הסדרי נגישות
עמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים > חקלאותעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > גנטיקהעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > צמחים
ספרית מעריב


תקציר
על מכלואי F1, כאשר F1 פירושו הכלאה בדור הראשון, הממלאים תפקיד חשוב בהשבחת גידולי השדה.



השבחה : מכלוא F1
מחבר: קולין טאג'


אלא שהמשביחים תמיד מבקשים שכלולים נוספים. למעשה, כל שכלול אפשרי שאולי עלה בדעתכם, יש לשער שהם כבר ניסו אותו. לדוגמה, ודאי שרצוי מאוד ליצור גידול שדה (או אוכלוסייה של בהמות משק) בעל רמה גבוהה של הטרוזיגוטיות, מצד אחד, אבל אחיד לחלוטין מצד שני. האם הדבר אפשרי?

כן, הוא אפשרי. גידול כזה נקרא מכלוא F1 (כאשר F1 פירושו "דור ראשון"). המשביח מתחיל מיצירת שני זנים של צמח (או בעל-חיים) שהם אחידים וגם הומוזיגוטיים למדי (או אף הומוזיגוטיים ביותר). אם הצמחים ההורים נוטים מטבעם לרביית-פנים, לא יהיה "אכפת" להם להיות הומוזיגוטיים ביותר, אבל אם הם נוטים מטבעם לרביית-חוץ, אפשר שהם ייראו חלושים במקצת.

עכשיו מכליא המשביח זכרים מאוכלוסייה אחת עם נקבות מהאוכלוסייה האחרת. הצאצאים יהיו איפוא הטרוזיגוטיים ביותר, משום שירשו אללים שונים בתכלית מכל הורה. אבל הם גם אחידים, משום שכל אחד מהוריהם היה הומוזיגוטי ביותר. אף שכל הורה הומוזיגוטי מכיל שני עותקים של כל גן (הואיל והוא דיפלואידי), שני העותקים הללו הם אותו אלל עצמו. לפיכך, כל הצאצאים השונים יכולים לרשת רק גרסה אחת של כל גן מכל הורה. מכאן שהתוצאה היא הטרוזיגוטיות גבוהה בכל פרט, ועם זאת אחידות מושלמת בין הפרטים. כמובן, אם מגדל צמחי מכלוא F1 מחליט לשמור את זרעיהם ולהשתמש בהם, צפויה לו הפתעה מרה, כי צאצאי F2 של צמחי F1 ההטרוזיגוטיים ביותר יהיו שונים עד מאוד זה מזה. אלא שבדור אחד, מכלוא F1 מצליח יפה. משום כך נהנה לא רק המגדל אלא גם המשביח, שכן המגדל יכול להשיג אספקה נוספת של זרעי F1 רק מהמשביח, שהוא לבדו מחזיק במלאי ההורים שמהם יצא מכלוא F1. מגדלים מקצועיים וחובבים גם יחד מוצאים בדרך-כלל שזרעי F1 יקרים מאוד. אחת הסיבות היא שהמשביח מחזיק את המגדל בגבו לקיר (שכן המגדל אינו יכול ליצור את הזרעים בעצמו), אבל עוד סיבה היא שהמשביח חייב לטרוח רבות עד שהוא יוצר את זרעי F1. כך שזה עסק הוגן לשני הצדדים. בפועל, צמחי מכלוא F1 נעשים בעייתיים רק כשמכניסים אותם למשקים רעועים בעולם השלישי, שם חלק מהאיכרים (רובם, בדרך-כלל) עניים ביותר. אלה מגלים כי אין הם יכולים לרכוש זרעי F1, או לשמור אותם אם עלה בידם לרוכשם, ועד מהרה הם נתונים לשבט ולחסד בידי האיכרים העשירים המסוגלים לרכוש אותם. הנקודה היא, שוב, שיש להתאים את הכלכלה לטכנולוגיה, או את הטכנולוגיה לכלכלה. אי-התאמה בין השתיים עלולה להמיט אסון. נשוב לדון בכך בפרק 11.

