big slide
גנטיקה בזוחלים

מבוא לגנטיקה

מטרת המאמר הנ"ל הינה כפולה, מצד אחד להסביר את הליכי התורשה והגנטיקה וכיצד אלה משפיעים על תכונות כאלה ואחרות בגופינו בדגש על מראה בזוחלים ומצד שני להקנות למרבה הנחשים את הכלים לחשב ולהסיק אילו צאצאים צפויים לצאת משילוב מאגר גנים מסויים.

DNA

להלן האיור המפורסם שמהווה את הבסיס ללימודי הגנטיקה. DNA הינו רצף גנים המכיל את "הוראות הבנייה" של צורת חיים כזו או אחרת. כמו ברוב המאמרים העוסקים בנושא נעשה שימוש באדם כמודל להמחשת מהות התורשה אך יש לזכור כי כול רבייה זוויגית (התרבות על ידי הזדווגות בין זכר לנקבה) עובדת על אותו המודל. 

בכול תא מגופינו יש "גרעין" המכיל סליל DNA, כך שכול תא בודד מכיל את הוראות הבנייה של כול הגוף האנושי כולו. עם זאת בעת הווצרותו של העובר, ישנו הליך מיון של תאים הנקראים תאי גזע- תאים נטרליים עם פוטנציאל להיות תא של כול רקמה בגופינו.

ה-DNA מכתיב איזה תא ישמש לבניית איזו רקמה וכך מתבצעת חלוקה לתאי רקמת לב, כבד, עור, עיניים וכן הלאה. כאשר התא מתעצב ומוגדר כתא לרקמה ספציפית הוא מתחיל לעבוד כמו סוג של מפעל, על ידי שימוש במידע הנצור בDNA התא מסוגל ליצור אנזימים(חלבונים המתפקדים כזרזים לתפקודי החיים של התא- נשימה תאית, ייצור פיגמנט, התפצלות ועוד פונקציות רבות ומורכבות).

כך בסופו של דבר ישנו בן אדם בעל גוף רב תאי וכול תא בגופו מצד אחד מכיל את כול הוראות הבנייה של גוף שלם אך מצד שני מתפקד ובנוי באופן האופטימאלי לתפקידו. לדוגמא תא הציפורן קשיח מתא עור למרות שלשניהם יש את אותו המטען הגנטי.

אבל מה זה בעצם "DNA", מדובר בסליל בשפה מוצפנת אשר אורגניזם יודע לפרש ולעבוד על פיו.

במבט מקרוב נוכל לראות רצף של זוגות בסיס- כול זוג שכזה מקביל לאות בשפת הגוף, היחידה הבסיסית הינה קודן המכילה בתוכה 3 זוגות כאלה-מקביל למילה. כול זוג הוא אות שונה ובקודן יכולים להיות עד 64 מבנים שונים (או מילים, כדי לפשט). אם זוג הוא אות וקודן הוא מילה, הרי שגן הוא משפט, משפט המכיל בתוכו מספר מילים (קודנים) ומשפט זה מהווה הנחייה ליצירת פרוטאין(חלבון) מסויים - כול קודן מנחה על יצירת חומצת אמינו וכמשלבים את כול חומצות האמינו שבגן (את כול המילים במשפט) נוצר לנו חלבון שמהווה את אבן הבנייה של גופינו.


מה זה DNA בוידאו:


חלבונים מסוימים מהווים אבני בניין בעוד שאחרים יוצרים שרשרת התרחשויות כימית עם מטרה מסוימת, למשל, שרשרת כימית המסייעת בפירוק מזון- שמם של חלבונים אלה הוא "אנזים" או "זרז".
דוגמא מצוינת שנוגעת לנושא שלנו הינו האנזים Tyrosine (טיירוסינס) היוזם את תהליך בניית המלנין בגופם של זוחלים, מלנין הינו הפיגמנט או הצבע השחור אשר יופיע על גוף נחשים.

מהותה של האבולוציה והמוטציה

אז מהי האבולוציה, מהי מוטציה?

