Praktyczne zastosowanie genetyki w hodowli ryb akwariowych cz. I
(Przedruk elektroniczny za zgodą PZA z czasopisma "Akwarium" nr 5-6/88)
Władysław Turek
W akwarystyce obserwuje się od dawna istnienie dwóch zasadniczych kierunków. Jednym z nich
jest szukanie i adaptacja do warunków akwaryjnych nowych gatunków ryb. Ryby te są
utrzymywane w tak zwanej formie dzikiej. Kierunek ten stawia przed miłośnikami wiele
problemów do rozwiązania, z których zasadniczymi są: umiejętność stworzenia właściwych
warunków bytowych (temperatura, twardość wody, jej odczyn, światło, rodzaj pożywienia itp.) oraz
doprowadzenie nowych mieszkańców do rozmnażania się.
Akwaryści są w tym wypadku zdani na te gatunki, które znajdują się aktualnie na rynku. W
warunkach polskich nowe gatunki ryb trafiają do amatorów z dużym opóz
nieniem i zazwyczaj
dopiero wtedy, gdy dany gatunek staje się już stosunkowo popularny w krajach zachodnich. Z
bezpośrednim importem ryb dzikich nie spotykamy się praktycznie wcale. Do kierunku tego należy
również zaliczyć coraz popularniejszą w krajach zachodnich hodowlę ryb z mórz tropikalnych.
Drugim kierunkiem jest otrzymywanie nowych form ryb tych gatunków, które od dawna
zadomowiły się w akwariach, są stosunkowo łatwe w hodowli i praktycznie stały się już
zwierzętami "udomowionymi". Kształt, barwy tych ryb oraz inne cechy jak np. sposób poruszania
się odbiegają nieraz daleko od tych samych cech ich dzikich przodków.
Przykładem są tu najróżniejsze formy karasia, bojownika, skalara, mieczyka, a szczególnie cała
gama najróżniejszych
odmian gupika. Ten kierunek akwarystyki stoi otworem przed polskimi hodowcami i na tym potu
możemy osiągnąć nie mniejsze rezultaty, niż nasi koledzy z krajów zachodnich.
Aby jednak osiągnąć w tej dziedzinie efekty nie można zdać się na działanie samego przypadku i
czekać na samorzutne pojawienie się nowej formy, lecz należy pracować celowo opierając się na
podstawach naukowych oraz wypróbowanych metodach zastosowania tych podstaw w praktyce.
Temu celowi chcę poświęcić treść mojego artykułu. Omówię w nim, w najbardziej skrótowy
sposób, podstawy genetyki czyli nauki o dziedziczności a następnie przedstawię metody, jakimi
należy się posługiwać aby dążyć świadomie do zamierzonego celu, którym może być utrwalanie w
hodowli istniejących już odmian i form ryb; ulepszanie cechy, na której nam zależy względnie
uzyskanie egzemplarzy o nowych, dotychczas nie spotykanych cechach. Dla usystematyzowania
całości podzielę go na kilka podrozdziałów.
Genetyka ogólna
Genetyką nazywamy naukę biologiczną, zajmującą się badaniem dziedziczności i zmienności
organizmów roślinnych i zwierzęcych. Tłumaczy nam ona, dlaczego dzieci są podobne, choć nie
identyczne, do rodziców, dlaczego wszystkie osobniki jednego gatunku są do siebie podobne, a
zarazem różne od osobników innego gatunku, choćby bardzo zbliżonego. Tłumaczy również,
dlaczego możliwe jest pojawianie się wśród tego samego gatunku osobników odmiennych pod
względem jakiejś cechy.
W świadomej hodowli, obojętnie, czy będzie to hodowla ryb akwaryjnych, owiec czy roślin
uprawnych, korzystamy zarówno z jednego jak i z drugiego kierunku badań, prowadzonych przez
genetyków. W pewnych wypadkach, gdy zależy nam na utrzymaniu w następnych pokoleniach
jakiejś cechy, np. czarnego zabarwienia u skalara, stosujemy metody prowadzące do zapewnienia
występowania tej cechy u maksymalnej ilości potomstwa. W innych zaś, stosując inne metody,
dążymy do wytworzenia nowej, niespotykanej dotychczas, a korzystnej z pewnych względów
cechy, np. nowego kształtu płetwy grzbietowej, rozwidlenia ogona, czy uzyskania nowego,
normalnie nie występującego u danego gatunku, zabarwienia.
