Crianza selectiva - Selective breeding

Una vaca azul belga . El defecto en el gen de la miostatina de la raza se mantiene mediante la crianza en línea y es responsable de su crecimiento muscular magro acelerado.
Esta mezcla de chihuahua y gran danés muestra la amplia gama de tamaños de razas de perros creados mediante la cría selectiva.
Transformado crianza selectiva de teosinte 'pocos fruitcases s (izquierda) en moderna de maíz ' hileras de granos expuestos (derecha) s.

La cría selectiva (también llamada selección artificial ) es el proceso mediante el cual los seres humanos utilizan la cría de animales y de plantas para desarrollar selectivamente rasgos (características) fenotípicos particulares al elegir qué machos y hembras típicamente animales o vegetales se reproducirán sexualmente y tendrán descendencia juntos. Los animales domesticados se conocen como razas , normalmente criados por un criador profesional , mientras que las plantas domesticadas se conocen como variedades , cultígenos , cultivares o razas. Dos animales de raza pura de diferentes razas producen un cruce , y las plantas cruzadas se denominan híbridos . Las flores, hortalizas y árboles frutales pueden ser cultivados por aficionados y profesionales comerciales o no comerciales: los cultivos principales suelen ser de procedencia de los profesionales.

En la cría de animales , se utilizan técnicas como la consanguinidad , la cría en línea y el cruzamiento . En el fitomejoramiento se utilizan métodos similares. Charles Darwin discutió cómo la cría selectiva había tenido éxito en producir cambios a lo largo del tiempo en su libro de 1859, Sobre el origen de las especies . Su primer capítulo analiza la cría selectiva y la domesticación de animales como palomas , gatos , ganado y perros . Darwin usó la selección artificial como trampolín para presentar y apoyar la teoría de la selección natural .

La explotación deliberada de la cría selectiva para producir los resultados deseados se ha vuelto muy común en la agricultura y la biología experimental.

La cría selectiva puede ser involuntaria, por ejemplo, como resultado del proceso de cultivo humano; y también puede producir resultados no deseados, deseables o indeseables. Por ejemplo, en algunos granos, un aumento en el tamaño de la semilla puede ser el resultado de ciertas prácticas de arado más que de la selección intencional de semillas más grandes. Lo más probable es que haya habido una interdependencia entre factores naturales y artificiales que han dado lugar a la domesticación de las plantas.

Historia

La cría selectiva de plantas y animales se ha practicado desde la prehistoria temprana ; especies clave como el trigo , el arroz y los perros han sido significativamente diferentes de sus ancestros silvestres durante milenios, y el maíz , que requirió cambios especialmente grandes del teosinte , su forma silvestre, fue criado selectivamente en Mesoamérica . Los romanos practicaban la cría selectiva . Tratados de hasta 2000 años dan consejos sobre la selección de animales para diferentes propósitos, y estas obras antiguas citan autoridades aún más antiguas, como Magón el cartaginés . La noción de cría selectiva fue expresada más tarde por el erudito musulmán persa Abu Rayhan Biruni en el siglo XI. Anotó la idea en su libro titulado India , que incluía varios ejemplos.

El agricultor selecciona su maíz, dejando crecer tanto como necesita y arrancando el resto. El guardabosques deja las ramas que considera excelentes, mientras corta todas las demás. Las abejas matan a los de su especie que solo comen, pero no trabajan en su colmena.

-  Abu Rayhan Biruni , India

La cría selectiva fue establecida como una práctica científica por Robert Bakewell durante la Revolución Agrícola Británica en el siglo XVIII. Podría decirse que su programa de cría más importante fue con ovejas. Usando ganado nativo, pudo seleccionar rápidamente ovejas grandes pero de huesos finos, con lana larga y brillante. El Lincoln Longwool fue mejorado por Bakewell y, a su vez, el Lincoln se utilizó para desarrollar la raza posterior, llamada New (o Dishley) Leicester. No tenía cuernos y tenía un cuerpo cuadrado y carnoso con líneas superiores rectas.

Estas ovejas se exportaron ampliamente, incluso a Australia y América del Norte , y han contribuido a numerosas razas modernas, a pesar de que cayeron rápidamente en desuso a medida que cambiaron las preferencias del mercado en la carne y los textiles. Las líneas de sangre de estos New Leicesters originales sobreviven hoy como el Leicester inglés (o Leicester Longwool), que se mantiene principalmente para la producción de lana.

