ברירה מלאכותית

ברירה מלאכותית היא דרך להשפיע על המערך הגנטי של אורגניזם, כך שיכלול תכונות שנחשבות לרצויות בעיני יוצר הברירה, או יחסר תכונות בלתי רצויות. תכונות מבוקשות הן למשל עמידות לתנאי אקלים מוגדרים, מחלות, מזיקים בצמחים ובבעלי חיים, גוף גדול ושמן (בתעשיית הבשר), מהירות ריצה גבוהה (בכלבים ובסוסים) ועוד. צ'ארלס דרווין ניצל את המושג כדי להביר כיצד עובדת אבולוציה ומה הן השפעותיה. המושג של ברירה מלאכותית, עם הכוונה מצד גורם תבוני, שמש אותו כמבוא להסביר מושג מורכב יותר של ברירה טבעית, בה הפרש הרבייה של אורגניזמים עם תכונות מסוימות נועד לשפר את יכולת ההישרדות או יכולת רבייה ("כושר דרווין"). ניצול מכוון של ברירה סלקטיבית, הפך לנפוץ מאוד בביולוגיה ניסויית, כמו גם גילוי והמצאת תרופות חדשות. האמצעי לקביעת המבנה הגנטי הוא בחירת פרטים מאותו המין אליו משתייך האורגניזם, שהם בעלי סט התכונות המבוקשות, והכלאתם. כדי לשפר תכונה מסוימת או להכחיד אחרת במידה משמעותית, נוהגים העוסקים בשינוי גנטי לחזור על תהליך ההכלאה משך מספר דורות, עד לקבלת התוצאות שהוגדרו. ברירה מלאכותית נהוגה עוד מימי קדם - מראשית החקלאות. כיום עושה החקלאות התעשייתית שימוש באמצעים מדעיים על מנת לפתח שיטות חדשות לברירה מלאכותית. דוגמה מתחום החקלאות מתייחסת לאופן בו יצר האדם את זני התרנגולות המשמשים כיום להפקת ביצים: כדי ליצור זן של תרנגולות שיטיל ביצים בתדירות גבוהה באופן משמעותי מזו הקיימת בטבע, הוכלאו תרנגולות שלהן תפוקת ביצים גבוהה יחסית, יחד עם תרנגולים זכרים, צאצאים של תרנגולות בעלת תפוקת ביצים גבוהה. הצאצאים של אלה הוכלאו עם תרנגולות נוספת, גם הן בעלות תפוקת ביצים גבוהה וכן הלאה. צ'ארלס דרווין הקדיש את הפרק הראשון בספרו מוצא המינים להסבר מקיף על ברירה מלאכותית בקרב בעלי חיים וצמחים. הוא גם כתב ספר שלם על הנושא בשן "שונות בעלי החיים וצמחים בתנאי ביות" שכלל פרקים על כלבים, חתולים, סוסים, חזירים, בקר, צאן, ארנבים, יונים, תרנגולות ועופות אחרים, צמחים שונים לרבות כרוב. מדענים מודרניים כוללים גם הם הסברים על ברירה מלכותית בספרים על אבולוציה, לדוגמה ריצ'ריד דוקינס בספר ההצגה הגדולה בתבל. באופן זה קל יותר להסביר מושגי יסוד מורכבים יותר שמשמשים בהמשך להסבר על ברירה טבעית ואבולוציה, ולהזים דעות קדומות ורעיונות חסמים בפני פיתוח תאוריה אבולוציונית, וכן להדגים היבטים שונים בתאוריה על ידי בעלי חיים וצמחים המוכרים לקהל הקוראים. בדומה לרבייה סלקטיבית מלאכותית, בה בני אדם שואפים לקדם תכונות מסוימות (למשל מראה, מנת משכל, עמידות למחלות), הברירה הטבעית מסננת תכונות שמאפרות ליצורים יתרונות בשרידה, ברבייה (כמו מציאת בני זוג במקרה של רביה מינית) או בהולדה או טיפול בצאצאים (במינים בהם דבר זה רלוונטי ) שדרכה רק גרסאות מסוימות של תכונות יכולות לעבור. בשני המקרים הדבר מבוצע על ידי מנגנון דומה של סינון מאגר כלשהו של גנים, כאשר הן הטבע והן בני האדם עד למאה ה-20 לא היו מודעים לקיומם של גנים אלא רק לפנוטיפ שנוצר כתוצאה מכך. הן בברירה מלאכותית והן בטבעית