Селекция

Современная наука считает, что листья на первом фото принадлежат двум разным экземплярам одного вида - Шелковица белая. Кстати, у разных деревьев белой шелковицы ягоды могут быть любого цвета - белые, розовые/лиловые, чёрные. Размер ягод тоже разный, от горошины до почти с палец размером.

А я занимаюсь наблюдением и селекцией шелковиц у себя на опытном участке в Челябинске. В этом году высадил около полусотни гибридных сеянцев Morus macroura (пакистанской шелковицы) с Morus alba. Надеюсь, что хотя бы какая-то часть потомства унаследует зимостойкость от отцовского вида и размер плодов от материнского.

PS Но только не называйте шелковицу тютиной.

К вопросу о рационализации Репки

Жили-были в научной деревне дед-агроном да бабка-селекционер. Решили они репку вывести — не простую, а трансгенную.

Взяли семена модифицированные — с генами роста от бамбука, сахаристости от тростника, да живучести от вельвичии удивительной (этой, что две тысячи лет в Намибе стоит). Посадили в умную гидропонную систему с датчиками да компьютерами.

Выросла репка - фенотип невероятный, с выраженным гигантизмом вегетативных органов. Листовые пластинки демонстрировали адаптивную морфологию с повышенной плотностью хлоропластов, а корневая система сформировала суперспирализованные ксилемные тяжи с аномальной механической прочностью.

Потянул дед-агроном репку — не поддаётся. Лопатой орудует — репка смолу пустынную выделила, лопату намертво склеила.

Крикнул бабку-селекционера. Та ферментами поливает — репка восковой слой усилила, все реагенты отталкивает.

Селекционер за агронома, агроном за репку, тянут-потянут, вытянуть не могут.

Прибежала внучка-генетик с РНК-интерференцией. Репка сплайсинг поменяла — нули в генах поставила.

Генетик за селекционера, селекционер за агронома, агроном за репку, тянут-потянут, вытянуть не могут.

Вызвали биоинформатика. Та весь геном просканировала — а репка эпигенетические метки стёрла, как ластиком.

Биоинформатика за генетика, генетик за селекционера, селекционер за агронома, агроном за репку, тянут-потянут, вытянуть не могут.

Пришёл синтетик разработал фаговый вектор доставки нуклеаз — репка экспрессировала анти-CRISPR белки.

Синтетик за биоинформатика, биоинформатика за генетика, генетик за селекционера, селекционер за агронома, агроном за репку, тянут-потянут, вытянуть не могут.

Микробиолог запустила бактерии-целлюлозодеструкторы — тут репка и сдалась.

Дед патент оформляет, бабка в Nature статью пишет, а репка семена разбросала — теперь вся экосистема редактируется.

Данный эксперимент проводился при поддержке гранта №-3141592653589793. Все участники подписали меморандум о нераспространении генетического материала.

Рассмотрим ключевые термины:

Персонажи

1. Дед-агроном – специалист по традиционным методам растениеводства.

2. Бабка-селекционер – представляет классическую селекцию, работающую с фенотипами и гибридизацией.

3. Внучка-генетик – олицетворяет молекулярную биологию, включая методы генной инженерии.

4. Биоинформатик – специалист по анализу геномных данных, транскриптомике и эпигенетике.

5. Синтетик – занимается конструированием искусственных биологических систем.

6. Микробиолог – использует бактерии для биодеградации (целлюлозодеструкторы).

В произведении рассматриваются следующие биологические концепции:

1. Трансгенная репка – организм с искусственно внедрёнными генами (гигантизм, сахаристость, стрессоустойчивость).

2. Гидропонная система – метод выращивания растений без почвы, с контролируемым питательным раствором.

3. РНК-интерференция – механизм подавления экспрессии генов с помощью малых РНК.

4. Эпигенетические метки – химические модификации ДНК, регулирующие активность генов без изменения последовательности.

5. Фаговый вектор – вирус, используемый для доставки генетического материала в клетки.

6. Анти-CRISPR белки – молекулы, блокирующие систему CRISPR-Cas9.

От терминов переходим к содержанию сказки:

Сказка начинается с попытки создать идеальную репку, используя современные биотехнологии. В отличие от традиционной сказки, где репка растёт сама по себе, здесь её свойства запрограммированы на генетическом уровне.

Развитие сюжета демонстрирует четкую иерархию научных методов, каждый из которых последовательно терпит неудачу. Сначала применяются простейшие агрономические подходы. Затем в ход идут биохимические методы (ферменты). Генетическая РНК-интерференция оказывается бессильной перед измененным сплайсингом, а биоинформатический анализ генома сталкивается со стертыми эпигенетическими метками. Даже передовые технологии синтетической биологии (фаговые векторы) разбиваются о выработанные растением анти-CRISPR белки. Лишь микробиологический подход с бактериями-деструкторами приносит долгожданный успех.

Научная и философская подоплека сказки многогранна. Во-первых, это тонкая критика ГМО, демонстрирующая сложность контроля над генетически модифицированными организмами. Во-вторых, показательная иерархия наук - от простых к сложным методам, где побеждает, как ни парадоксально, наиболее "естественный" подход. В-третьих, важный посыл о непредсказуемости даже самых продуманных экспериментов.

Связь с традиционной сказкой сохраняется через узнаваемую структуру нарастания усилий (от деда-агронома к мышке-микробиологу) и ключевую роль мышки-микробиолога.

Данная версия сказки объединяет народную мудрость с современными биологическими концепциями, сочетая иронию над научными методами с серьезным предупреждением о рисках генетических экспериментов.

К вопросу рационализации Курочки-рябы
К вопросу о рационализации колобка

Недавно в очередной раз наткнулась на характерное высказывание обычного кошколюбителя, далекого от разведения. Поводом послужил очередной пост со сбором на спасение котика, представленного как породистый.

На самом деле породу там определить было не так-то просто. Кот был желтоглазый голубой солид-фолд, причем даже не вёслоухий, поскольку уши стояли полностью, но зато с явными признаками остеохондродисплазии. Шерсть у него частично отсутствовала, поскольку относительно недавно кот был подвергнут стрижке "подо льва" и обрасти успел лишь частично, зато имелся крипторхизм. Ну а нос у него был вполне себе экзотский (хотя и не вздернутый до уровня "между глаз", как у экстремалов).

Помню, как-то на Пикабу склоняли на все лады нашу приэкзоченную котенку Jala - мол, аааа, "стеноз ноздрей, стеноз ноздрей" - хотя даже у самых что ни на есть приэкзоченных наших кошек носы как носы:

У того замечательного кота было вот так:

В общем, был котейка и не экзот, и не фолд, и не британ, а нечто среднее. И насмотревшись на этого кота, один из пользователей сказал:

Бедный кот.
Мало того, что не повезло родиться породистым (я все равно остаюсь мнения, что выведения пород животных ради прихоти человека - это зло, которое напрочь нарушает генетику животного), так ещё выкинули как мусор.
У меня жил породистый кот, британец. Прожил 15 лет. Но очень много было с ним проблем, в том числе были болячки и связанные как раз с породой, то бишь с проблемной генетикой.

Меня давно удивляет, как подобные этому комментатору люди представляют себе работу заводчиков. Вместо питомника им вечно видится какая-то секретная лаборатория, а вместо заводчика - доктор Менгеле, который проводит жуткие эксперименты на живых кошках. "Ради прихоти человека" он каким-то неведомым способом "нарушает генетику животного" таким образом, чтобы изменить его до неузнаваемости, - а в итоге у него всегда выходят сплошные кошачьи Франкенштейны, больные и убогие.

Так вот очень хочется довести до сведения таких комментаторов, что их фантазии не имеют ничего общего с реальностью.

Например, заводчики никогда не подвергали и не подвергают кошек никаким внешним воздействиям, чтобы увеличить частоту возникновения мутаций и связанных с ними необычных фенотипических проявлений. Вязка кота и кошки таким воздействием не является! А то читаю в одном месте:

Селекционеры спаривали разных кошек, чтобы инициировать появление новых признаков...

На самом деле если кто-то надеется, что путем вязки сфинкса и британа он резко "инициирует появление новых признаков", на основе которых можно было бы попытаться создать новую породу, то он глубоко ошибается: такой вязкой он инициирует только рождение метисов, сильно напоминающих обычных домусов.

Заводчики не бомбардируют кошек потоками элементарных частиц, не обрабатывают их химическими веществами, не разрезают молекулы ДНК на фрагменты и не конструируют из них новые, чтобы внедрить в существующий генетический аппарат. Они даже не пытаются заняться клонированием и не ставят себе задачей вырастить гибрид кошки и овцы. Более того, чаще всего им не удаются даже робкие попытки создать путем многолетнего отбора и подбора уменьшенную фенокопию кошки другого вида (что-то вроде "домашнего тигра" или "домашней пантеры", например). Межвидовая гибридизация в кошках используется раз в столетие, и лишь немногие попытки такого рода можно считать относительно успешными (например, в случае с бенгальской породой, в которой худо-бедно удалось удержать зрелищный окрас, позаимствованный у азиатской леопардовой кошки).

