Genetyka

Są populacje roślin samo, i obcopylnych, populacje homo i heterozygotyczne oraz homo i heterogeniczne.
Jakie znaczenie ma samopłodność roślin?Otóż teoretycznie jest to cecha nieprzydatna pod kątem ewolucji gdyż samozapylenie zwiększa poziom wyrównania genetycznego w populacji a wię dobór naturalny nie ma z czego wybierać. Jednak należy pamiętać,że nie wszystkie rośliny uprawiane w europie wywodza się z Europy. Np. pszenica, która jest roslina wybitnie samopylna wywodzi się z azji mniejszej, gdzie panują warunki pustynne. Tam z kolei szansa skrzyżowania się osobników rzadko rozmieszczonych na –plaszczyznie jest niska. Dlatego istotnym przystosowaniem ewolucyjnym jest samopylność.
Obcopylność z kolei zwieksza poziom heterozygotyczności w populacjach zyjących w Europie gdzie zagęszczenie osobników jest duże, natomiast niewielkie odleglości pomiedzy nimi., Niestety obcopylność np. u marchwi gdyby rosla na pustyni nie przydała byb się na nic, gdyż woec tak niskiego zagęszczenia populacji osobniki po prostu by się nie przekzyzowały. Populacje heterozygotyczne z reguły obcopylne maja większe szanse dostosowania się do warunków srodowiska gdyz ma z czego wybierac dobor genetyczny. Jeśli na przykład wydarzy się jakaś katastrofa srodowiskowa np. trzesienie ziemi i pozostanie niewiellka liczba osobnikow, przetrwaja tylko te najlepiej przystosowane. Jeżeli z kolei po trzesieniu ziemi zostana tylko nieliczne osobniki które były przystosowane do warunków przed trzesieniem ziemi wszystkie zgina.
Dlatego kolejna wazna sprawa to bioróznorodność (Biodiveristy). Zapewnienie dostatecznie dużej puli genowej w skali całego świata jest naszym obywatelskim obowiązkiem. Gdy pula genowa populacji jest dostatecznie duza dibór sztuczny może wybierać, a więc wybierac możemy również my. Istnieje bowiem symbioza czlowieka i roslin uprawnych tzn. im lepsze sa rosliny dla czlowieka tym gorsz dla srodowiska. I odwrotnie im lepsze dla srodowiska tym gorsze dla czlowieka. Niepokojący jest wiec proces erozji genów czyli ich ubywania z globalnej populacji roslin. Nowe geny mogą być bowiem cennym zródłem genów w sytuacji gdy będą one potrzebne. Rosyjski uczony Wawiłow żyjący przed I wojna swiatowa na terenie cesarstwa rosyjskiego prowadził rozliczne badania i na ich podstawie odkrył prawa pochodzenia roslin uprawnych. Stwierdził że rośliny uprawne pochodza z obszarów o niskiej kulturze rolnej, tam gdzie hodowla roslin uprawnych utrzymuje się na stosunkowo niskim poziomie. Tymi obszarami sa np. Chiny i Tybet gdzie kultura rolna stala na dość niskim poziomie, a więc i hodowla lącznie z inbredem była słabo rozwinięta. Stwierdził on tam występowanie bardzo szerokiej gamy rosli8n uprawnychi na podstawie tego sformułował swoje prawo serii homologicznych.
Ot.óż jeśli w danym gatunku występuje jakaś cecha to występuje ona również w innnym gatunku tego samego rodzaju.Lub jeśli w jednym rodzaju występuje dana cecha to występuje ona również w innym rodzaju tej samej rodziny. Budzi to poważne implikacje praktyczne. Np. kwas erukowy w rzepaku. Przez stulecia hodowla rzepaku w Polsce stała na bardzo niskim poziomie, stąd też zawartość kwasu erukowego była b. wysoka. Od lat 50tych zaczeto zmniejszac ilość kwasu erukowego w rzepaku uprawianym w Polsce lecz postęp był marny. Olej w latach komunistycznych pochodził głównie z rzepaku i truł całą populacje Polski ze względu na zawartość kwasu erukowego. Niestety teraz kwas erukowy ma nowe zastosowanie w silnikach samochodowych. Dlatego istnieje możliwość uzyskania odmian zawierających dużą jego ilość właśnie przez zastosowanie praktyczne prawa Wawiłowa- rosyjskiego biologa i przyrodnika.Dla jasności: na zachodzie nie ma odmian o dużej zawartości kwasu erukowego, ze względu na silnuy inbred i tworzenie linii homozygotycznych i homogenicznych o bardzo malej różnorodności genetycznej.Ale zachód może od nas kupic lub ukraść linie Polskie bardzom zbliżone do lini zachdnich i na podstawie prawa Wawiłłowa przenieść geny kwasu erukowego do własnego rzepaku. My natym stracimy.
