ژنتیک و اصلاح دام

حیوانات به‌طور عموم در زندگى بشرى و به‌خصوص در زندگى دامپروران اهمیت ویژه‌اى و جاى مخصوصى دارند و اهمیت اقتصادى تولیدات دامى زیاد است.

---

ژنتیک و اصلاح دام
حیوانات به‌طور عموم در زندگى بشرى و به‌خصوص در زندگى دامپروران اهمیت ویژه‌اى و جاى مخصوصى دارند و اهمیت اقتصادى تولیدات دامى زیاد است.
پرورش دام‌کارى سخت و وقتگیر مى‌باشد، هراندازه هم دامپرور به کار و حیوانات علاقه داشته باشد، چون هدف نهائى درآمد بیشتر است، بدین جهت اولین هدف دامپرور افزایش تولید و مثل و نتیجتاً درآمد بیشتر است. باتوجه به این امر مى‌بایستى کارهاى انجام شده مفید و اقتصادى باشد.
هر دامپرورى در گله خود که تحت شرایط یکسانى از هر نظر پرورش داده مى‌شود، به حیواناتى با سطوح تولید مختلف برخورد مى‌کند. از دو حیوانى که در تحت شرایط یکسان پرورشى آنکه تولید بیشترى داشته باشد، پرورش و نگهدارى آن استفادهٔ بیشترى خواهد داشت، روى این اصل سعى دامپرور بر این خواهد بود که تمام افراد گله آن را حیواناتى که تولید بالا دارند تشکیل بدهند.
دامپرور و یا دامپروران براى افزایش تولید حیوانات خود کارهاى مختلفى انجام مى‌دهند و به مرور افزایش تولید را در نتایج حیوانات مشاهده مى‌کنند؛ طورى که تولید حیوانات زراعى امروزه نسبت به ۱۰۰ سال پیش چندین برابر شده است.
اصلاح دام از نظر لغوى به معنى بهتر کردن دام و هدف از اصلاح نژاد به‌دست آوردن حیواناتى با تولید و سود بیشتر است در اثر اصلاح‌نژاد از حیوانات با جثهٔ کوچک و تولید کم حیواناتى با جثهٔ بزرگ و تولید بیشترر به‌دست آمده است، به کلیهٔ اقدامات و فعالیت‌هائى که سبب مى‌شوند در نسل‌هاى بعدى حیوانات، تولید بیشتر و سود فراوان‌ترى حاصل شود اصلاح‌نژاد گفته مى‌شود.
با توجه به محدودیت زمین‌هاى قابل کشت جهت تأمین احتیاجات غذائى جمعیت در حال افزایش سریع نمى‌توان زمین‌هاى زراعى را وسعت داده و غذاى بیشترى تولید کرد؛ ولی، مى‌توان با به‌کار بردن اصول و روش‌هائى در واحد سطح، تولید را افزایش داد؛ همین‌طور براى تأمین احتیاجات غذائى با منشاء دامى تعداد حیوانات زراعى را نمى‌توان به‌شدت افزایش داد، باید راه‌هائى را که سبب افزایش تولیدات دامى مى‌شود، جستجو کرد. کارهاى اصلاح نژادى حیوانات بر دو اساس استوار است: ۱. بهتر کردن ژنوتیپ ۲. بهتر کردن شرایط محیط زیست: تولیدات امروزه حیوانات هم از نظر کمى و هم از نظر کیفى در مقایسه با ۱۵۰-۱۰۰ سال پیش خیلى بیشتر و بهتر شده است، حیوانات مى‌توانند با غذاى کم، گوشت، شیر، تخم‌مرغ و پشم بیشترى تولید بکنند. این پیشرفت‌‌هاى بیشتر در نتیجه به‌کارگیرى علم ژنتیک صورت گرفته است.
در سال‌هاى ۱۸۵۷-۱۸۶۵ مندل مشاهده کرد که رنگ و ارتفاع نخودها به نسل بعدى منتقل مى‌شود. اصلاح‌کنندگان حیوانات زراعى از این قاعده در انتخاب حیوانات براى بهتر کردن اولاد و تولید بیشتر در نسل‌هاى بعدى استفاده کردند.