Многие "прихоти человека", давно реализованные в собаках, в кошках могут быть вообще неосуществимы. Например, никому до сих пор не удалось получить две породы кошек, чьи веса соотносились бы как 1:10 (скажем, одна порода размером с кошку и весом 3 кг, а другая - размером с крысу и весом 300 г). А у собак соотношение весов разных пород может составлять даже не 1:10, а 1:100 (скажем, чихуахуа может иметь вес менее килограмма, а вес мастифа - превышать центнер).

Как же так вышло? Неужели все дело в том, что кинологи в процессе "нарушения генетики" нашли философский камень, а фелинологи все еще его ищут?

Точного ответа на вопрос, почему у собак настолько велик размах изменчивости признаков (в частности, веса и размера) нет до сих пор. Хотя одомашнивание собак произошло 15 000 лет назад, большинство современных пород сформировалось гораздо позже, буквально в течение нескольких последних столетий. Но никакой отбор не может изменить ген. Он может изменить лишь частоту (встречаемость) этого гена в заданной популяции, а также, в определенной степени, – его выражение. Все мутации, с которыми работают заводчики, это не результат внедрения каких-то искусственно созданных конструкций, а то, что возникло естественным путем, было обнаружено и сохранено.

Вспомним историю создания любой породы, основанной на той или иной породообразующей мутации. Родоначальники канадских сфинксов и корниш-рексов родились у обычной домашней кошки. Первым скоттиш-фолдом стала домашняя кошка шотландского фермера. Родоначальницы американских кёрлов, донских сфинксов, манчкинов, девон-рексов - уличные кошки-подобранки. Первый селкирк-рекс взят в приюте... и так далее. Даже происхождение абсолютного большинства ДГГ-кошек, с которыми мы работаем, точно такое же: почти все родоначальники - уличные кошки или прямые потомки уличных кошек, размножавшихся естественным образом без какого бы то ни было участия профессиональных заводчиков. Последним лишь осталось заметить у кошки интересный признак и попытаться его сохранить!

Никто не говорил, что будет легко. Желаемый признак может оказаться вовсе не наследуемым, - но даже если он наследуется и заводчику удается добиться стойкой передачи, дальнейшая судьба каждой новой породы остается неопределенной. Ее будущее зависит от того, понравится она людям или нет, насколько грамотно ее будут продвигать и пиарить, много ли у нее найдется энтузиастов. Но даже у признанных пород могут быть периоды популярности и спада. Порода может стать модной и распространиться по всему миру, но точно так же она может и вымереть, даже не успев получить хоть какую-то значимую известность. Например, давно я ничего не слышала об экспериментальной породе "Fleecy cloud" (Кудрявое облако). Породу пытались создать на основе рексоподобной мутации, нежданно-негаданно обнаруженной у котенка в помете скоттиш-фолдов. С тех пор прошло несколько лет, но роста популярности новой породы не наблюдается, о ее официальном признании где-либо речи не идет, а последняя информация относится максимум к 2020-му году... Полулысым ликоям, получившим громкое прозвище "кошка-оборотень", явно повезло больше - может быть, потому, что они очень необычны и легко узнаваемы, а кудрявых кошек и до fleecy cloud было известно несколько видов.

С так называемыми "породными болячками" дело обстоит так же, как и с любым другим признаком, с той разницей, что "болячки" никто специально не культивирует и первое время может вовсе о них не подозревать. Однако любая кошка, включая беспородную, является скрытым носителем множества генов, которые при определенных обстоятельствах могут привести к развитию того или иного заболевания. Заранее исключить их из популяции можно лишь в тех случаях, когда для них разработан генетический тест, а тесты разрабатываются только для тех заболеваний, которые уже известны, достаточно хорошо изучены и стойко передаются от родителей потомству. Таких заболеваний совсем немного, и гентесты на них удалось разработать именно благодаря усилиям заводчиков, которые собрали материал, необходимый для проведения генетического исследования. Кстати, исследования "породных" заболеваний собак и кошек могут принести неоценимую пользу и человеческой медицине, значительно облегчив поиск генов, ответственных за появление схожих заболеваний у людей.