כפי שאנחנו יודעים, זהו חוק אוניברסלי ששלמות הינה בגדר בלתי אפשרי. למשל במפעל גדול פעם בתקופה יווצר מוצר פגום, לדוגמא ניקח בית חרושת לבקבוקים- בעת הכנת הבקבוק הייתה תקלה מינורית, נוצרה מסילת הברגה תקולה בשפת הבקבוק- עקב כך לא ניתן לסגור את הבקבוק. דבר קטן מאוד וחסר משמעות הפך את כול הבקבוק ללא שמיש.

הדבר תקף גם לגופינו,

באופן שרירותי עקב התפצלות לא תקינה של התא, המטען הגנטי שהועבר היה זהה למעט זוג אחד שבמקום שמשמעותו תהיה האות א', משמעות הזוג היא ג'. ההשלכה של דבר מזערי שכזה ישנה בתורו את הרכב החלבון כולו. כך נוצר מצב שהגוף החדש עושה שימוש בחלבון בעל תכונה חדשה, שנבעה מהעתקה לא מושלמת של המטען הגנטי של אחד מההורים.

המוטציה הזו יכולה להיות שלילית ויכולה להיות דווקא יתרון. לדוגמא, במדבר ייתכן שיוולד פרט שבגלל שצינורית הכליות שלו ארוכה מהממוצע, יהיה מסוגל לשמר יותר מים בגופו מאשר אחיו- פרט זה צפוי לשרוד ולהתרבות כי יש לו יתרון על מתחריו. הוא בתורו יוריש את היתרון הנ"ל לצאצאיו. זוהי מהותה של הברירה הטבעית.

עם זאת מוטציה היא דבר מאוד שרירותי, ברוב המוחלט של המקרים יווצר עיוות שעלול לפגוע משמעותית בסיכוייו של בעל החיים לשרוד- לדוגמא, פגם היכול לגרום לגוף לא לייצר הורמון מסויים, או פוגע ביכולתו לספוג את מזונו כהלכה בגוף. יש לזכור שכול איבר או תכונה בגופינו הינה תוצר של מוטציות שכאלה אשר הוכיחו את עצמן כטובות ביותר לאורך כול שנות נוכחותו של האדם על פני כדור הארץ. אם נשווה את גופינו למכונית משומנת היטב הרי ברור לנו שכול חלק עוצב ונבנה כפי שהוא נבנה מסיבה מסויימת- אם נבחר רכיב באופן שרירותי לחלוטין וגם בו נעשה שינוי שרירותי הרי שישנם סיכויים גבוהים בהרבה שיווצר פגם מאשר יתרון.

מוטציה שהוכיחה את עצמה כיתרון הינה כלי אשר מאפשר לנשא שלה להתרבות ביותר יעילות עקב היותו צייד יותר טוב, שורד יותר טוב או יותר מושך בעיני נקבות- ריבוי צאצאים משמעותו המשכיות העברת המוטציה הלאה. העברה של תכונה מן ה"נורמאל" שונה אך מהווה יתרון הינה אבולוציה.

זוהי מהות הברירה הטבעית, הצבת רף ותנאים המביאים לניפוי פרטים חלשים (אשר המטען הגנטי שלהם אינו מוצלח מספיק) על ידי כך שהם נטרפים, אינם שורדים וכן הלאה. היות ותנאי הסביבה לרוב משתנים בהדרגתיות ולא באופן תכוף- מוטציה זו מושרשת בקרב הדורות עד להטמעתה המוחלטת.

יש גם לזכור שגידול בשבי מדמה ברירה טבעית לכול דבר ועניין. בעוד שבטבע פגמנטציה שהייתה פוגעת בהסוואתו של הנחש והופכת אותו לפגיע, בקרב מגדלים נתפס הפגם הזה כיתרון כי הוא יצר פרט שונה ולעיתים מרהיב. על כן זוהי "ברירה טבעית" המושרית על ידי האדם, או המגדל, אשר יעודד התפתחות של חיסרון שמבחינתו הוא יתרון.

אין בכך לאמר כי לא קיימים מקרים של פגמים החיים בטבע- הרי כך נוסדו רוב המופעים. מצד שני, פרטים אלה נדירים ואחוזי השרידות שלהם בטבע נמוכה משמעותית מאלה המפגינים מראה "נורמאל".

רבייה ותורשה

עד כה הסברנו את מהו הDNA ותפקידו. אך איך כול אחד מאיתנו מקבל את הקוד הייחודי לנו?