سلول و تقسیم سلولى
بدن یک حیوان از میلیون‌ها واحد به‌نام سلول ساخته شده است. هر سلول دارى یک هسته است که جنس آن از پروتوپلاسم است و دور هسته را سیتوپلاسم فرا گرفته و سیتوپلاسم به‌وسیلهٔ دیوارهٔ سلول احاطه شده است. زندگى هر حیوانى از یک سلول شروع مى‌شود، این سلول تقسم شده و دو سلول ایجاد مى‌کند و تقسیمات ادامه پیدا مى‌کند تا اینکه گروهى از سلول‌ها را که بافت‌ها و ارگان‌هاى مختلف بدن از آنها به‌وجود مى‌آیند، تشکیل مى‌دهد در داخل هسته اجسام نوارى شکلى وجود دارند که کروموزوم نامیده مى‌شود کروموزوم‌ها به دو دسته تقسیم مى‌شوند کروموزوم‌هاى جنسى (Sexchromosome) و کروموزوم‌هاى بدنی(Autosome) کروموزوم‌ها در سلول‌ها به‌صورت جفت بوده (به‌جز در سلول‌هاى جنسی) و تعداد آنها در یک سلول بدنى یک گونه عدد ثابتى است. در  زیر تعداد کروموزوم‌هاى حیوانات مختلف نشان داده شده است.

    گاو   ۳۰      خوک  ۱۹         گوسفند ۲۷       بز  ۳۰         اسب  ۳۰        مرغ  ۳۹        بوقلمون ۴۱

    کروموزوم‌ها دوبه‌دو لنگه و نظیر یکدیگر هستند، یعنى هر کروموزوم صاحب یک لنگه همتاى خود است که به آن جفت همولوگ گفته مى‌شود کروموزوم‌ها در فعالیت حیاتى و مخصوصاً در انتقال صفات ارثى اهمیت به‌سزائى دارند.
در روى هر کروموزوم تعداد زیادى برجستگى‌هاى کوچک قرار داد که ژن نامیده مى‌شود و این ژن‌ها مسؤل انتقال صفات از والدین به فرزندان مى‌باشد. هر ژن در روى کروموزوم محل معینى را اشغال مى‌کند که در اصطلاح به آن جایگاه ژن یا لوکوس (Locus) گویند. به فرم‌هاى مختلف یک ژن یک در روى کروموزوم‌‌هاى همولوگ نقاط مشابهى را اشغال مى‌نمایند آلل (Allele) گویند.
 ژن و انتقال صفات
هر حیوانى داراى صفات متعددى است، رنگ اندازه بدن، شاخدار و یا بى‌شاخ بودن، اینها تعداد کمى از صفاتى هستند که از والدین به اولاد منتقل مى‌شوند. این صفات به‌وسیلهٔ ژن‌ها کنترل مى‌شوند. ژن‌ها مولکول‌هاى بسیار ریز و پیچیده‌اى هستند که در روى کروموزوم‌ها قرار دارند و هر حیوانى حاوى هزاران جفت ژن است که نصف آن از پدر و نصف دیگر آن از مادر به ارث رسیده است و مجموعاً ژنوتیپ حیوان را تشکیل مى‌دهد.
ژنوتیپ مشخص‌کننده حدود قابلیت عملکرد حیوان در صفات مختلف است. هرجفت ژن تعدادى از صفات را کنترل مى‌کند. بعضى از صفات توارث‌پذیرى زیادى دارد ولى در بعضى دیگر توارث‌پذیرى کم است.
اگر صفتى توارث‌پذیرى زیادى داشته باشد اصلاح آن صفت در حیوان به‌سرعت انجام خواهد گرفت و برعکس براى صفاتى با توارث‌پذیرى کم اصلاح به‌کندى پیشرفت خواهد داشت؛ به‌عبارت دیگر، براى بهبود چنین صفاتى احتیاج به تولید نسل‌هاى زیادى است تا یک صفت به‌صورت قوى درآید. در جدول زیر نسبت توارث‌پذیرى بعضى از صفات گاوها آورده شده است.