Bakewell también fue el primero en criar ganado para ser utilizado principalmente para carne. Anteriormente, el ganado se mantenía ante todo para tirar de arados como bueyes , pero cruzó vaquillas de cuernos largos y un toro de Westmoreland para finalmente crear el Dishley Longhorn . A medida que más y más agricultores siguieron su ejemplo, los animales de granja aumentaron drásticamente en tamaño y calidad. En 1700, el peso promedio de un toro vendido para el matadero era de 370 libras (168 kg). Para 1786, ese peso se había más que duplicado a 840 libras (381 kg). Sin embargo, después de su muerte, el Dishley Longhorn fue reemplazado por versiones de cuerno corto.

También crió el caballo Carro negro mejorado, que más tarde se convirtió en el caballo Shire .

Charles Darwin acuñó el término "cría selectiva"; estaba interesado en el proceso como una ilustración de su propuesto proceso más amplio de selección natural . Darwin señaló que muchos animales y plantas domesticados tenían propiedades especiales que se desarrollaron mediante la reproducción intencional de animales y plantas a partir de individuos que mostraban características deseables y desalentaban la reproducción de individuos con características menos deseables.

Darwin usó el término "selección artificial" dos veces en la primera edición de 1859 de su obra Sobre el origen de las especies , en el Capítulo IV: Selección natural y en el Capítulo VI: Dificultades en la teoría:

Por lento que pueda ser el proceso de selección, si el hombre débil puede hacer mucho con sus poderes de selección artificial, no veo límite para la cantidad de cambio, para la belleza y la infinita complejidad de las coadaptaciones entre todos los seres orgánicos, uno solo. con otro y con sus condiciones físicas de vida, que pueden verse afectadas a lo largo del tiempo por el poder de selección de la naturaleza.

-  Charles Darwin , Sobre el origen de las especies

Somos profundamente ignorantes de las causas que producen variaciones leves y sin importancia; e inmediatamente nos damos cuenta de esto al reflexionar sobre las diferencias en las razas de nuestros animales domesticados en diferentes países, más especialmente en los países menos civilizados donde ha habido poca selección artificial.

-  Charles Darwin , Sobre el origen de las especies

Cría de animales

Los animales con apariencia, comportamiento y otras características homogéneos se conocen como razas particulares o razas puras, y se crían sacrificando animales con rasgos particulares y seleccionando para la reproducción posterior aquellos con otros rasgos. Los animales de raza pura tienen una raza única y reconocible, y las razas puras con linaje registrado se denominan pedigrí . Los cruces son una mezcla de dos razas puras, mientras que las razas mixtas son una mezcla de varias razas, a menudo desconocidas. La cría de animales comienza con el ganado reproductor, un grupo de animales que se utilizan con el fin de la cría planificada. Cuando los individuos buscan criar animales, buscan ciertos rasgos valiosos en el ganado de pura raza para un determinado propósito, o pueden tener la intención de utilizar algún tipo de mestizaje para producir un nuevo tipo de ganado con habilidades diferentes y, se presume, superiores en un área de actividad determinada. Por ejemplo, para criar pollos, un criador normalmente tiene la intención de recibir huevos, carne y nuevas aves jóvenes para su posterior reproducción. Por lo tanto, el criador tiene que estudiar diferentes razas y tipos de pollos y analizar qué se puede esperar de un cierto conjunto de características antes de comenzar a criarlos. Por lo tanto, al comprar un plantel de reproducción inicial, el criador busca un grupo de aves que se adapte más al propósito previsto.

La cría de pura raza tiene como objetivo establecer y mantener rasgos estables, que los animales pasarán a la siguiente generación. Al "criar lo mejor con lo mejor", empleando un cierto grado de endogamia , un sacrificio considerable y una selección de cualidades "superiores", se podría desarrollar una línea de sangre superior en ciertos aspectos al stock base original. Dichos animales pueden registrarse en un registro de razas , la organización que mantiene los pedigríes y / o libros genealógicos . Sin embargo, la reproducción de un solo rasgo, la reproducción de un solo rasgo sobre todos los demás, puede ser problemática. En un caso mencionado por el conductista animal Temple Grandin , los gallos criados para un crecimiento rápido o músculos pesados ​​no sabían cómo realizar los típicos bailes de cortejo de los gallos, lo que alejaba a los gallos de las gallinas y los llevaba a matar a las gallinas después de aparearse con ellas. Un intento soviético de criar ratas de laboratorio con mayor inteligencia condujo a casos de neurosis lo suficientemente graves como para que los animales fueran incapaces de resolver ningún problema a menos que se usaran medicamentos como el fenazepam .

El fenómeno observable del vigor híbrido contrasta con la noción de pureza racial. Sin embargo, por otro lado, la cría indiscriminada de animales cruzados o híbridos también puede resultar en la degradación de la calidad. Los estudios en fisiología evolutiva , genética del comportamiento y otras áreas de la biología de los organismos también han hecho uso de la reproducción selectiva deliberada, aunque los tiempos de generación más largos y la mayor dificultad en la reproducción pueden hacer que estos proyectos sean desafiantes en vertebrados como los ratones domésticos .

Fitomejoramiento

Los investigadores del USDA han criado selectivamente zanahorias con una variedad de colores.

El fitomejoramiento se ha utilizado durante miles de años, y comenzó con la domesticación de salvajes plantas agrícolas en uniformes y predecibles cultígenos . Las variedades de alto rendimiento han sido particularmente importantes en la agricultura.

El fitomejoramiento selectivo también se utiliza en la investigación para producir animales transgénicos que se reproducen "verdaderos" (es decir, son homocigotos ) para genes insertados o eliminados artificialmente .

Cría selectiva en acuicultura

La cría selectiva en la acuicultura tiene un gran potencial para la mejora genética de peces y mariscos. A diferencia del ganado terrestre, los beneficios potenciales de la cría selectiva en la acuicultura no se hicieron realidad hasta hace poco. Esto se debe a que la alta mortalidad llevó a la selección de solo unos pocos reproductores, lo que provocó una depresión endogámica, que luego obligó al uso de reproductores silvestres. Esto fue evidente en los programas de cría selectiva para la tasa de crecimiento, lo que resultó en un crecimiento lento y una alta mortalidad.

El control del ciclo de reproducción fue una de las principales razones, ya que es un requisito para los programas de cría selectiva. La reproducción artificial no se logró debido a las dificultades para incubar o alimentar a algunas especies cultivadas como el cultivo de anguila y jurel. Una posible razón asociada con la tardía realización del éxito de los programas de cría selectiva en la acuicultura fue la educación de las personas interesadas: investigadores, personal asesor y piscicultores. La educación de los biólogos de peces prestó menos atención a la genética cuantitativa y los planes de reproducción.

Otro fue el fracaso de la documentación de las ganancias genéticas en generaciones sucesivas. Esto, a su vez, llevó al fracaso en la cuantificación de los beneficios económicos que producen los programas de cría selectiva exitosos. La documentación de los cambios genéticos se consideró importante ya que ayudan a afinar los esquemas de selección adicionales.

Rasgos de calidad en acuicultura

Las especies de acuicultura se crían por características particulares como la tasa de crecimiento, la tasa de supervivencia, la calidad de la carne, la resistencia a las enfermedades, la edad de maduración sexual, la fecundidad, las características de la concha como el tamaño de la concha, el color de la concha, etc.

  • Tasa de crecimiento: la tasa de crecimiento se mide normalmente como el peso corporal o la longitud corporal. Este rasgo es de gran importancia económica para todas las especies acuícolas, ya que una tasa de crecimiento más rápida acelera la rotación de la producción. Las tasas de crecimiento mejoradas muestran que los animales de granja utilizan su alimento de manera más eficiente a través de una respuesta correlacionada positiva.
  • Tasa de supervivencia: la tasa de supervivencia puede tener en cuenta los grados de resistencia a las enfermedades. Esto también puede ver la respuesta al estrés, ya que los peces bajo estrés son altamente vulnerables a las enfermedades. El estrés que experimentan los peces puede tener una influencia biológica, química o ambiental.
  • Calidad de la carne : la calidad del pescado tiene una gran importancia económica en el mercado. La calidad del pescado generalmente tiene en cuenta el tamaño, la carnosidad y el porcentaje de grasa, el color de la carne, el sabor, la forma del cuerpo, el aceite ideal y el contenido de omega-3.
  • Edad de maduración sexual : la edad de madurez en las especies acuícolas es otro atributo muy importante para los agricultores, ya que durante la maduración temprana las especies desvían toda su energía a la producción de gónadas que afectan el crecimiento y la producción de carne y son más susceptibles a problemas de salud (Gjerde 1986).
  • Fecundidad : como la fecundidad en pescados y mariscos suele ser alta, no se considera un rasgo importante para mejorar. Sin embargo, las prácticas de reproducción selectiva pueden considerar el tamaño del huevo y correlacionarlo con la supervivencia y la tasa de crecimiento temprano.