המנגנון הנפלא הזה ששמו הבריאה, בין אם בחוכמתו הנעלה של בורא עולם או כהתפתחות טבעית (איש איש באמונתו יחיה) הביאה לידי קיום את הליך הרבייה אשר מבטיח את ההתפתחות הבלתי פוסקת של תכונות חדשות, לטוב ולרע, מתוך מאגר בלתי נדלה של אפשרויות.

כדי להסביר את ההליך המעניין הנ"ל יש בשנית לחזור לDNA.

ה-DNA כפי שכבר הסברנו הוא רצף משפטים(גנים) האחראים לבניית כול החלבונים בגופינו ובעצם מהווה את הוראות הבנייה מא' ועד ת' של כול יצור חי.

ה-DNA מסודר בסלילים צפופים אשר שמם הוא כרומוזומים. הכרומוזומים מסודרים בזוגות, בבן אדם למשל יש 23 זוגות של כרומוזומים, סך הכול 46 ובכול אחד כזה יכולים להיות מאות אלפי גנים, אשר לכול אחד תפקיד כזה או אחר בגופינו.

מקומו הפיזי של גן מסויים על גבי כרומוזום נקרא "אתר" או Locus כגון מיקומו של הגן האחרי על עיניים כחולות על גבי הכרומוזום.

האבולוציה הבטיחה שכול אחד מאיתנו ישא בחובו רצף גנטי דומה אך ייחודי לו, מה שאומר שלכול אחד מאתנו יש רצף שונה בסדרו או בחלק ממרכיביו, בין אם ב"אתר" אחד או בין אם ביותר. זה מה שהופך אותנו לשונים, במבנה, בצבע וביכולות. אנשים כבני אדם הם כולם מאותו זן, או מין (species) אך בעלי תכונות מעט שונות.

היכן הרבייה נכנסת לתמונה?

נחזור וניזכר מהו תא ביצית ומהו תא זרע.

כפי שכבר ספרנו, בכול תא יש 23 זוגות כרומוזומים (46 סה"כ)- תאי ביצית ותאי זרע הם ייחודיים.

בכול תא שכזה יש מחצית מכמות הכרומוזומים, מחצית מהמטען הגנטי של ההורה. כך שבביצית ובזרע יש 23 כרומוזומים (לא זוגות).

הבחירה לגבי אילו כרומוזומים מועברים הינה שרירותית וכך כבר בתחילת ההליך כול תא אינו זהה למשנהו אלא מכיל חלקים אחרים מהמטען הגנטי של ההורה.

ניקח דוגמא מופשטת מאוד שמדגימה את זה באופן יעיל.

באופן היפוטתי נניח שבתא רגיל יש זוג יחיד של כרומוזומים.

  • לזכר יש כרומוזום X ו Y
  • לנקבה כרומוזום A ו B

לזכר יכולים להיות תאי זרע שישאו את כרומוזום X או את כרומוזום Y

לנקבה יהיו תאי ביצית שישאו או את A או את B

כאשר הזכר והנקבה יזדווגו המפגשים הבאים בין תאי הרבייה יהיו אפשריים: XB, XA, YA, YB

עכשיו את כול זה ב23 זוגות כרומוזומים ולבד תבינו את המגוון הענק ואיך כול צאצא חדש ישא מחצית מהמטען הגנטי של אביו ומחצית משל אמו ליצירת מאגר חדש וייחודי.


וידאו שמסביר את נושא התורשה


תורשה ומונחים בסיסיים בנשאות של תכונות

בכדי שנוכל להתמקד ולהבין תהליך כה גדול נאלץ להתמקד. אנו נתמקד בדוגמא לגנטיקה של שלושה מופעים מאוד מוכרים ונפוצים בכרכני תירס. אנריטריסטי סוג A, סנו ואמלניסטי (האלבינו הקלאסי, האלבינו האדום), מופע גוסט ומופע "נורמאל".

נתחיל בבסיס, תא שלם נקרא "זיגוט" (תוצאה של איחוד ביצית וזרע). המונח "הומוזיגוט" לתכונה מסויימת משמעו שבתא זה יש גנים זהים על אותו "אתר" בשני הכרומוזומים שלו.

כדי להבין את המונח אתר אני מציע לחשוב על המטען הגנטי של כול בעל חיים כשני בניינים עם מספר זהה של קומות. שני גנים הנמצאים בקומה 3 למשל, הם גנים היושבים באותו "אתר".