اصلاح‌کنندگان دام صفاتى را انتخاب مى‌کنند که کاربرد آن در حیوان مهم است. مثلاً در گاوهاى شیرى صفاتى مورد اصلاح قرار مى‌گیرند که در رابطه با کمیت و کیفیت شیر است و یا در طیور خاصیت جوجه درآورى تخم‌مرغ (Hatchability)، میزان رشد، خاصیت حیاتى (Livability) و سرزندگى (Vability) تولید مرغ و قدرت رشد سریع فاکتورهاى محیطى مثل تغذیهٔ، روش‌هاى شیردوشى و نظایر آن مشخص خواهند کرد که تا چه حد حیوان به قابلیت موردنظر دست یافته است، در واقع کل عملکرد حیوان مجموع اثر محیط و ژنوتیپ است.
جدول نسبت توارث‌پذیرى بعضى از صفات در گاوها

    
  ژنوتیپ به حیوان استعداد انجام عملى را مى‌دهد و محیط شرایط لازم براى انجام عمل را فراهم مى‌سازد؛ به‌عبارت دیگر، فنوتیپ و ژنوتیپ هر دو مهم و تعیین‌کننده هستند.
انواع توارث
صفات کمى و کیفى هر دو به ارث مى‌رسند، صفت کیفى مثل رنگ، وجود و یا عدم وجود شاخ، محیط نمى‌تواند اثرى در تظاهر این صفات داشته باشد.
صفت کمى مثل تولید شیر خصوصیات فیزیکى بدن تمام گاوها از نظر ژنتیکى قابلیت تولید شیر را دارند؛ ولى در سطوح متفاوتی، تظاهر این صفات شدیداً تحت تأثیر عوامل محیطى است. به‌عنوان مثال، اگر گاوى استعداد ژنتیکى تولید ۸۰۰۰ کلیوگرم شیر در هر دوره لاکتاسیون داشته باشد، ولى مواد مغذى لازم جهت تولید ۵۰۰/۳ کیلو شیر در اختیار حیوان قرار گیرد کمتر از یک‌دوم استعداد ژنتیکى حیوان به‌علت محدود بودن شرایط تظاهر خواهد کرد.
در جریان انتخاب ژن جدیدى تولید نمى‌شود بلکه اصلاح ژنتیکى گله در اثر کاستن از تعداد صفات نامطلوب و افزایش صفات خوب و مطلوب سبب بهبود ژنتیکى گله مى‌شود.
تمام اصلاح‌کنندگان حیوانات اهلى شامل گاوهاى شیرى از زمان اهلى شدن حیوانات سعى خود را در اصلاح قابلیت ژنتیکى حیوانات براى عملکرد بهتر بوده است. تا سال‌ها پیش پیشرفت اصلاح در گاوهاى شیرى به‌علت نبودن امکانات کافى در تشخیص گاوهاى عالى از نظر ژنتیکی، زیاد بودن فاصله دو نسل در گاو و عملکرد بسیارى از صفات مثل تولید شیر فقط در ماده‌ها کند بوده است. على‌رغم این محدودیت‌ها پیشرفت‌هاى قابل توجهى در افزایش فرکانس ژن‌هاى مطلوب و در کاهش ژن‌هاى نامطلوب صورت گرفته است. با وجود این هنوز هم ژن‌هاى نامطلوب وجود دارند و تظاهر صفات آنها ادامه دارد که نتیجهٔ آن کاهش عملکرد حیوانات است. انتخاب دقیق این شانس را با اولاد مى‌دهد که به ژن‌هاى مطلوب دست یابند و شانس رسیدن ژن‌هاى نامطلوب را کاهش مى‌دهند. بدون اغراق ژن‌ها مى‌توانند میلیون‌ها جور با یکدیگر ترکیب بشوند.
نتیجه بارورى گاوهاى شیرى تماماً قابل پیش‌بینى نیست؛ جفتگیرى گاو نر عالى با ماده گاوهاى با عملکرد بسیار خوب، همیشه نتیجه آن تولید اولاد عالى نمى‌شود، زیرا اولاد ممکن است یک ژن ضعیفى از یک صفت را از پدر و یا مادر و یا هر دو به ارث برده باشد. با وجود این، مى‌توان با انتخاب کردن حیواناتى با نسبت ژن‌هاى مطلوب زیاد این اعمال را خیلى کاهش داد. در اثر انتخاب والدین با صفات خوب به‌علت افزایش ژن‌هاى مطلوب، ژن‌ها و صفات نامطلوب کاهش پیدا مى‌کنند. باوجود این انتخاب‌ها و افزایش صفات و ژن‌هاى نامطلوب کاهش پیدا مى‌کنند. با وجود این انتخاب‌ها و افزایش صفت و ژنهاى مطلوب ما مى‌توانیم شاهد نسل‌هائى با صفات نامطلوب در گله باشیم که آنها مى‌بایستى حذف بشوند.