Respuesta de los peces a la selección

Salmónidos

Gjedrem (1979) mostró que la selección de salmón del Atlántico ( Salmo salar ) condujo a un aumento del peso corporal en un 30% por generación. El Centro de Genética AKVAFORSK en Noruega llevó a cabo un estudio comparativo sobre el rendimiento de un salmón del Atlántico selecto con el pescado salvaje. Los rasgos para los que se realizó la selección incluyeron la tasa de crecimiento, el consumo de alimento, la retención de proteínas, la retención de energía y la eficiencia de conversión del alimento. Los peces seleccionados tuvieron una tasa de crecimiento dos veces mejor, un 40% más de consumo de alimento y una mayor retención de proteínas y energía. Esto condujo a una eficiencia de conversión de la Fed un 20% mejor en general en comparación con el stock salvaje. El salmón del Atlántico también se ha seleccionado por su resistencia a enfermedades bacterianas y virales. La selección se realizó para comprobar la resistencia al virus de la necrosis pancreática infecciosa (IPNV). Los resultados mostraron una mortalidad del 66,6% para las especies de baja resistencia, mientras que las especies de alta resistencia mostraron una mortalidad del 29,3% en comparación con las especies silvestres.

Se informó que la trucha arco iris ( S. gairdneri ) mostró grandes mejoras en la tasa de crecimiento después de 7 a 10 generaciones de selección. Kincaid y col. (1977) demostraron que se pueden lograr ganancias de crecimiento del 30% mediante la cría selectiva de truchas arco iris durante tres generaciones. Se registró un aumento del 7% en el crecimiento por generación para la trucha arco iris por Kause et al. (2005).

En Japón, se ha logrado una alta resistencia al IPNV en la trucha arco iris mediante la cría selectiva del stock. Se encontró que las cepas resistentes tenían una mortalidad promedio del 4,3%, mientras que se observó una mortalidad del 96,1% en una cepa muy sensible.

Se encontró que el aumento de peso del salmón coho ( Oncorhynchus kisutch ) fue de más del 60% después de cuatro generaciones de reproducción selectiva. En Chile, Neira et al. (2006) realizaron experimentos sobre fechas tempranas de desove en salmón coho. Después de la cría selectiva de los peces durante cuatro generaciones, las fechas de desove fueron 13 a 15 días antes.

Ciprínidos

Los programas de cría selectiva de la carpa común ( Cyprinus carpio ) incluyen la mejora del crecimiento, la forma y la resistencia a las enfermedades. Los experimentos llevados a cabo en la URSS utilizaron cruces de reproductores para aumentar la diversidad genética y luego seleccionaron las especies por rasgos como tasa de crecimiento, rasgos exteriores y viabilidad, y / o adaptación a condiciones ambientales como variaciones de temperatura. Kirpichnikov y col. (1974) y Babouchkine (1987) seleccionaron la carpa Ropsha por su rápido crecimiento y tolerancia al frío. Los resultados mostraron una mejora del 30-40% al 77,4% en la tolerancia al frío, pero no proporcionaron datos sobre la tasa de crecimiento. Se observó un aumento en la tasa de crecimiento en la segunda generación en Vietnam. Moav y Wohlfarth (1976) mostraron resultados positivos al seleccionar un crecimiento más lento durante tres generaciones en comparación con la selección para un crecimiento más rápido. Schaperclaus (1962) mostró resistencia a la enfermedad de hidropesía en la que las líneas seleccionadas sufrieron una baja mortalidad (11,5%) en comparación con las no seleccionadas (57%).

Canal de bagres

Se observó que el crecimiento aumentaba entre un 12 y un 20% en Iictalurus punctatus criados selectivamente . Más recientemente, se encontró que la respuesta del bagre de canal a la selección para mejorar la tasa de crecimiento fue de aproximadamente 80%, es decir, un promedio de 13% por generación.

Respuesta de los mariscos a la selección

ostras

La selección por peso vivo de ostras del Pacífico mostró mejoras que oscilan entre el 0,4% y el 25,6% en comparación con la población silvestre. Las ostras de Sydney-rock ( Saccostrea commercialis ) mostraron un aumento del 4% después de una generación y un aumento del 15% después de dos generaciones. Las ostras chilenas ( Ostrea chilensis ), seleccionadas para mejorar el peso vivo y la longitud de la concha, mostraron una ganancia de 10 a 13% en una generación. Bonamia ostrea es un parásito de protistan que causa pérdidas catastróficas (casi el 98%) en la ostra plana europea Ostrea edulis L. Este parásito de protistan es endémico de tres regiones de ostras en Europa. Los programas de cría selectiva muestran que la susceptibilidad de O. edulis a la infección difiere entre las cepas de ostras en Europa. Un estudio realizado por Culloty et al. mostró que las ostras 'Rossmore' en el puerto de Cork, Irlanda, tenían una mejor resistencia en comparación con otras cepas irlandesas. Un programa de cría selectiva en el puerto de Cork utiliza reproductores de 3 a 4 años de edad y se controla aún más hasta que un porcentaje viable alcanza el tamaño del mercado.