לדוגמא, ניקח כרכן תירס סטנדרטי לחלוטין. כרכן תירס הוא הומוזיגוט לתכונת הנורמאל, דהיינו שעל גבי שני הכרומוזומים שלו יש את אותם גנים באותו מיקום ספציפי.

נניח שהגן האחראי למופע הנורמלי נקרא N

מכיוון שלנחש יש את הגן הנ"ל באותו מיקום(אותה קומה, אם נתייחס לדוגמת הבניין) על גבי שני הכרומוזומים הרלוונטיים לתכונה, הנחש מסוגל ליצר מלאנין- פיגמנט\צבע שחור.

מונח נוסף ומאוד מוכר הוא "הטרוזיגוט", אם לנחש יש שני גנים שונים באותו מיקום האחראי לייצור מלאנין, האחד נורמאל והאחד האחראי על מופע אלבינו- אז הנחש הנ"ל יהיה הטרוזיגוט לתכונת האלבינו- הנחש אומנם גם הטרו לנורמאל, אך מכיוון שנורמאל היא צורת הבסיסית ומבונת מאליו, הדגש הוא תמיד על הגן האחראי למופע הלא סטנדרטי.

במקרה המצוין מעלה (הטרו לאלבינו) הנחש יראה סטנדרטי כמו "נורמאל" רגיל. למה?

כאן נסביר את מהות הדומיננטיות של גן אחר לאחר.

הגן הנורמאל הוא כה נפוץ מכיוון שכאשר הוא משתלב עם גן שונה, הוא "דורס" אותו ועל כן הנורמל הוא זה שיבוא לידי ביטוי. הגן ה"חלש" יותר נקרא גן רסציבי ויבוא לידי ביטוי רק אם בשני הכרומוזומים באותו המיקום יהיו גנים "חלשים". (אם בקומה 4 למשל, בשני הבניינים, שני הגנים יהיו אחראיים לאלבניזם).

נשתמש בעיני האדם לצורך המחשה- אדם בעל עיניים חומות יכול להיות אחד מהשניים:

  • בעל גן דומיננטי לעיניים חומות וגן רסציבי לכחולות או בעל שני גנים דומיננטיים לחומות.
  • אדם בעל עיניים כחולות יכול להיות אך ורק נשא של שני גנים רסציביים לעיניים כחולות.
  1. B- גן של עיניים חומות
  2. a- גן של עיניים כחולות
  3. BB- הומוזיגוט לתכונת העיניים החומות
  4. Ba- הטרוזיגוט לעיניים כחולות
  5. aa- הומוזיגוא לעיניים כחולות
  6. BB – אב aa – האם

כפי שלמדנו כבר, האם והאב מעבירים, כול אחד, מחצית מהחומר התורשתי שלהם לצאצאים:

האופציה היחידה היא Ba, דהיינו שכול הילדים יהיו הטרו (קיצור להטרוזיגוט ( לעיניים כחולות אך בפועל יהיו להם עיניים חומות כי הגן לעיניים חומות דומיננטי לגן האחראי על עיניים כחולות.

ובואו נניח שהאב בעצמו היה הטרו' לעיניים כחולות?

  1. Ba – אב aa- אם
  2. Ba ו aa הן האופציות הרלוונטיות. מחצית מהילדים היו הטרו' לעיניים כחולות אך עם עיניים חומות והמחצית האחרת היו הומוזיגוט לעיניים כחולות ועל כן עיניהם היו כחולות.

עכשיו נעבור למה שמעניין אותנו- נחשים.

לגן המתייחס לנורמאל נקרא N, מכיוון שהוא דומיננטי לאחרים הוא מיוצג על ידי אות גדולה.

לגן המתייחס לתכונת האמליניזם (אי היכולת ליצר מלנין-פיגמנט שחור) נקרא a (אות קטנה לגן רסציבי) בנחש אמלניסטי הגנים שיופיעו באותו מיקום בשני הכרומוזומים יראה כך: aa . הנחש בעצם הוא הומוזיגוט לתכונה הנ"ל

בנחש במופע נורמאל לחלוטין הגנים יראו כך: NN, הומוזיגוט לנורמאל.