با وجود اینکه ۵۰% ژن‌هاى اولاد از پدر و ۵۰% بقیه از مادر منتقل مى‌شود، اصلاح ژنتیکى در گاوهاى شیرى در نتیجهٔ انتخاب گاوهاى نر خوب است. این عمل از این نظر است که گاو نر اولاد زیادى مى‌تواند داشته باشد و مى‌توان تعداد زیادى را حذف کرد ولى امکان ندارد که تعداد زیادى از ماده گاوها را در گله حذف کرد. با به‌کار بردن تلقیح مصنوعی، از یک گاو نر هزاران گوسالهٔ نر متولد خواهد شد که یک و یا دو تا از گوساله‌هاى نر براى اصلاح کافى است، در مقابل بیش از ۷۰% گوساله‌هاى ماده متولد شده براى تولید و تولیدمثل در یک گله موردنیاز هستند. جهت رسیدن به ماکزیمم قابلیت ژنتیکى در صفات مهم اقتصادى رعایت نکات زیر توصیه مى‌شود:
۱. شناسائى و تثبیت رکورد اجداد هر حیوان در گله.
۲. مشخص کردن اهداف و مقاصد در هر گله
۳. معین کردن صفاتى که مى‌بایستى و یا مى‌توانند در اثر انتخاب اصلاح بشوند.
۴. مشخص کردن وضعیت فعلى گله با درنظر گرفتن صفات موردنظر.
۵. ارزیابى منابع اطلاعاتى قابل دسترسى براى تشخیص حیوانات با ژنوتیپ عالی.
۶. جلوگیرى از به‌کار بردن گاوهاى نرى که داراى ژنوتیپ بد و یا صفات نامطلوبى هستند.
۷. بارور کردن تعداد کمى از گاوها با گاوهاى نر جوان تازه انتخاب شده.
شناسائى و ثبت رکوردها
هر حیوانى ک در گله به دنیا مى‌آید منظور از پرورش آن هرچه مى‌خواهد باشد باید این حیوان شناسائى بشود، براى شناسائى از روش‌هاى مختلفى مثل خال‌کوبی، گرفتن عکس، داغ (Freeze Branding) سرد و یا داغ گرم (Hot Branding) استفاده مى‌شود. این عمل براى شناسائى دقیق ژنتیکى یک گاو نر با عملکرد خوب ضرورى است.
ثبت عملکردها
براى انتخاب هر حیوانی، نر و یا ماده داشتن اطلاعاتى در مورد عملکرد آنها ضرورى است. ثبت تولید فردى تک‌تک گاوها اطلاعاتى را فراهم مى‌کند که با تکیه بر این اطلاعات گاوهائى که تولید کمى دارند و یا عملکرد آنها ضعیف است حذف و گاوها با تولید بالا در گله نگه داشته مى‌شوند.
مشخص کردن اهداف، تشخیص صفات
خیلى بندرت اتفاق مى‌افتد که دو گله‌دار هدف یکسانى داشته باشند. با وجود این مشخص کردن هدف از عوامل اصلاحى مهم است زیرا پس از مشخص شدن هدف به‌کار بردن اصول اصلاح و به‌کار گرفتن وسایل اصلاح در به هدف رسیدن کمک زیادى مى‌کنند. صفات مطلوب متفاوتى در گاو هست که هر گاودارى بدون در نظر گرفتن نژاد گاو و درجه‌بندى گاو دنبال آن صفات است.
این صفات عبارتند از:
۱. تولید بالاى شیر
۲. ترکیب قابل قبول شیر (چربى، مواد جامد غیرچربى، پروتئین و...)
۳. تیپ قابل قبول و مفید (اتصال محکم اعضاء، خصوصیات شیروارى و...).