Будет ли у породы много или мало "породных болячек", никто не может сказать заранее - это зависит от того, как повезет с родоначальником, насколько грамотно будет вестись отбор и подбор производителей на начальных этапах. И если сегодня мы можем сказать, что одним породам в этом смысле повезло больше, а другим меньше, это не означает, что так будет всегда: все зависит от дальнейшей селекционной работы.

В свете всего сказанного неудивительно, что профессиональные заводчики не испытывают восторга при виде размноженцев, которые разводят котят "для себя" и вяжут кого попало с кем попало, сами не зная, чего хотят. Убежденность обывателей в том, что "все породистые кошки больны" и "у них нарушена генетика" основана в том числе и на результатах такой "работы".

В то же время нередко именно размноженцы решаются на самые "смелые эксперименты", пробуя сочетать по несколько породообразующих мутаций в одной кошке. При этом они могут вовсе ничего не знать ни о проблемах каждой из соответствующих пород, ни о генетике производителей, принимающих непосредственное участие в "эксперименте". Часто решающим аргументом для участия служит вообще не качество производителя, а его стоимость: "экспериментатор" берет в родоначальники новой породы котенка без документов, в слабом породном типе и далеко не идеального по здоровью просто потому, что это бесплатно.

Впрочем, иногда даже таким "экспериментаторам" везет и впоследствии удается заинтересовать своей новой породой профессионалов. Однако последним, возможно, потом придется еще долго разгребать последствия необдуманного выбора родоначальников.

Решил начать серию статей-размышлений на тему сверхчеловека. О том что это такое, идейно, в разные эпохи истории. В массовой культуре в это понятие вкладывают сверхъестественные элементы - то есть человек со сверхспособностями. Те же, кто в своём познании преисполнился, вспомнят о Ницше, который и придумал это слово, и определил его не сверхспособностями, и даже не идеальной генетикой, а психикой, личностными качествами - решительный, целеустремленный, не боится смерти - может быть жестоким, коварным и вероломным, но при этом руководствуется познанием, творчеством и общим благом - руководствуется чем то более сложным, чем понятные большинству вещи - например, секс, деньги и власть.

Фантазии о сверхчеловеке олицетворяют собой стремление/желание человека стать чем-то большим, чем он есть на самом деле, с целью, например, привлечь женщин, добиться власти и обрести бессмертие. Культ сверхчеловека появился, наверно, с самого зарождения культуры, когда люди начинали персонифицировать различные природные явления, превращая их в богов или духов.

Архетипичный пример сверхчеловека - это Геракл из мифов Древней Греции.

Хотя в этих мифах он был не единственным героем (у них там своя мифовселенная Мстителей с кроссоверами была), и не был даже самым первым и древним подобным персонажем в истории, но зато он был самым известным. Каждый школьник знает кто такой Геракл, но о каком-нибудь Гильгамеше могут и слыхом не слыхивать. Но не суть.

Характеризуя историю и личность Геракла, можно с уверенностью сказать, что - это сверхчеловек в самом популярном смысле этого слова - сын бога, обладает сверхсилой, умен, бесстрашен и крайне амбициозен.

Хотя, люди более погруженные в его лор, назовут этого персонажа еще и жестоким социопатом, но не суть.

По Гесиоду отмечается, что когда батя Зевс шел в покои будущей матушки Геракла (и по совместительству правнучки Зевса) Алкмены, пока ее мужа-кузена Амфитриона не было рядом, он не просто искал место куда бы свой краник приткнуть, как это обычно с ним происходило, нет, Зевс руководствовался целью зачать великого героя, защитника рода людского.

И вот, с этой точки зрения, деяния Зевса по окучиванию девок, направо и налево, можно назвать неким генетическим проектом по созданию сверхчеловека; человека, который мог в итоге достичь божественности и взойти на сонм Олимпа. По этой версии мифа, говорится, что он начал свое грязное инцестное богоугодное евгеническое дело еще за 12 поколений до Геракла, зачал несколько великих героев, в числе которых был Персей, дед Алкмены. Насколько можно судить по мифам, хотя это не точно, Геракл единственный из полубогов, которому удалось стать полноценным богом.

