształtu płetwy grzbietowej, rozwidlenia ogona, czy uzyskania nowego, normalnie nie występującego u danego gatunku, zabarwienia.
Wiemy, że wszystkie wyższe organizmy, zarówno roślinne jak i zwierzęce; rozwijają się z jednej komórki, pochodzącej z połączenia dwóch komórek zwanych gametami, jednej wyprodukowanej przez matkę (tzw. jaja) i drugiej, wyprodukowanej przez ojca (tzw. plemnika). Połączona komórka nazywana jest zygotą. Z
zygoty rozwija się całkowity organizm, składający się nieraz z wielu milionów różnego rodzaju komórek, które powstają z podziału, a więc można powiedzieć, że wszystkie pochodzą od zygoty. Jeżeli w każdym wypadku z zapłodnionego jaja
gupika powstaje gupik, a z zapłodnionego jaja skalara powstaje skalar, to możemy z całą pewnością stwierdzić, że w zygocie istnieje pełna informacja, jak ma być ostatecznie ukształtowany cały organizm. Wiadomo również, że jeżeli rodzice różnią się między sobą jakimiś cechami (np. barwą, kształtem płetw itp.) to dzieci mogą się różnić między sobą, niektóre są podobne do matki, inne do ojca lub też są pośrednie między nimi. Mogą pojawić się również osobniki niepodobne ani do ojca, ani do matki, wykazujące natomiast jakąś nową, nie spotykaną dotychczas cechę. Bywa również tak, że rodzice są pod względem pewnej cechy identyczni (np. dwa tzw. dymne skalary) natomiast wśród ich dzieci spotykamy osobniki różne (w naszym przykładzie otrzymamy skalary czarne, dymne oraz o zabarwieniu normalnym, tzw. dzikim).
Aby te zjawiska wytłumaczyć, należy w pierwszym rzędzie zapoznać się w dużym skrócie z budową komórek oraz procesami zachodzącymi w czasie podziału i łączenia się komórek rozrodczych.
Podstawowymi składnikami komórki są plazma i jądro. Choć otaczająca jądro plazma bierze również udział w procesach dziedziczenia, jednak zasadnicze znaczenie ma w tym wypadku jądro: obserwowane pod mikroskopem jest bezbarwne, ale po zabarwieniu widoczna jest w jego wnętrzu siateczka substancji zwanej chromatyną. W czasie
podziału komórki musi dojść również do podziału jądra. W trakcie podziału chromatyna zagęszcza się i powstają z niej podłużne utwory, zwane chromosomami.
Poszczególne chromosomy różnią się między sobą długością, grubością, kształtem i przewężeniami. Zaobserwowano, że każda komórka danego organizmu posiada taką samą ilość takich samych chromosomów. Stwierdzono również, że ilość chromosomów jest dla danego gatunku stała, dalej, że jest to ilość parzysta i że zawsze znajdują się po dwa chromosomy identyczne.
W czasie podziału komórki chromosomy ustawiają się w środkowej (równikowej) płaszczyźnie komórki. Każdy z nich rozdziela się podłużnie, a każda z połówek przechodzi do przeciwległego bieguna. Po rozejściu się połówek chromosomów powstają dwa nowe jądra a połówki chromosomów odbudowują swoje brakujące części. Dzieli się również plazma i w ten sposób dochodzi do utworzenia się dwóch komórek z jądrami, zawierającymi tę samą ilość i takich samych chromosomów jak komórka, z której powstały.
Wspomniano jednak wyżej, że w czasie zapłodnienia dochodzi do połączenia się dwóch komórek rozrodczych. Komórka powstała z połączenia winna mieć
zatem podwójną ilość chromosomów, w następnym pokoleniu poczwórną itd. Tak jedna nie jest, gdyż w czasie wytwarzania się komórek rozrodczych (jaj i plemników) zachodzi inny podział chromosomów, tzw. podział redukcyjny, to znaczy redukujący ich ilość do połowy. W podziale redukcyjnym chromosomy również ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki, lecz układają się parami i do każdego
bieguna przechodzi po jednym chromosomie z każdej pary. Powstałe w ten sposób dwie komórki rozrodcze (dwa jaja, lub dwa plemniki) mają zatem liczbę chromosomów o połowę mniejszą niż wszystkie komórki ciała danego osobnika. W czasie zapłodnienia, a więc połączenia się jaja z plemnikiem, powstała zygota posiada znów właściwą, pełną ilość chromosomów. Połowa chromosomów (po jednym z każdej pary) pochodzi od ojca, a połowa od matki.