בנחש במופע נורמאל אך נושא גם את גן האמלניזם הגנים יראו כך: Na

זה עובד בדיוק באותו אופן שהסברתי לגבי העיניים. גן הנורמאל דומיננטי לאמלניזם.

NN עם aa יניב Na – הומוזיגוט לנורמאל והומוזיגוט לאמלניזם יתנו נחשים אשר הם הטרו לאמלניזם

אפשר לעשות שימוש בטבלא לטובת פישוט:

  • a N שילובים אפשריים
  • aa Na a
  • aa Na a

השורה העליונה מראה איזה גן אולי יעבור בתורשה מצד האב(מזכיר שכול תא ביצית יכיל אחד משני הגנים שכול הורה מוריש) והטור השמאלי מציג את הגן שאולי עבר מהאם.

סטטיסית ניתן לראות שיהיו שני מקרים בהם יהיה Na ושניים aa.

מתוך 4, 2 מהווה חצי, דהיינו 50%.
50% הטרו לאלבינו ו50% אלבינו.

היה מורכב מספיק עד עכשיו?

ישנן שתי תופעות מעניינות כאשר נכנסים למקרים מורכבים יותר.

קו דומיננטיות: במקרים מסויימים נחש הינו הטרוזיגוט באתר(Locus) מסויים אך שני הגנים אינם דורסים זה את זה אלא שניהם באים לידי ביטוי בנחש החדש.

דוגמא יפה לכך היא מופע האולטראמלניסטי בכרכני תירס.

אמלניזם: אלבינו, אי יכולת לייצר את חלבון המלאנין, הפיגמנט השחור- לבקן.

אולטרה: מופע הייפומלניסטי המחליש את נוכחות הפיגמנט השחור- מלאנין.

שני הגנים האחראיים למופעים אלה משובצים באותו "אתר" ואינם דומיננטיים או רסציביים זה לזה- המופע שנוצר הוא אולטרמלניסטי- נחש שאינו לבקן לחלוטין אך עם צבע מועצם ומעט מאוד מלאנין.  תופעה זו נפוצה בהרבה בקרב פיתונים ומתכדרים, ופחות בקרב זעמנים.

מופע המשולב משתי תכונות רסציביות באתרים שונים על פני הכרומוזומים:

מיזוג בין תכונות שונות באופן מצטבר.

מופע הסנו המפורסם הוא בעצם שילוב של שתי תכונות רסציביות. הנחש גם אמלניסטי (ללא צבע שחור) וגם אנרי' (ללא צבע אדום).

איך הדבר קורה?

הנחש בעצם הומוזיגוט לשתי תכונות, בעל "שני מופעים". הנחש צריך להיות הומוזיגוט לתכונת האנרי' וגם לתכונת האמלניזם- מדוע?

מכיוון שהאתר האחראי על ייצור הפיגמנט האדום אינו אותו אתר שאחראי על ייצור הפיגמנט השחור- מדובר בגנים שונים, באתרים שונים. יש צורך בסיטואציה בה גם באתר האחראי על ייצור הפיגמנט האדום וגם הזה שאחראי על השחור יהיו שני גנים רסציביים המונעים את היצירה של הפיגמנטים הנ"ל.

מכיוון שמדובר בשתי תכונות שונות שבאות לידי ביטוי, הטבלא צריכה להיות גדולה יותר:

נשתמש במקרה מגוון בכוונה, כדי להביא לידי ביטוי את כול האופציות האפשריות.

נחש אחד הוא נורמאל והטרו גם לאמלניזם וגם לאנרי'. הנחש האחר הוא אמלניסטי (אלבינו אדום) והטרו לאנרי'.

  • A - גן הנורמאל שמאפשר את ייצור פיגמנט שחור
  • a - גן רסציבי שמנטרל את ייצור הפיגמנט השחור
  • b - גן רסציבי שמנטרל את ייצור הפיגמנט האדום
  • B - גן דומיננטי שמאפשר את ייצור הפיגמנט האדום

הטרו לסנו(גם אנרי' וגם אמלניזם) – AaBb
אמלניסטי הטרו לאנרי'- Aabb

  • Ab ab Ab Ab
  • AaBb AaBb AABb AABb AB
  • Aabb Aabb AAbb AAbb Ab
  • aaBb aaBb AaBb AaBb aB
  • Aabb aabb Aabb Aabb ab

AABb - מופע נורמאל הטרו לאמלניזם
AAbb - אמלינסטי בלבד
AaBb - נורמאל הטרו לאנרי' ולאמלניזם
aabb - סנו
aaBb - אנרי' הטרו לאמלניזם

25% - אמלניסטי הטרו לאנרי'
25% - הטרו לאמלניזם ואנרי'
12.50%- סנו
12.50% - אמלניסטי בלבד
12.50% הטרו לאמלניזם

נתתי בכוונה דוגמא מורכבת שיכולה להפיק לא פחות מ5 מבנים גנטיים שונים.