A lo largo de los años, las ostras 'Rossmore' han demostrado tener una menor prevalencia de infección por B. ostreae y un porcentaje de mortalidad más bajo. Ragone Calvo y col. (2003) criaron selectivamente la ostra oriental, Crassostrea virginica , por su resistencia contra los parásitos coexistentes Haplosporidium nelson (MSX) y Perkinsus marinus (Dermo). Lograron una doble resistencia a la enfermedad en cuatro generaciones de cría selectiva. Las ostras mostraron mayores tasas de crecimiento y supervivencia y una baja susceptibilidad a las infecciones. Al final del experimento, C. virginica seleccionada artificialmente mostró una tasa de supervivencia entre un 34% y un 48% más alta.

Camarones Penaeid

La selección para el crecimiento de camarones Penaeid arrojó resultados exitosos. Un programa de cría selectiva para Litopenaeus stylirostris registró un aumento del 18% en el crecimiento después de la cuarta generación y un crecimiento del 21% después de la quinta generación. Marsupenaeus japonicas mostró un aumento del 10,7% en el crecimiento después de la primera generación. Argue y col. (2002) llevaron a cabo un programa de cría selectiva en el camarón blanco del Pacífico, Litopenaeus vannamei en The Oceanic Institute, Waimanalo, EE. UU. De 1995 a 1998. Informaron respuestas significativas a la selección en comparación con los camarones de control no seleccionados. Después de una generación, se observó un aumento del 21% en el crecimiento y un aumento del 18,4% en la supervivencia al TSV. El virus del síndrome de Taura (TSV) causa una mortalidad del 70% o más en los camarones. CI Oceanos SA en Colombia seleccionó a los sobrevivientes de la enfermedad de estanques infectados y los utilizó como padres para la próxima generación. Obtuvieron resultados satisfactorios en dos o tres generaciones en las que las tasas de supervivencia se acercaron a los niveles anteriores al brote de la enfermedad. Las grandes pérdidas resultantes (hasta el 90%) causadas por el virus de la necrosis hipodérmica y hematopoyética infecciosa (IHHNV) hicieron que varias industrias camaroneras comenzaran a criar selectivamente camarones resistentes a esta enfermedad. Los resultados exitosos llevaron al desarrollo de Super Shrimp, una línea seleccionada de L. stylirostris que es resistente a la infección por IHHNV. Tang y col. (2000) confirmaron esto al no mostrar mortalidad en las postlarvas y juveniles de Super Shrimp desafiados con IHHNV.

Especies acuáticas versus ganado terrestre

Los programas de cría selectiva de especies acuáticas ofrecen mejores resultados en comparación con el ganado terrestre. Esta mayor respuesta a la selección de especies acuáticas cultivadas se puede atribuir a lo siguiente:

  • Alta fecundidad en pescados y mariscos de ambos sexos, lo que permite una mayor intensidad de selección.
  • Gran variación fenotípica y genética en los rasgos seleccionados.

La cría selectiva en la acuicultura proporciona beneficios económicos notables a la industria, el principal es que reduce los costos de producción debido a tasas de rotación más rápidas. Esto se debe a tasas de crecimiento más rápidas, menores tasas de mantenimiento, mayor retención de energía y proteínas y una mejor eficiencia alimenticia. La aplicación de dicho programa de mejoramiento genético a las especies acuícolas aumentará la productividad para satisfacer las crecientes demandas de las poblaciones en crecimiento.

Ventajas y desventajas

La cría selectiva es una forma directa de determinar si un rasgo específico puede evolucionar en respuesta a la selección. Un método de reproducción de una sola generación no es tan preciso ni tan directo. El proceso también es más práctico y más fácil de entender que el análisis de hermanos. La cría selectiva es mejor para rasgos como la fisiología y el comportamiento que son difíciles de medir porque requiere menos individuos para realizar pruebas que las pruebas de una sola generación.

Sin embargo, existen desventajas en este proceso. Debido a que un solo experimento realizado en reproducción selectiva no puede usarse para evaluar un grupo completo de variaciones genéticas, se deben realizar experimentos individuales para cada rasgo individual. Además, debido a la necesidad de experimentos de reproducción selectiva que requieran el mantenimiento de los organismos probados en un laboratorio o invernadero , no es práctico utilizar este método de reproducción en muchos organismos. Las instancias de apareamiento controlado son difíciles de llevar a cabo en este caso y este es un componente necesario de la cría selectiva.

Ver también

Referencias

Bibliografía

Otras lecturas

enlaces externos