גם מגדלי בהמות משק עושים שימוש במכלוא F1, אף שלא תמיד הם משתמשים במונח זה. במשקים מסחריים מודרניים רבים, החזירים הם בדרך-כלל מכלוא F1, והגנים שלהם מבוקרים בקפידה ממש כמו הגנים של כל זן חיטה. סוגי בקר מסורתיים, כמו הרפורד x פריזי, גם הם מכלוא F1: מכליאים פר לבשר (הרפורד) עם פרה חולבת - אמנם גדולה, פריזית ("הולנדית") - ומקבלים עגל טוב לבשר, מפרה שתפקידה הראשון במעלה הוא להביא לעולם לא עגלים אלא חלב. אבל יש לזכור שלא כל השידוכים בין שושלות שונות - בבעלי-חיים ובצמחים כאחד - מפיקים צאצאים רצויים. יש זני מכלוא חלושים בעליל, ואין זה מפתיע, משום שאנו יכולים להעלות על הדעת שכמה צירופי גנים יפעלו היטב, ואחרים יפעלו באופן גרוע. הצירוף הרפורד x פריזי, במקרה, עולה יפה מאוד. ועוד, כפי שנראה בהמשך, זנים "נדירים" רבים של בהמות משק עשויים להיות חשובים בעתיד לאו דווקא בטוהרתם, אלא כאבות למכלואי F1 עם זנים שכיחים מסוימים.

מכאן שמכלוא F1 פותר בעיות רבות. אבל הוא גם מעורר בעיות אחדות - בראש ובראשונה, כיצד ליצור אותו על הצד הטוב ביותר מלכתחילה. בסופו של דבר, כיצד יכול משביח הצמחים להבטיח שהזכרים מאוכלוסיית מוצא אחת יאביקו רק נקבות מאוכלוסיית המוצא האחרת, ולא נקבות אחרות מאותה אוכלוסייה עצמה? והיפוכו של דבר, כיצד יכול הוא להבטיח שהנקבות מאוכלוסייה אחת יואבקו רק על-ידי זכרים מהאוכלוסייה האחרת?

יש כמה דרכים לכך, זו התשובה. התירס, הדגן השלישי בחשיבותו בעולם (אחרי האורז והחיטה), אחת משתי תרומותיה הגדולות של יבשת אמריקה למלאי המזונות הבסיסיים של העולם (ביחד עם תפוח-האדמה), נוטה מטבעו לרביית-חוץ. כמה שושלות מודרניות של תירס טוהרו כמעט כליל מהאללים המזיקים שלהן, על-ידי רביית-פנים חוזרת ונשנית בליווי ברירה מדוקדקת, אבל לפני שישים שנה, תירס שלא היה הטרוזיגוטי ביותר סבל קשות. החל מסוף המאה התשע-עשרה הכניסו המשביחים שיפורים באמצעות הכלאות שנועדו להשיג "און כלאיים", אבל הזינוק הגדול קדימה בא אחרי מלחמת העולם הראשונה, כשהחלו המשביחים להכליא שני מכלואים שונים כדי לקבל "מכלוא כפול". זן זה משל בשדות התירס של אמריקה עד שנות ה-50, ואז היה המאגר הגנטי מחוטא די צורכו מ"גנים רעים", כך שהיה אפשר להשתמש במכלוא F1 רגיל, או אף בזנים טהורים. עקרונית, לפחות, האנטומיה המיוחדת במינה של צמח התירס מאפשרת יצירת F1 בקלות וללא דופי. כי התירס נושא את אבקניו במכבד, גבוה בראש הצמח, ואילו התפרחות הנקביות מופיעות בשזרות נמוכות יותר, המתפתחות לבסוף לקלחים. כדי לקבל מכלוא F1, די למשביח לזרוע את הצמחים העתידים לתת את הקלחים ליד אלה שיספקו את האבקה - ולסלק את כל המכבדים הזכריים ברגע שהם מופיעים בצמחים ה"נקביים". עקרונית, העניין פשוט מאין כמוהו; אבל מכיוון שהתירס הוא גידול שלחין כה חשוב, היתה תקופה שרבבות פועלים עסקו בסילוק התפרחות.

