خصائص البيئة الهجينة

لاحظ علماء الأحياء ظهور أنواع جديدة من الكائنات الحية التي لم يكنوا يعرفونها من قبل، والتي تختلف في الخصائص الوراثية والصفات عن الأنواع القديمة، مما أدى إلى ظهور خصائص بيئية هجينة يحاول الباحثون دراستها ومعرفة تأثيرها على سلوك وأسلوب حياة هذه الكائنات، والتي قد تؤثر على البيئة بشكل مباشر أو غير مباشر.

ماهي البيئة الهجينة

تعود خصائص البيئة الهجينة إلى عملية التهجين التي تحدث بين الكائنات الحية سواء كانت طبيعية أو بتدخل بشري، وتحدث هذه العملية في المملكتين النباتية والحيوانية على حد سواء.

يعد جربريان شيبسكي وبولميشن من الأمثلة الجيدة لعملية التهجين، حيث يتميزان بأنهما نوعان جديدان من الكلاب يحملان مزيجا من الصفات الوراثية للأبوين المنتمين إلى سلالات مختلفة.

تعريف التهجين

التهجين هو عملية تزاوج الأفراد من أنواع مختلفة (interspecific hybridization) أو من الأفراد المتباعدين وراثيًا في نفس النوع، ويمكن أن يكون النسل الناتج من التهجين خصبًا أو خصبًا جزئيًا أو عقيمًا.

التهجين في النباتات

يستخدم المزارعون وعشاق زراعة النباتات عملية التهجين للوصول إلى خصائص النباتات الهجينة التي تتضمن في الكثير من الأحيان مجموعة من الصفات المرغوبة في بيئات معينة.

لاحظ الباحثون زيادة كبيرة في كمية المحاصيل المحصودة عند استخدام التهجين للتخلص من واحد أو أكثر من الصفات الوراثية للآباء، مثل الحجم وإمكانيات التكاثر.

نتائج التهجين في النبات

يمكن تهجين النباتات بنجاح أكثر من الحيوانات، حيث يمكن لحبوب اللقاح المنبثقة من النباتات المزهرة توزيعها على نطاق واسع على زهور الأنواع الأخرى، مما يؤدي إلى تعدد الصبغيات في النباتات بشكل متكرر.

يسهل الحصول على النسل الهجين الذي يحمل صفات وخصائص البيئة الهجينة في النباتات، ولكن من الصعب التحكم بشكل صارم في أشكال النباتات، وهذا يختلف عن تهجين الحيوانات، ولكن من المرجح أن يكون شكل الهجين النباتي ناجحا من الناحية الفسيولوجية.

التدخل البشري في تهجين النبات

كان جوزيف كولرويتر Josef Kölrueter من أوائل الأشخاص الذين درسوا تهجين النبات، وشارك نتائج تجاربه في نبات التبغ في عام 1760، وخلص كولرتر إلى أن التهجين بين الأنواع في الطبيعة نادر ما لم يتدخل البشر، ومنذ ذلك الحين تم توثيق العديد من حالات التهجين بين مختلف أنواع النباتات.

مثال على النباتات الهجينة

من الأمثلة الجيدة على تهجين النبات وظهور خصائص البيئة الهجينة هو تهجين زهرة الزنبق سيجو (Calochortus selwayensis) مع زهرة ماريبوسا (C. apiculatus) في غرب مونتانا. يتميز زهرة الزنبق سيجو ذو البتلات المرقطة باللون الأرجواني.

تعيش زهرة ماريبوسا التي لها بتلات كرمية في المناطق الجافة وسط سلسلة جبال روكي تحت غابات الصنوبر المفتوحة بونديروسا، بينما تتواجد في المناطق الرطبة على ارتفاعات أعلى تحت غابات دوغلاس فاير المغلقة.

التهجين العكسي Backcrossing

التهجين هو نوع من التكاثر المتمثل في خلط خصائص الأنواع الأبوية والبيئة الهجينة عند التزاوج، ويساعد على انتقال الأليلات من أحد الوالدين إلى الآخر باستخدام الجسر الوراثي في عملية تسمى التوغل.

يزداد التداخل بين الصفات الجينية نتيجة الاختلاف الوراثي لأحد الوالدين أو كلاهما، وعند حدوث تهجين عكسي واسع النطاق بين زهرة الزنبق وزنبق ماريبوسا، يتم إنتاج بعض زهور زنبق ماريبوسا ذات بتلات زهرية باللون الأرجواني التي تشبه بتلات زهرة السيجو، ومن الممكن بشكل نظري أن تنمو في مناطق أكثر جفافًا.

العقم في الكائنات الهجينة

من خصائص الأنواع الهجينة هو أن النسل الناتج غالبًا ما يكون عقيمًا، أو لا يمكنه التزاوج مع الأنواع الأبوية لأسباب مختلفة، ولكن في بعض الأحيان يمكن لللأنواع الهجينة العقيمة أن تتعرض لمضاعفة مجموعة الكروموسومات الخاصة بها، مما يجعلها رباعيات خصبة (تحتوي على أربع مجموعات من الكروموسومات).