התוצאה של בידוד גנטי (עקב מחסום מלאכותי כמו מניעת הזדווגות בין כלבים מזנים שונים, או אקב מחסום טבעי כמו פרושים הגרים באי מבודד), התוצאה היא התפתחות מגוון גנטי גדול (לדוגמה פיתוח זנים רבים של כלבים שכולם נוצרו מביות של מין יחיד של זאבים, או פיתוח צמחים שונים שכולם נבאו מפיתוח כרוב הבר). בניגוד לרבייה מלאכותית, שבה יש מתכנן תבוני, ברבייה המינית אין מתכנן תבוני והלחצים המכוונים שינויים בתפוצה של גנים מסוימים וכתוצאה מזה תכונות שונות, נובעים מגורמים אחרים – כמו התאמה לסביבה הטבעית, ובכלל זה יכולת למצוא מזון או הגנה מפני טורפים או עמידות למחלות, וכן במינים בעלי רבייה מינית היכולת למצוא בני זוג מתאימים לשם הולדת צאצאים. דוקינס משתמש בדוגמאות של מגוון גדול של זנים שנוצרו מכרוב הבר (ברוקולי, כרובית, קולורבי, כרוב ניצנים, כרוב נפוס, כרוב מסולסל ועוד ) ושל מאות זני כלבים שנוצרו כולם מזאב, כדי להדגים מספר היבטים. היבט אחד הוא איך תוך זמן קצר יחסית, של כמה מאות או אלפי שנים של ביות נוצר מגוון גדול בפנוטפים של בעלי החיים והצמחים. כרוב הבר קולורבי כרובית כרוב ניצנים ברוקולוי סיני כרוב אדום ברוקולי כרוב העלים (קייל) דבר זה משמש רקע להזמת רעיון מורכב יותר המכונה אסנציאליזם או "מהותיות", שנתבע רק בשנת 1945. אסנציאליזם נחשב בעיני הביולוג ארנסט מאייר אחד החסמים לגילוי האבולוציה בשלב מוקדם יותר. הדוקרטינה הפילוסופית של אסנציאליזם, שפתוחה על ידי אפלטון הסבירה שמשולשים המצוירים בחול הם בעצם רק "צל" של משולשים גאומטריים אידיאליים, בעלי קווים חסרי עובי. מכאן בוצעה קפיצה לוגית לפיה גם עצמים אחרים בעולם, ובכלל זה בעלי חיים הם גם "רק" יצוג של אובייקט אידיאלי יחיד שבו יש לדון. לפי רעיון זה ארנבים לדוגמה הם בעצם סוג של ייצוג של ארנב אחד "אמיתי". המחשבה שהתפתחה בעקבות פיתוח האבולוציה שונה בתכלית, ומכונה על ידי מארייס "חשיבה אוכלוסייתית". תפיסה זו מתארת ארנבים כאוסף של יצורים נפרדים זה מזה – כך שארנבת אחת היה שונה במידת מה הן מארנבות אחרות שחיות איתה יחד, והן מהארנבת שהמליטה אותה, והצאצאים שלה יהיו בהכרח שונים במובנים מסוימים ממנה עצמה. לדוגמה אורך האוזניים של ארנבת יהיה בגודל ממוצע מסוים, והאורך האמיתי של האוזן (הפנטופיפ) עשוי להשתנות בין ארבנות שונות באותו דור, והן בשושלת מסוימת של ארנבים. אלפרד ראסל וולאס שגילה במקביל לדרווין את האבולוציה שמתרחשת עקב ברירה טבעית, כתב את המאמר "על נטייתם של זנים להתרחק עד בלי גבול מהטיפוס המקורי". כדברי דוקינס "אין שום "ארנביות" קבועה, אין שום "מהות ארנבית התלויה על בלימה בשמיים". עם הזמן הדברים שאנו מכנים כיום "ארנבים" עשויים להתפתח למינים שיראו שונים מאוד מארנבים, עד כדי כך שיהיה קשה להאמין שהם התפתחו מהם. ניצול מכוון של ברירה (או רבייה) סלקטיבית הפך לנפוץ בביולוגיה ניסויית, במיוחד במיקרוביולוגיה וגנטיקה. בטכניקות מעבדה של הנדסה גנטית, גנים מוכנסים לתוך תרבית תאים, בדרך כלל חיידקים. עם מולקולת DNA קטנה ומעגלית הנקראת פלסמיד בתהליך הנקרא העברה (Transfaction). הגן הנבחן מלווה על ידי