Stwierdzono również, że w chromosomach zawarta jest substancja dziedziczna, zawierająca pełną informację, jak ma być ukształtowany dorosły osobnik. Przyjmuje się, że za każdą cechę jest odpowiedzialny pewien odcinek któregoś z chromosomów. Tę część substancji chromosomu (pewien jego odcinek), która decyduje o wystąpieniu takiej czy innej cechy nazwano genem. W zapłodnionej komórce istnieją po dwa chromosomy jednakowe, a zatem w każdym z nich znajduje się gen odpowiedzialny za daną cechę. Inaczej mówiąc zygota zawiera po dwa geny odpowiedzialne za daną cechę. Będziemy teraz, dla uproszczenia, posługiwali się słowem gen. Otóż jeden gen pochodzi od ojca, a drugi od matki. Jeżeli te dwa geny są identyczne sprawa jest prosta, gdyż pod względem tej cechy osobnik potomny będzie na pewno podobny do rodziców. Rodzeństwo będzie również podobne do siebie. Sprawa staje się skomplikowana wtedy, gdy w zygocie znajdują
się dwa geny różne. Zanim dojdziemy do wyjaśnienia tego zjawiska należy podać jeszcze kilka uwag.
Uwaga pierwsza - dwa różne geny, odpowiadające za tę samą cechę, mogą mieć różną siłę oddziaływania. Jeden z nich może mieć dużo większy wpływ na pojawienie się cechy, którą wywołuje, niż drugi gen, pochodzący od drugiego z rodziców. Najlepiej zilustrować to przykładem. Jeżeli skrzyżujemy ze sobą dwa osobniki czyste rasowo: gupika szarego o tzw. zabarwieniu dzikim z gupikiem o zabarwieniu tzw. złotym,
to uzyskane potomstwo będzie miało zabarwienie szare (dzikie). Jedno z rodziców przekazało gen wywołujący zabarwienie dzikie, drugie zaś gen wywołujący zabarwienie złote. Dzieci posiadały więc jeden gen zabarwienia dzikiego i jeden gen zabarwienia złotego. Ponieważ ubarwienie potomstwa było bez wyjątku szare, należy sądzić, że gen "szarości" ma tak silne działanie, iż całkowicie wyklucza działanie genu "złocistości". Gen "szarości" nazywamy genem dominującym (panującym) a gen "złocistości" - genem recesywnym (ustępującym). Obydwa takie geny oznaczamy tą samą literą, w tym wypadku literą "z", przy czym gen dominujący (szarości) oznaczamy dużą literą "Z", a gen recesywny (złocistości) małą literą "z".
W naszym przykładzie osobnik szary, rasowo czysty posiadał dwa geny "Z" (układ ZZ). Osobnik złoty, również czysty rasowo posiadał dwa geny "z" (układ zz). Osobniki potomne posiadały po jednym genie "Z" i jednym genie "z" (układ Zz) - ponieważ jednak gen "Z" był dominującym miały ubarwienie szare.
Bywa również tak, że żaden z genów nie przejawia dominacji, wpływ ich zatem na cechę potomstwa jest równorzędny. Przykładem tego może być krzyżówka skalara zwykłego (o ubarwieniu tzw. dzikim) ze skalarem czarnym. Oznaczmy gen ubarwienia dzikiego przez "D", a gen ubarwienia czarnego przez "C". Rodzice będą mieli po dwa geny "D" (układ DD - dzikie) oraz po dwa geny "C" (układ CC - czarne), natomiast dzieci po jednym genie D i po jednym C. Ponieważ zarówno gen "D" jak i gen "C" wywierają jednakowy wpływ na ubarwienie - potomstwo takiej krzyżówki będzie miało ubarwienie
pośrednie, tzw. dymne.
Należy tu również wspomnieć o tzw. genach letalnych i semiletalnych. Geny letalne, inaczej mówiąc śmiertelne, są to takie geny, które gdy znajdują się w zapłodnionej komórce w ilości dwóch, powodują śmierć zarodka przed urodzeniem, czy wykluciem się z jaja lub też
wkrótce potem. Geny semiletalne (półśmiertelne), występujące w podwójnej ilości, dają osobnika posiadającego wady uniemożliwiające mu normalny rozwój, powodują obniżoną jego żywotność lub dają osobniki niepłodne. Osobniki takie w naturalnym dzikim środowisku giną, , można je jednak nieraz utrzymać przy życiu w cieplarnianych, sztucznie stworzonych warunkach. W akwarystyce często hoduje się tego rodzaju rasy czy odmiany: Przykładem mogą być np. odmiany ryb o miękkich, weloniastych płetwach, które uniemożliwiają im normalne poruszanie
się. Gdyby takie ryby znalazły się w normalnym, dzikim środowisku, musiałyby zginąć, gdyż nie wytrzymałyby konkurencji w walce o pokarm lub też zostałyby pożarte przez drapieżców - w akwarium natomiast możemy je doskonale utrzymywać przy życiu i doprowadzić do rozmnażania się.
To samo dotyczy dziedzicznych skrzywień kręgosłupa, przedłużonego, wiotkiego gonopodium u mieczyka, uniemożliwiającego kopulację itp.
Recenzował: dr Alfred Borkowski
"Akwarium" 5-6/88
|
|