روشهاى اصلاح ژنتیکى در حیوانات
همخونى (Inbreeding)
در این روش افرادى که با یکدیگر خویشاوندى نزدیکى دارند جفتگیرى مى‌کنند، مثل پدر با دختر، پسر با مادر و یا برادر با خواهر. این روش جفتگیرى سبب افزایش تشابه ژنوتیپى در اولاد شده و هموزیگوتى افزایش یافته و هتروزیگوتى در گله کم مى‌شود. در این روش احتمال اینکه اولاد از پدر و مادر ژن‌ها و صفات مشابهى را به ارث ببرند زیاد است.
عده زیادى از صفات ناپسندیده معمولاً به‌صورت مخفى و مغلوب ممکن است در یک فامیل وجود داشته باشد و وقتى که هم‌خونى انجام مى‌گیرد این صفات مغلوب و ناپسندیده که در پدر و مادر به‌صورت هتروزیگوت است با هم ترکیب شده و به‌صورت هموزیگوت به اولاد منتقل شده و تظاهر مى‌کنند.
اثرات این روش از جفتگیرى به شرح زیر است: ۱. صفات منسوب به ژن‌هاى مغلوب در گله تظاهر مى‌کنند و با استفاده از آن مى‌توان حیوانات حامل ژن موردنظر را تشخیص داد. ۲. سبب افزایش تشابه حیوانات در داخل یک نژاد و یا در داخل یک گروه مى‌شود. ۳. کم شدن خاصیت جوجه‌درآورى و رشد، کاهش تولید تخم‌مرغ، افزایش مرگ و میر در گوساله‌ها، کاهش نسبت رشد، کوچک شدن جثهٔ حیوانات، افت کیفیت خصوصیات ظاهرى ۴. کاهش عملکرد تولید و مثل در حیوان مى‌شود. حدس زده مى‌شود که به ازاء هر ۱% هم‌خونى ۴/۰% تا ۵/۰% از تولید شیر حیوان کم مى‌‌‌شود.
با درنظر گرفتن این موارد، این روش براى اصلاح یک طریقه کاربردى توصیه مى‌‌شود.
آمیخته‌گرى (Cross breeding)
در این روش از اصلاح دو حیوان از نظر ژنوتیپى خالص ولى از نژادهاى مختلف با یکدیگر تلاقى داده مى‌شود.
اثر این روش جفتگیری، ترکیب کردن عده‌اى ژن مطلوب از منابع مختلف است اکثراً در این موارد به صفات غالب اهمیت داده مى‌شود. بدین جهت اولاد حاصل از این روش حاوى تعداد زیادى ژن‌هاى غالب به‌صورت هتروزیگوت مى‌باشند که بعضى از این ژن‌ها از یک والد و برخى از والد دیگر به ارث مى‌رسد. روى این اصل این آمیخته‌ها از نظر تعداد ژن‌هاى غالب بر پدر و مادر خود برترى دارند. این روش جفتگیرى سبب افزایش زنده ماندن گوساله، افزایش نسبت رشد و بارورى مى‌شود، از این روش در مرغدارى‌هاى تجارى براى تهیه مرغ‌هاى تخمى و یا گوشتى و به‌خصوص براى تهیه جوجه کبابى استفاده مى‌کنند. در مواردى براى تهیه بره‌هاى پروارى نیز از این روش استفاد مى‌شود این نوع آمیخته‌گرى فقط در یک نسل انجام مى‌گیرد و ارزش اصلاح‌نژادى آمیخته‌ها کم است. در مورد گاو تولید شیر نتایج متوسط تولید دو نژاد خواهد بود بدین جهت آمیخته‌گرى در گاو خیلى متداول نیست.
جفتگیرى فامیل‌هاى مختلف یک نژاد (Out breeding)
در این روش افراد از یک نژاد ولى با نسبت خویشاوندى بسیار دور با یکدیگر جفتگیرى مى‌کنند. این طریقه متداول‌ترین روش براى تهیهٔ نژادهاى خالص مى‌باشد و معایب هم‌خونى را هم ندارد. این روش جفتگیرى سبب افزایش عملکرد تولیدمثل، افزایش کیفیت خصوصیات ظاهرى مى‌شود. در این روش مى‌توان امید داشت که نسل‌‌هاى بعدى بازدهى بیشترى خواهند داشت.