Wiemy, że wszystkie wyższe organizmy, zarówno roślinne jak i zwierzęce; rozwijają się z jednej
komórki, pochodzącej z połączenia dwóch komórek zwanych gametami, jednej wyprodukowanej
przez matkę (tzw. jaja) i drugiej, wyprodukowanej przez ojca (tzw. plemnika). Połączona komórka
nazywana jest zygotą. Z zygoty rozwija się całkowity organizm, składający się nieraz z wielu
milionów różnego rodzaju komórek, które powstają z podziału, a więc można powiedzieć, że
wszystkie pochodzą od zygoty. Jeżeli w każdym wypadku z zapłodnionego jaja gupika powstaje
gupik, a z zapłodnionego jaja skalara powstaje skalar, to możemy z całą pewnością stwierdzić, że w
zygocie istnieje pełna informacja, jak ma być ostatecznie ukształtowany cały organizm. Wiadomo
również, że jeżeli rodzice różnią się między sobą jakimiś cechami (np. barwą, kształtem płetw itp.)
to dzieci mogą się różnić między sobą, niektóre są podobne do matki, inne do ojca lub też są
pośrednie między nimi. Mogą pojawić się również osobniki niepodobne ani do ojca, ani do matki,
wykazujące natomiast jakąś nową, nie spotykaną dotychczas cechę. Bywa również tak, że rodzice
są pod względem pewnej cechy identyczni (np. dwa tzw. dymne skalary) natomiast wśród ich dzieci
spotykamy osobniki różne (w naszym przykładzie otrzymamy skalary czarne, dymne oraz o
zabarwieniu normalnym, tzw. dzikim).
Aby te zjawiska wytłumaczyć, należy w pierwszym rzędzie zapoznać się w dużym skrócie z
budową komórek oraz procesami zachodzącymi w czasie podziału i łączenia się komórek
rozrodczych.
Podstawowymi składnikami komórki są plazma i jądro. Choć otaczająca jądro plazma bierze
również udział w procesach dziedziczenia, jednak zasadnicze znaczenie ma w tym wypadku jądro:
obserwowane pod mikroskopem jest bezbarwne, ale po zabarwieniu widoczna jest w jego wnętrzu
siateczka substancji zwanej chromatyną. W czasie podziału komórki musi dojść również do
podziału jądra. W trakcie podziału chromatyna zagęszcza się i powstają z niej podłużne utwory,
zwane chromosomami.
Poszczególne chromosomy różnią się między sobą długością, grubością, kształtem i
przewężeniami. Zaobserwowano, że każda komórka danego organizmu posiada taką samą ilość
takich samych chromosomów. Stwierdzono również, że ilość chromosomów jest dla danego
gatunku stała, dalej, że jest to ilość parzysta i że zawsze znajdują się po dwa chromosomy
identyczne.
W czasie podziału komórki chromosomy ustawiają się w środkowej (równikowej) płaszczyz
nie
komórki. Każdy z nich rozdziela się podłużnie, a każda z połówek przechodzi do przeciwległego
bieguna. Po rozejściu się połówek chromosomów powstają dwa nowe jądra a połówki
chromosomów odbudowują swoje brakujące części. Dzieli się również plazma i w ten sposób
dochodzi do utworzenia się dwóch komórek z jądrami, zawierającymi tę samą ilość i takich samych
chromosomów jak komórka, z której powstały.
 Wspomniano jednak wyżej, że w czasie zapłodnienia dochodzi do połączenia się dwóch komórek
rozrodczych. Komórka powstała z połączenia winna mieć zatem podwójną ilość chromosomów, w
następnym pokoleniu poczwórną itd. Tak jedna nie jest, gdyż w czasie wytwarzania się komórek
rozrodczych (jaj i plemników) zachodzi inny podział chromosomów, tzw. podział redukcyjny, to
znaczy redukujący ich ilość do połowy. W podziale redukcyjnym chromosomy również ustawiają
się w płaszczyz
nie równikowej komórki, lecz układają się parami i do każdego bieguna przechodzi
po jednym chromosomie z każdej pary. Powstałe w ten sposób dwie komórki rozrodcze (dwa jaja,
lub dwa plemniki) mają zatem liczbę chromosomów o połowę mniejszą niż wszystkie komórki
ciała danego osobnika. W czasie zapłodnienia, a więc połączenia się jaja z plemnikiem, powstała
zygota posiada znów właściwą, pełną ilość chromosomów. Połowa chromosomów (po jednym z
każdej pary) pochodzi od ojca, a połowa od matki.
Stwierdzono również, że w chromosomach zawarta jest substancja dziedziczna, zawierająca
pełną informację, jak ma być ukształtowany dorosły osobnik. Przyjmuje się, że za każdą cechę jest
odpowiedzialny pewien odcinek któregoś z chromosomów. Tę część substancji chromosomu
(pewien jego odcinek), która decyduje o wystąpieniu takiej czy innej cechy nazwano genem. W
zapłodnionej komórce istnieją po dwa chromosomy jednakowe, a zatem w każdym z nich znajduje
się gen odpowiedzialny za daną cechę. Inaczej mówiąc zygota zawiera po dwa geny
odpowiedzialne za daną cechę. Będziemy teraz, dla uproszczenia, posługiwali się słowem gen. Otóż
jeden gen pochodzi od ojca, a drugi od matki. Jeżeli te dwa geny są identyczne sprawa jest prosta,
gdyż pod względem tej cechy osobnik potomny będzie na pewno podobny do rodziców.