على سبيل المثال، يعود خبز القمح الذي يستخدمه البشر اليوم إلى تهجينين، يليه مضاعفة الكروموسومات لإنتاج نوع سداسي خصب (ستة مجموعات من الكروموسومات). في مثل هذه الحالات، يمكن أن تصبح الهجينة أنواعًا جديدة ذات خصائص مختلفة عن أي من الوالدين.

مميزات استخدام التهجين

استخدم الإنسان التهجين بين الأنواع، أو بين سلالات نفس النوع، للحصول على خصائص البيئة المختلطة وتحقيق محاصيل عالية الإنتاجية، وفي الذرة، يتم عادة إنتاج أصناف متكاثرة باستمرار والتي تؤدي إلى انخفاض ملحوظ في الحيوية والإنتاجية.

يمكن لتهجين السلالات الداخلية أن يؤدي إلى التغلب على صفات واحدة أو أكثر من الآباء فيما يتعلق بالحجم وإمكانية التكاثر، ويتميز هذا النشاط الهجين بالحيوية المتزايدة، فقد يزداد إنتاج المحاصيل بشكل كبير (يصل إلى 100 في المائة) عند استخدام التهجين بهذه الطريقة.

نظم التربية والتهجين المتبادل Crossbreeding

التهجين المتبادل هو عملية تزاوج الحيوانات من سلالتين مختلفتين، وعادة ما تتم اختيار السلالات التي تمتلك خصائصًا إضافيةً تعزز من قيمة النسل الناتج اقتصادياً، ويمكن الإشارة إلى بعض الأمثلة على ذلك

تهجين سلالات يوركشاير ودوروك من الخنازير

سلالة اليوركشاير تتميز بمعدلات مقبولة للزيادة في الوزن والإنتاج الكبير للفضلات، كما أن سلالة الدوروكس عضلية للغاية ولها سمات مقبولة أخرى، لذلك فإن هذه السلالات متكاملة.

ماشية أنجوس وشاروليه

تنتج الأنجوس لحوم البقر عالية الجودة، وتتميز الشاروليه بحجم كبير بشكل خاص، وبالتالي فإن التهجين ينتج حيوانًا بجودة وحجم مقبولين.

التهجين المتباين

يتضمن استخدام التهجين المتباين اعتبارات أخرى، مثل النشاط الهجين، والذي يحدث عندما يتفوق أداء النسل الناتج على متوسط أداء السلالات الأبوية، وهذه ظاهرة شائعة حيث يتم زيادة حجم النسل ومعدل النمو والخصوبة، وخصوصاً عندما تكون السلالات مختلفة وراثياً بشكل كبير.

ولكن يجب الاحتفاظ بالسلالات الأصيلة للتهجين، والعمل على التحسين المستمر في السلالات الأم، حيث يعتقد أن التباين يرتبط بالعمل الجماعي للعديد من الجينات ذات التأثيرات الصغيرة على الصعيد الفردي، ولكنها ذات تأثيرات كبيرة بشكل تراكمي، بسبب النشاط الهجين.

التزاوج بين الحيوانات ذات الصلة Inbreeding

يسبب التزاوج بين الحيوانات ذات الصلة، والمعروف باسم التزاوج الداخلي، تضييقا في القاعدة الوراثية، حيث ينتج عن هذا النوع من التزاوج ذرية تحمل المزيد من الجينات المشتركة.

يمكن استخدام التزاوج الداخلي لتركيز الصفات المرغوبة، وقد تم استخدام هذه الطريقة في بعض سلالات الكلاب، كما تم استخدامها على نطاق واسع في الفئران والفئران المختبرية.

أضرار التزاوج الداخلي للحيوانات

عادة ما يكون التزاوج الداخلي ضارا بالحيوانات الأليفة، حيث يرتبط زيادة التزاوج بانخفاض الخصوبة، وتباطؤ في معدلات النمو، وزيادة العرضة للإصابة بالأمراض، وارتفاع معدلات الوفيات.

يحاول المنتجون تجنب تزاوج الحيوانات ذات الصلة نظراً لتداخل الجينات، ولكن ذلك ليس دائماً ممكناً. يمكن خفض معدل التزاوج الداخلي، ولكن يجب استخدام بعض الطرق لإدخال جينات أكثر تنوعاً، ولذلك يتم استخدام طريقة تهجين النباتات الأكثر شيوعاً.

من خلال فهم طريقة حدوث عملية التهجين ودراسة أنواعها المختلفة، والفائدة المستفادة من استخدامها، يمكن تفسير سبب ظهور خصائص البيئة الهجينة التي تعكس صفات وسلوكيات الأفراد المهجنين الجدد.