Если углубиться, и возможно даже включить СПГС, евгенический принцип Зевса довольно интересный для творческой мысли древних времен. То есть горе-отец-осеменитель, выбирал женщин в Древней Греции, из числа самых красивых и родовитых, брюхатил и те рожали ему сыновей. Далее, об этом узнавала его ревнивая жена, богиня Гера, и насылала на этих детей всевозможные проклятья и ненастья. Те кто выживали, становились великими героями и военачальниками, которые в свою очередь брюхатили еще больше девок. Пройдоха Зевс ждал пока у них не родятся самые красивые дочери во всей Древней Греции и продолжал своё евгеническое дело. А жена Гера продолжала пытаться душить бастардов, тем самым воспитывая, из тех кто выживал, легендарных героев.

Знаете, я так развлекаюсь в Crusader Kings. То есть создаю персонажа с самыми лучшими генетическими чертами - гениальность, красота, сила, плодовитость - добавляю бессмертие - и начинаю за него оплодотворять самых генетически развитых женщин в зоне доступа. Потом, спустя несколько десятков лет, внезапно, оказывается, что самые генетически развитые женщины в зоне доступа - это дочери, внучки и правнучки персонажа. Ну и далее вы знаете - инцест во все края - гарем из дочерей, внучек и правнучек - так же, женю сыновей на сестрах, племянницах. Вы такие изумитесь, но как же всякие штуки типа вырождения и генетических заболеваний, присущих при злоупотреблении инцестом. Crusader Kings это все предусмотрено, и часто рождаются всякие вырожденцы, но тут в дело вступает естественный отбор и они просто не успевают продолжить свой род - в частности потому что мой персонаж не позволял им жениться (или убивал их). А если ты весь из себя сверхчеловек-осеменитель и твоя дочь-внучка-правнучка здоровая и плодовитая женщина, способная регулярно рожать десятки сыновей, а так же следующих жен тебе в гарем - то в чем собсна проблема то? Да, половина или более родится больными уродами, но зато другая половина сохранит и приумножит твой генетический потенциал.

Вот вам кстати и ответ, если кто-то спрашивал, почему в палеолите, люди не вырождались в локациях с низкой популяцией, где инцест являйся единственным способом продолжить свой род. Ну то есть, если ты здоровый мужик и вон, твоя дочь или сестра, или дочь-сестра точно такая же, здоровая женщина - какие тут проблемы могут быть (с точки зрения древнего человека)? Больные рождались уже скорее во втором и третьем и далее поколениях инцестуальных отношений, при накоплении неких пагубных черт/мутаций в генофонде, увеличивая вероятность вырождения - но эта вероятность никогда не была 100%-ой, и редко когда была больше чем 50%-ая. Те кто родился больным, часто не доживали до того, как смогли бы завести собственное потомство. А рожали раньше не как сейчас, по желанию, а при каждом удобном случае - брали количеством попыток. Допустим, из десяти беременностей на одну женщину, пять выкидышей, три больных вырожденца, которых, кстати, можно сразу съесть с голодухи (с точки зрения древнего человека), и два здоровых, одного из которых загрызет условный тигр на охоте, но вот второй то и продолжит род. И тд.

И это я к тому, что древность была самой благодатной почвой для всяких естественных генетических проектов среди зарождающихся обществ людей. Вождями, военачальниками, царями становились самые сильные, здоровые и умные. Естественно, за их яркое выделение из популяции, общество приписывало им магические черты, наделяло божественностью и придумывало мифы. Их дети часто рождались такими же здоровыми. И часто выходило, ради того чтобы сохранить магию/божественность в крови своей семьи, элита женила детей внутри своей династии. Ну, или на выходцев не менее престижной чужой династии, с такой же сильной магией в крови. Так что, по сути каждая династия, или даже совокупность династий в одном регионе - это генетический проект.

Сейчас конечно мы понимаем, инцест в успехе такой селекции имел скорее второстепенную роль. Времена были суровые даже для благородных людей, а потому выродки инцеста попросту не доживали до половозрелости. Сыновей обучали в суровых условиях, отправляли на охоту, грабеж или войну, при первом удобном случае. Прошедшие такую школу жизни - уже становились героями. А потом женили их на красивых родных и двоюродных сестрах, племянницах, родственницах. А некрасивых дочерей, скорее всего, гнобили, приносили в жертву, теряли в лесу, отдавали в духовное сословие, где в почете целибат (нужное подчеркнуть).

А вот, когда правящая династия неплохо устроилась, и рядом не с кем воевать - всех победили - инцест превращается в русскую рулетку. Ведь нет больше отбора, который бы отсеивал больных детей до их половозрелости. Династия все реже производит сильных отпрысков и дает слабым жениться - теряют власть и вырождаются или поглощаются более свежей и сильной династией.