Rodzeństwo będzie również podobne do siebie. Sprawa staje się skomplikowana wtedy, gdy w
zygocie znajdują się dwa geny różne. Zanim dojdziemy do wyjaśnienia tego zjawiska należy podać
jeszcze kilka uwag.
Uwaga pierwsza - dwa różne geny, odpowiadające za tę samą cechę, mogą mieć różną siłę
oddziaływania. Jeden z nich może mieć dużo większy wpływ na pojawienie się cechy, którą
wywołuje, niż drugi gen, pochodzący od drugiego z rodziców. Najlepiej zilustrować to przykładem.
Jeżeli skrzyżujemy ze sobą dwa osobniki czyste rasowo: gupika szarego o tzw. zabarwieniu dzikim
z gupikiem o zabarwieniu tzw. złotym, to uzyskane potomstwo będzie miało zabarwienie szare
(dzikie). Jedno z rodziców przekazało gen wywołujący zabarwienie dzikie, drugie zaś gen
wywołujący zabarwienie złote. Dzieci posiadały więc jeden gen zabarwienia dzikiego i jeden gen
zabarwienia złotego. Ponieważ ubarwienie potomstwa było bez wyjątku szare, należy sądzić, że gen
"szarości" ma tak silne działanie, iż całkowicie wyklucza działanie genu "złocistości". Gen
"szarości" nazywamy genem dominującym (panującym) a gen "złocistości" - genem recesywnym
(ustępującym). Obydwa takie geny oznaczamy tą samą literą, w tym wypadku literą "z", przy czym
gen dominujący (szarości) oznaczamy dużą literą "Z", a gen recesywny (złocistości) małą literą "z".
W naszym przykładzie osobnik szary, rasowo czysty posiadał dwa geny "Z" (układ ZZ). Osobnik
złoty, również czysty rasowo posiadał dwa geny "z" (układ zz). Osobniki potomne posiadały po
jednym genie "Z" i jednym genie "z" (układ Zz) - ponieważ jednak gen "Z" był dominującym miały
ubarwienie szare.
Bywa również tak, że żaden z genów nie przejawia dominacji, wpływ ich zatem na cechę
potomstwa jest równorzędny. Przykładem tego może być krzyżówka skalara zwykłego (o
ubarwieniu tzw. dzikim) ze skalarem czarnym. Oznaczmy gen ubarwienia dzikiego przez "D", a gen
ubarwienia czarnego przez "C". Rodzice będą mieli po dwa geny "D" (układ DD - dzikie) oraz po
dwa geny "C" (układ CC - czarne), natomiast dzieci po jednym genie D i po jednym C. Ponieważ
zarówno gen "D" jak i gen "C" wywierają jednakowy wpływ na ubarwienie - potomstwo takiej
krzyżówki będzie miało ubarwienie pośrednie, tzw. dymne.
Należy tu również wspomnieć o tzw. genach letalnych i semiletalnych. Geny letalne, inaczej
mówiąc śmiertelne, są to takie geny, które gdy znajdują się w zapłodnionej komórce w ilości
dwóch, powodują śmierć zarodka przed urodzeniem, czy wykluciem się z jaja lub też wkrótce
potem. Geny semiletalne (półśmiertelne), występujące w podwójnej ilości, dają osobnika
posiadającego wady uniemożliwiające mu normalny rozwój, powodują obniżoną jego żywotność
lub dają osobniki niepłodne. Osobniki takie w naturalnym dzikim środowisku giną, , można je
jednak nieraz utrzymać przy życiu w cieplarnianych, sztucznie stworzonych warunkach. W
akwarystyce często hoduje się tego rodzaju rasy czy odmiany: Przykładem mogą być np. odmiany
ryb o miękkich, weloniastych płetwach, które uniemożliwiają im normalne poruszanie
się. Gdyby takie ryby znalazły się w normalnym, dzikim środowisku, musiałyby zginąć, gdyż nie
wytrzymałyby konkurencji w walce o pokarm lub też zostałyby pożarte przez drapieżców - w
akwarium natomiast możemy je doskonale utrzymywać przy życiu i doprowadzić do rozmnażania
się.
To samo dotyczy dziedzicznych skrzywień kręgosłupa, przedłużonego, wiotkiego gonopodium u
mieczyka, uniemożliwiającego kopulację itp.
Recenzował: dr Alfred Borkowski
"Akwarium" 5-6/88