Innym przykladem jest łubin, który zawiera bardzo dużą ilość alkaloidów dających gorzki smak. W latach przed I wojną światową chłopi robili tak, ze wkladali ziarna łubinu do włóknianych worków przywiązywali do słupków stojących w rzece i płukali przez jeden lub dwa dni do czasu całkowitegom wymuycia alkaloidów. Oczywiści wtedy nie zdawano sobie sprawy z tego że to Jeśli jeden lub więcejmn alkaloidy są odpowiedzialne za gorzki smak łubinui że dlatego krowy czy kozy nie chcą go jeść, chociaż stanowi on bardzo dobrą zielonkę do skarmiania. Wydawało się że nic nie da się zrobić gdy ktoś wpadł na pomysł wykorzystania prawa Wawillowa. Zauważono bowiem że na obrzeżach plantacjin łubinu rosną inne odmiany łubinu chętnie zjadane przez krowy i kozy. Wzięto je więc i przekrzyzowano z liniami gorzkimi w rezultacie czego otrzymano nowe odmiany o korzystnych cechach uZytkowych.
Oczywiści w miarę hodowli zwiększa się stopień homoozygotycznoiści populacji w postępie geometrycznym, co oznacza że populacja samopylna daje równą liczbe genów do puli homozygot dominujących i recesywnych oraz jedną drug ą genów zachowuje dla siebie.Idąc w kolejnych pokoleniach łatwo zauważyc że w końcu w ogóle nie będzie heterozygot a zachowane zostana tylko heterozygoty dominujące i recesywne. Dlatego prowadzenie hodowli wstecznej ma swoje uzasadnienia w możliwości uzyskanianp. Heterozji. Natomiast w skali globalnej naszym obywatelskim obowiązkiem jest dążyć do tego aby zachować możliwie dużą pulę genową roślin.Przy wysokiej heterogenności populacji dob ór naturalny ma z czego wybierac np. po trzęsieniu ziemin mogą zostac tylko dwa osobniki potomne. Jeśli oba były skrajnie przystosowane do życia w warunkach przed trzęsieniem ziemi to zginą na pewno. Natomiast jeśli będą wykazywały r óżnorodność genetyczną to przetrwają.
Intersującym zagadnieniem jest jeszcze samozapylenie roślin i związana z tym samo niezgodność. Otóż wydzielają się specjalne związki które hamują wytworzenie łagiewki p ł kowej wówczas, gdy ziarno pyłku zawiera te same geny co znamię słupka. Oczywiście dotyczy to nie jednego a kilku genów, a więc związane jest z cechami pologenicznymi. Istnieją więc różne kombinacje genów pyłku i słupka. Jeżeli większość genów słupka jest taka sama jak geny ziarna pyłku to nie dochodzi do wytworzenia łagiewki pyłkowej. Natomiast jeśli zgodność wynosi np. 20% może dojść do wytworzenia łagiewki pyłkowj. Oczywiście chów wsobny nie jest ograniczony wyłącznie do uzyskiwania linni czystych. Wiąża się z tym poważne implikacje natury genetycznej. Dotyczą one m. In. Pokrewieństwa osobników z chowu krewniaczego. Prawdopodobieństwo odzidziczenia takich samych cech od rodziców wynosi 100% u bliżniąt jednojajowych. To samo dotyczy roślin gdy dochodzi do samozapylenia. Natomiast prawdopodobieństwoże roślina odziedziczy takie same cechy od ojca jak i od matki gdy są to dwie różne rośliny wynosi 50%. Dlatego na skutek segregacji gamet dany osobnik może odziedziczyć 100%genów od matki i 0 od ojca jak również może odziedziczyć 100% genów od ojca i ) od matki. Prawdopodobieństwo w kolejnych pokoleniach nigdy nie wzrasta, zawsze maleje. Dlatego wyróznia się tzw. Linie genetyczne przecinające kolejnych osobników pokolenia. I tak np. potomek w III gewneracji będzie miał 0,5*0,5*0,5 tj.0,125 dziedziczenia cechy od rodziców lub potomek pokolenia czwartego będzie miał 0,5*0,5*0,5*0,5 tj 625 prawdopodobieństwa dziedziczenia w linii. Ciekawe jest przytym ze współczynnik pokrewieństwa dla populacji panmiktycznej wynosi jeden przez ilość osobników populacji. Natomiast trzeba uwzględnić udział roślin żeńskich i męskich w populacji co nie jest takie oczywiste. Dlatego stosuje się wzor na uwzględnienie efektu płci i dopiero wówczas wylicza jeden przez ilość osobników populacji.