גן פלסמיד מדווח, או בשם אחר "סמן לבחירה", המקודד תכונה או תכונות ספציפיים. דוגמה לתכונות: עמידות לאנטיביוטיקה, או היכולת לגדול בריכוזי מלח גבוהים. ואז התאים שעברו תהליך זה, יכולים לחיות בסביבה בה תאים מאותו סוג, אשר לא עברו את התהליך, היו מתים. מחקרים בפזיולוגיה אבולוציונית, גנטיקה התנהגותית, ותחומים נוספים הנוגעים לביולוגיית אורגניזמים, עשו שימושים מכוונים בברירה סלקטיבית מכוונת, וככל שהזמן העובר בין דור לדור הוא רב יותר כך יותר קשה להעביר תכונות בצורה מלאכותית. ברירה מלאכותית שנועדה לחזק תכונה מסוימת יוצרת לעיתים קרובות דילול של המגוון הגנטי בקרב מין מסוים. המגדלים מייצרים "מאגר וירטואלי" של גנים של פרטים מסוימים ומאפשרים רק להם להתרבות, בלי לאפשר התרבות עם זנים אחרים. דבר זה עלול לגרום למגוון גנטי נמוך בתוך הזן וכתוצאה מכך עמידות נמוכה יותר למחלות או רגישות גבוה יותר לתנאי סביבה משתנים. דוגמה לכך היא פגיעות למחלות גבוה יותר בקרב זני כלבים "טהורים" שעוברו ברירה מלאכותית קפדנית לאורך דורות. בעיה דומה קיימת בזני חיטה מודרנית - כדי להשיג זנים בעלי פריון חקלאי גבוה יותר, נשמרו זנים בעלי תכונות פריון גבוהות יותר (זרע גדול יותר, מחזור גדילה מהיר יותר וכו') והדבר הוביל לכך שחיטה מודרנית היא פחות עמידה למחלות לעומת חיטת הבר. במאה ה-20 החל מאמץ לשמר זרעים שונים בבנק זרעים של מגוון זנים כדי לשמור על המגוון הגנטי בניסיון להפחית בעיה זו למקרים של מחלות חיטה או בעיות עקב שינוי אקלים. ברירה מלכותית עלולה לגרור עיוותים מורפולוגיים וקשיים שונים בגוף של בעלי חיים. לדוגמה הזואולוג האמריקאי ריימונד קופינג'ר ציין כי כל גורי הכלבים מזנים שונים, דומים זה לזה הרבה יותר מאשר הכלבים הבוגרים. הסיבה לכך היא שזרבובית ארוכה או קצרה מידי בקרב כלבים עשויה לגורם להם קשיי יניקה. דוגמה לעיוותים הגורמים לבעיות קיימות בזן בולדוג. ההבעה ה"זועפת" לכאורה של הבולדוג נובעת מגדילה איטית של עצמות האף, ולדבר זה יש השלכות על העצמות והרקמות השכנות. תוצאת לוואי אחת היא משיכת החך כלפי מעלה בזווית לא נוחה כך ששיניו מזדקרות החוצה והוא נוטה להזיל ריר. בולדוגים ופקינזים סובלים גם מקשיי נשימה עקב מבנה גופם. כלבי הבולדוג גם מתקשים להוולד בשל ראש גדול יחסית, וכיום בודלוגים רבים נולדים בניתוח קיסרי. ארגונים שונים הפועלים למען זכויות בעלי חיים מוחים כנגד פרקטיקות של שינוי גנטי אצל בעלי חיים, בבואם לטעון כי שינוי התכונות עלול לגרום סבל לבעל החיים מושא השינוי. דוגמה לכך היא תרנגול הפטם, גזע מעשה ידי האדם, המאופיין בחזה גדול ביותר ביחס לגודל החזה הטבעי אצל תרנגולים. במצב זה, הרקמה שנוספה לבעל החיים יוצרת עומס על מערכות הלב והריאות ולוחצת על השלד. הנדסה גנטית הכלאה לאחור ברירה טבעית גנטיקה מגוון גנטי מדיה וקבצים בנושא ברירה מלאכותית בוויקישיתוף ריצ'רד דוקינס, ההצגה הגדולה בתבל, כנרת זמורת ביתן, 2010, עמוד 38 ריצ'רד דוקינס, ההצגה הגדולה בתבל, כנרת זמורת ביתן, 2010, עמודים 33–38 ריצ'רד דוקינס, ההצגה הגדולה בתבל, כנרת זמורת ביתן, 2010, עמוד 46