כול דוגמא אחרת תהיה בדרך כלל מורכבת פחות, ככול שהמופע קשה יותר להפקה, כך המשוואה תהפך למורכבת יותר.

במאמר הנ"ל ניסיתי להעניק את הבסיס, בעזרת הטבלא הנ"ל שהעיקרון שלה ישאר זהה לא משנה כמה תכונות תנסו להצליב, תוכלו לחזות תוצאות של זיווגים שונים.

כדי לפשט את העבודה קיימים מחשבונים מיוחדים כמו המחשבון הנ"ל:

עוד מחשבון:


מומלץ בחום לכול מי שרוצה וחושב על להרבות כרכני תירס באופן ספציפי. לכול מין יש את מערך הגנים שלו ועל כן המחשבון הנ"ל רלוונטי רק למופעים של כרכני תירס.

להלן דוגמאות של מופעים והמטען הגנטי שלהם, האם דומיננטי, רסציבי או קו-דומיננטי:

כרכני תירס:

רסציבי: Anerythristic(Type A, Charcoal, Cinder), Amelanistic

קו דומיננטי: Ultramelanistic

דומיננטי: טרם הוכח

פיתון מתכדר:

רסציבי: Piebald, Albino, Clown

דומיננטי: Spider, Pinstripe

קו דומיננטי:  Pastel, Cinnamon

בואות:

רסציבי: Albino (Khal and Sharp strain), Blood Boa

דומיננטי: טרם נקבע האם קיים גן כזה בקרב בואות

קו-דומיננטי: Jungle, Salmon

ליאופרדים:

רסציבי: Albino, Blizzard

קו דומיננטי: Hypo

דומיננטי: טרם הוכח

רבייה לאורך דורות

הנושא הנ"ל אינו קשור למופעים ספציפיים אלא לליינים ועל כן יאוזכר ויוסבר בקצרה.

כול נחש הוא מאגר גנטי בפני עצמו, ובעוד שקיים גן מסוים המשנה את המראה שלו באופן כזה או אחר- מה שהופך נחש ממופע מסוים ליותר יפה מהאחר הוא כול המעטפת הגנטית סביב אותו גן. על כן השבחה לאורך דורות מורכבת מזיווג הפרטים המוצלחים ביותר המציגים את המראה הנחשק לאורך דורות וכך להעצים ולשבח את הצאצאים בכול דור.

מכיוון שיותר מדי גנים מעורבים במראה הכולל של כול נחש, רבייה לאורך שנים הינה דרך מצוינת לשמר וליצור מראה חדש- זיווג בין פרטים יפים ודומים מבטיחה במידה מסוימת מיזוג של מאגרי גנים דומים, ומכאן שצאצאיהם ברוב המקרים ישמרו את התכונות הרצויות ולרוב אף יפגינו אותם בעוצמה ובדגש חזקים יותר- רבייה לאורך דורות תיצור "מראה" חדש לאחר יותר דורות של זיווג, כי מדובר ברבייה סלקטיבית של מכלול גנים ולא בגן בודד אחד שהמוטציה שלו כה מהותית שהיא משנה את כול המראה של הנחש.

שילוב בין מופע מסוים והשבחתו על ידי רבייה סלקטיבית לרוב תניב תוצאות מדהימות.

בהצלחה. 

כל הזכויות שמורות לאורן הראל. אין לעשות במאמר זה או בתוכנו שימוש ללא אישור מפורש בכתב מהיוצר.
מאמרים נוספים רלוונטיים, ביבלוגרפיה ואתרים תורמי תמונות:

כתבו תגובה...
0 תגובות

הערוץ שלנו ביוטיוב

 
fbannergroup