יצרני מכלוא F1 מנצלים גם את התופעה הקרויה "עקרות זכרית". מכיוון שאני עצמי חונכתי על ברכי הזואולוגיה, אינני חדל להשתומם על נפלאות הצמחים. לדוגמה, אני משתומם על כך שצמחים כה רבים מכילים גנים מיטוכונדריים המקנים לבעליהם עקרות זכרית. הגנים המיטוכונדריים עוברים בירושה רק בשושלת הנקבית, כמובן, שאם לא כן היה קשה להבין כיצד יכולים הגנים הללו לעבור בכלל בירושה. מפליאים כמעט כמו הצמחים עצמם הם דורות הבוטנאים השקדנים שזיהו תופעות כאלה, ומשביחי הצמחים המנצלים אותן. גנים לעקרות זכרית הוכנסו לצמחי גידול שונים, וכך התקבלו שושלות מתאימות מאין כמותן לקבלת אבקה משושלות אחרות, ומכאן שאין הורים טובים מהם למכלוא F1.

גישה שלישית ליצירת מכלוא F1 היא כימית. בטיפול מתאים, אפשר לעקר אבקה בצמח, בעוד חלקו הנקבי נשאר בעינו. בדרך זו יוצרים כיום המשביחים מכלואי F1 בחיטה. אולי תתפלאו על כך שצמח כמו החיטה, המותאם כה היטב להומוזיגוטיות, יכול להפיק תועלת מהטרוזיגוטיות שמקורה בהכלאה. אבל כך הוא - ולא במעט, כנראה, בגלל התבטאויות של על-שליטות.

קיצורו של דבר, מכלואי F1 ממלאים תפקיד חשוב בגידולי השדה, ואף בגידול בהמות משק, ואפשר שתפקידם עוד יתרחב בעתיד. השאלה היחידה היא האם היתרונות מכריעים תמיד את הכף כנגד הטרחה המרובה (כלומר העלות הגבוהה) של יצירתם, ועל כך התשובה היא, לפעמים כן ולפעמים לא.

כבר נזכר לעיל שהאיכרים יכולים לעשות שימוש רק במאגר הגנטי המצוי בעין - מלבד גרגר אבקה תועה שנסחף ברוח מעבר לגבעה, וגם אז סביר יותר שיגרום נזק ולא יביא תועלת. המשביח המודרני, לעומת זאת, יכול לנקוט צעדים שקולים להרחבת משאביו הגנטיים, ועתה נעמוד על השיטות העיקריות המשמשות אותו.

לפריטים נוספים מתוך הפרק:

השבחה
השבחה : השפעת החקלאים הראשונים על צמחים ובעלי-חיים
השבחה : ההשבחה שמלפני המשביחים
השבחה : מין חדש על רגל אחת: פוליפלואידיות
השבחה : הופעת המשביח המקצועי
השבחה : יתרונות ההשבחה המודרנית על החקלאות הפשוטה
השבחה : רביית-פנים ורביית-חוץ
השבחה : הכלאה לאחור
השבחה : מכלוא F1 (פריט זה)
השבחה : הרחבת המאגר הגנטי
השבחה : גידולים חדשים באמצעות פוליפלואידיות
השבחה : משחקי כרומוזומים
השבחה : הכפלה אל-זוויגית
השבחה : הזינוק הגדול קדימה: תרבית רקמות צמחים
השבחה : שונות סומקלונית
השבחה : מכלואים סומטיים
השבחה : בהמות משק
השבחה : "יעילות"
השבחה : גזעים נדירים
השבחה : "השבחה" מהי?

ביבליוגרפיה:
כותר: השבחה : מכלוא F1
שם  הספר: מהנדס הגן : גנים וגנטיקה : ממושג התורשה עד ליצירת חיים
מחבר: טאג', קולין
תאריך: 1996
הוצאה לאור: ספרית מעריב
הערות: 1. מאנגלית: עמנואל לוטם.
הערות לפריט זה: 1. המאמר הוא חלק מפרק 6 בספר.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית