آشنایی با ژنتیک تیلاپیا

هدف اصلی من از این صفحه این است که به شما ژنتیکی را بیاموزم که آیا ماهی تیلاپیا نر یا ماده می شود. هدف از آن توضیح همه جنبه های وراثت ژنتیکی نیست. من تمام تلاشم را کرده‌ام تا آن را تا حد امکان ساده نگه دارم و به جای مکانیک، روی نتیجه‌گیری متمرکز باشم.

ژنتیک مشترک در همه ماهیان تیلاپیا

هنگامی که تیلاپیا برای اولین بار از تخم خارج می شود، فاقد جنسیت است. نه نر نه ماده در طول 21 روز اول یا بیشتر، میزان استروژن یا تستوسترون در جریان خون آنها تعیین می کند که آیا آنها تخمدان یا بیضه ایجاد می کنند. برای پرورش دهندگان ماهی تیلاپیا معمول است که بچه ماهی تیلاپیا خود را با مواد غذایی حاوی هورمون های مردانه مانند دهیدرواپی آندروسترون یا 17a-متیل تستوسترون تغذیه می کنند تا احتمال ایجاد نر در آنها افزایش یابد. تیلاپیا نر سریعتر از ماده ها رشد می کند، که باعث می شود آنها به عنوان انبار تولیدی مطلوب تر باشند. علاوه بر این، جمعیت تیلاپیا عمدتاً نر احتمال تخم‌ریزی را کاهش می‌دهد، که می‌تواند منجر به خورده شدن ریشه‌های گیاه در سیستم‌های رافت آکواپونیک و هدر رفتن منابع اقتصادی در استخرهای آبزی پروری شود. متأسفانه، افراد زیادی هستند که هیچ درک درستی از علم پشت استفاده از هورمون یا نحوه عملکرد آن ندارند، بنابراین تسلیم ترس های خیالی می شوند.

خبر خوب این است که جایگزینی برای استفاده از هورمون وجود دارد، و حتی بهتر از آن، این فرآیند کاملا طبیعی است. این فرآیند به عنوان پرورش متقابل شناخته می شود و مانند جادو عمل می کند. اصلاح نژاد متقابل یا هیبریداسیون، هر طور که ترجیح می دهید بگویید، هیچ ربطی به موجودات اصلاح شده ژنتیکی (GMO’s) ندارد. تیلاپیا اصلاح شده ژنتیکی در آزمایشگاه ایجاد می شود، جایی که مواد ژنتیکی با روش های مصنوعی تغییر می کند. تنها ماهی تیلاپیا اصلاح شده ژنتیکی که من از آن اطلاع دارم، یک تیلاپیا نر اصلاح شده ژنتیکی شده از نیل است که در آزمایشگاه برای حمل یک جفت کروموزوم YY به جای XY طبیعی خود تغییر داده شده است. در نهایت، این جفت کروموزوم YY جنسیت نتاج آنها را تعیین می کند. برخی از مردم همچنین در مورد این واقعیت شنیده اند که نر های ماهی تیلاپیا Wami دارای یک جفت کروموزوم ZZ هستند، اما این یک تغییر ژنتیکی نیست، بلکه این یک تغییر ژنتیکی نیست. همان چیزی است که آنها به طور طبیعی حمل می کنند، همان ماهی تیلاپیا آبی. بیایید به بچه ماهی تیلاپیا بدون جنسیت خود برگردیم.

بنابراین همانطور که گفتم، در طول سه هفته اول زندگی بچه ماهی تیلاپیا، حداقل از نظر ظاهری، فاقد جنسیت است. اما این بدان معنا نیست که جنسیت آنها قبلاً توسط ژنتیک طبیعی تعیین نشده است. بدون هر گونه دخالت انسان، هر ماهی تیلاپیا با توجه به سطح استروژن یا تستوسترون موجود در جریان خون خود به هر جنسیتی که قرار است باشد تبدیل می شود. بنابراین سؤال این است که اگر جنسیت قبلاً توسط ژنتیک طبیعی تعیین شده است، پس چگونه و چه زمانی تعیین شده است؟ پاسخ به نوعی جالب است، حتی اگر فقط زیست شناسی سطح دبیرستان باشد.

سلول های ماهی تیلاپیا ماده دارای 44 کروموزوم است. هنگامی که او به سن باروری خود می رسد، برخی از آن سلول ها به تخمک تبدیل می شوند. هنگامی که سلول هایی که به تخمک تبدیل می شوند، میوز خود را شروع می کنند، دو کروموزوم تعیین کننده جنسیت و همچنین 21 کروموزوم جفت دیگر به تخمک های مختلف جدا می شوند. وقتی همه چیز گفته شد و انجام شد، هر تخمک دارای 22 کروموزوم است که شامل یک کروموزوم برای نر یا یک کروموزوم برای ماده است. به زبان ساده، تخم تیلاپیا لقاح نیافته یا در نیمه راه نر شدن یا نیمه راه تا ماده شدن است.

سلول های ماهی تیلاپیا نر نیز دارای 44 کروموزوم است و در سنین باروری برخی از آن سلول ها به اسپرم تبدیل می شوند. و درست مانند تخمک‌های ماده، وقتی سلول‌ها میوز خود را شروع می‌کنند، همان جدایی جفت‌های کروموزوم نیز اتفاق می‌افتد. بنابراین هر اسپرم یا در نیمه راه نر شدن یا نیمه راه تا تبدیل شدن به ماده است.

هنگامی که ماده تخمک های خود را رسوب می دهد و نر آنها را با اسپرم خود بارور می کند، کروموزوم ها دوباره به صورت جفت ترکیب می شوند و بچه ماهی تولید می کنند که از سلول های حاوی 44 کروموزوم تشکیل شده است. در این 44 کروموزوم جدید، 2 کروموزوم وجود دارد که جنسیت ماهی تیلاپیا را تعیین می کند. یک کروموزوم از تخمک و یک کروموزوم از اسپرم. تنها دو نتیجه ممکن وجود دارد – مرد یا زن. یا به طور خاص، استروژن بیشتر از تستوسترون، یا تستوسترون بیشتر از استروژن.

اکنون که ما آن را تثبیت کرده ایم، مادر طبیعت آچار میمونی را به کار می اندازد. به نظر می رسد برخی شرایط مانند درجه حرارت یا نسبت نر به ماده وجود دارد که می تواند بر سطح استروژن یا تستوسترون غلبه کند و باعث شود بچه ماهی تیلاپیا به عنوان جنس مخالف رشد کند یا حتی جنسیت خود را چندین هفته پس از رشد تغییر دهد.تیلاپیا حتی می تواند به صورت هرمافرودیت، با اندام های تناسلی مردانه و زنانه ایجاد شود. من تصمیم گرفتم این اتفاقات نادر را بررسی نکنم تا سردرگمی را به حداقل برسانم. حقیقت این است که هیچ کس واقعاً نمی داند که چرا این ناهنجاری ها رخ می دهند. بهترین کاری که هر کسی می تواند انجام دهد این است که مشاهدات خود را ثبت کند و حدس های درستی بزند.

خوب، پس بیایید به ویژگی های برخی از گونه های فردی بپردازیم.

Pure Strain Wami (Oreochromis urolpeis hornorum)

Wami زن حامل دو کروموزوم است که جنسیت را تعیین می کنند، آنها W و Z هستند. کروموزوم W بر روی مکان هایی که مقدار زیادی استروژن تولید می کنند و کروموزوم Z بر روی مکان هایی که تستوسترون تولید می کنند تأثیر می گذارد. Wami نر همچنین حامل دو کروموزوم است که جنسیت را تعیین می کند، و آنها Z و Z هستند. این دو کروموزوم روی محل های مشابهی تأثیر می گذارند و استروژن تولید می کنند، اما بر روی مکان هایی که مقدار مساوی یا بیشتر تستوسترون تولید می کنند نیز تأثیر می گذارند.

بقیه این قسمت را نادیده می گیرند. کروموزوم Z ماده‌ها نیز بر روی محل‌هایی که مقدار کمی استروژن تولید می‌کنند، تأثیر می‌گذارد، اما به اندازه‌ای نیست که به خودی خود باعث رشد تخمدان‌ها شود.

هنگامی که ماده تخم‌های خود را برای لقاح می‌گذارد، هر کدام یک کروموزوم تعیین‌کننده جنسیت دارند، یا W برای ماده (از طریق تولید استروژن)، یا Z برای نر (از طریق تولید تستوسترون). هنگامی که نر تخمک ها را بارور می کند، هر اسپرم جداگانه حامل یک کروموزوم Z است که عمدتاً برای نر ان (تستوسترون) است و شانس کمی برای ماده (استروژن) دارد. اکنون زمانی است که جادو اتفاق می افتد.

اگر اسپرم با کروموزوم Z خود وارد تخمک با کروموزوم W شود، سطح بالای استروژنی که به دلیل W تولید می شود، همراه با سطح پایین استروژنی که توسط Z تولید می شود، کافی است. استروژن برای غلبه بر مقدار تستوسترون تولید شده، و بچه ماهی ها به صورت ماده با کروموزوم WZ رشد می کنند. اما، اگر اسپرم با کروموزوم Z خود وارد تخمکی شود که کروموزوم Z نیز دارد، بچه ماهی نر با کروموزوم ZZ خواهد بود، به دلیل مقدار زیادی تستوسترون که در رابطه با استروژن تولید می شود.

و دوستان من جایی است که تیلاپیا Wami نر نام کروموزوم ZZ خود را دریافت می کند. این یک پدیده آزمایشگاهی نیست، این یک واقعیت کاملا طبیعی از گونه است.

هشدار Egghead: گروهی از nit-wits در اینترنت وجود دارند که سعی می کنند این جنبه از ژنتیک ماهی تیلاپیا را با بیان جملاتی مانند، “کروموزوم Z بر کروموزوم X غالب است، بنابراین شما بچه های نر می گیرید” و غیره توضیح دهند.. وقتی در نظر بگیرید که یک کروموزوم واقعاً فقط یک واحد ذخیره سازی کارآمد برای DNA است، و این DNA است که به سلول ها دستور می دهد، و این سلول ها هستند که در نهایت به ساختارهایی تبدیل می شوند که میزان استروژن و تستوسترون تولید شده در بدن را تعیین می کنند. جریان خون، شما باید تعجب کنید که از کدام تکالیف کلاس ششمی آنها کپی می کردند. که فکر کردن به آن توهین به کلاس ششمی است، پس عذرخواهی می کنم. اما، فقط برای تماشای رقص آنها با کلمات خود، من از دیدن اینکه چگونه آنها این واقعیت را توضیح می دهند که اگر یک نر ماهی تیلاپیا آبی، با جفت کروموزوم ZZ او، با یک ماده ماهی تیلاپیا نیل، با جفت کروموزوم XX او عبور کنید، لذت می برم. فرزندانی با جنسیت مختلط بدست آورید طبق توضیحات آنها، این پرش فقط باید فرزندان نر تولید کند. کیو رقص موسیقی…

سویه خالص Mossambica (Oreochromis mossambicus) و سویه خالص نیل (Oreochromis nilotica)

لطفا توضیحات مربوط به Wami را در بالا بخوانید. آنچه در ادامه می آید تنها تفاوت های Mossambica و Nile خواهد بود.

Mossambicas ماده و Niles حامل دو کروموزوم X (جفت XX) برای تعیین جنسیت و Mossambicas و Niles نر دارای یک جفت XY هستند. جفت کروموزوم XX زنان، بر روی محل‌هایی که مقدار کمی تستوسترون تولید می‌کنند و مکان‌هایی که مقدار زیادی استروژن تولید می‌کنند، تأثیر می‌گذارد. کروموزوم‌های X و Y نر ان بر روی محل‌هایی تأثیر می‌گذارند که به ترتیب مقدار کمی استروژن و مقدار زیادی تستوسترون تولید می‌کنند. هنگامی که آنها تخم ریزی می کنند (در داخل گونه خود)، بچه ماهی حاصل یا XX را حمل می کند و به صورت ماده رشد می کند یا XY و به صورت نر رشد می کند.

حالا بیایید یک هیبرید غالباً نر بسازیم.

Wami Tilapia Hybrid (Oreochromis urolepis hornorum x Oreochromis mossambicus) یا (Oreochromis urolepis hornorum x Oreochromis nilotica)

هنگامی که یک سویه خالص Wami را با سویه خالص موزامبیک یا نیل تلاقی می کنید (هیبریداسیون)، سطح تستوسترون تولید شده در نتاج که از کروموزوم Z نر به ارث می رسد قوی تر از سطح استروژن تولید شده در نر خواهد بود. نتاج همانطور که از کروموزوم X ماده به ارث می رسد، و فرزندان در درجه اول به صورت مذکر رشد می کنند. به یاد داشته باشید که موزامبکی‌ها و نیل‌های ماده هر دو دارای یک جفت کروموزوم XX برای تعیین جنسیت هستند و مکان‌هایی که روی آن‌ها تأثیر می‌گذارند مقدار کمی تستوسترون و مقدار زیادی استروژن تولید می‌کنند. در مقابل، Wami حامل یک جفت کروموزوم ZZ است که بر روی محل‌هایی که مقدار کمی استروژن و مقدار مساوی یا بیشتر تستوسترون تولید می‌کنند، تأثیر می‌گذارد. وقتی ترکیب می شوند،

نکته مهم: نمی توانم به اندازه کافی بر این موضوع تاکید کنم. برای به دست آوردن فرزندان غالباً نر، هر دو والدین باید از نژاد خالص باشند! سویه واقعا خالص بدون هیچ گونه تغییر یا جهش. هر چیزی کمتر از سویه خالص ممکن است نرهای بیشتری نسبت به ماده تولید کند، با این حال بعید است (از کلمه غیرممکن در مورد ژنتیک متنفرم) که آنها تا 90٪ نر تولید کنند.

دلیل اینکه نمی‌توانید با عبور از تیلاپیا Wami و Blue (Oreochromis aureus) فرزندانی غالباً مذکر داشته باشید، این است که هر دو جفت‌های کروموزوم یکسانی برای تعیین جنسیت دارند. WZ برای ماده و ZZ برای نر . و در حالی که خود کروموزوم ها به طور خودکار چیزی را تضمین نمی کنند، مکان هایی که روی آن ها تأثیر می گذارند اتفاق می افتد که تقریباً همان سطوح تستوسترون و استروژن را در هر دو گونه تولید می کنند. دقیقاً همان سطوح نیست، اما به اندازه کافی نزدیک است تا فرزندان به صورت نر و ماده رشد کنند. این بدان معنا نیست که نمی‌توانید وامی را با آبی ترکیب کنید تا به جهش دیگری مانند رنگی دیگر دست پیدا کنید. اگرچه، من واقعاً مطمئن نیستم که چرا شما می خواهید.

سایر صلیب های ژنتیکی تیلاپیا

اظهارات عمومی در مورد عبور از گونه‌های ماهی تیلاپیا یا ساده‌سازی بیش از حد فرآیند به مشتریانی که به دنبال دانش به آنها مراجعه کرده‌اند، خیانت در اعتماد است. این اظهارات خودخواهانه هستند، تقریبا همیشه نادرست هستند، و مزایای صلیب گزارش شده بسیار ذهنی است. ناگفته نماند که بسیاری از اقدامات پیشنهادی یا ضمنی آنها در نهایت می تواند منجر به رهاسازی گونه های ناخالص و آبزی پروری ناموفق شود. برای مثال، یکی به خوبی معنی و تولید کننده معتبر از برج های رشد، باعث می شود بیانیه ای که خود تیلاپیا هستند یک صلیب از نیل و آبی، و این که (از شما همان نتیجه را دریافت نمی کند) ترکیبی “خود” ارث می بردرشد سریع رایج در نیل، و همچنین تحمل دما در ماهی تیلاپیا آبی. این جمله ممکن است برای هر تیلاپیا منفرد درست باشد یا نباشد (در واقع کاملاً تصادفی است)، با این حال استنباط این است که هر کسی که از نیل با رنگ آبی عبور کند، هیبرید سریع رشد و تحمل دما دریافت می کند که غیرمسئولانه و نادرست است.

همه ماهی‌های تیلاپیا دارای 44 کروموزوم به عنوان 22 جفت مملو از DNA هستند که دستورالعمل ساخت ماهی تیلاپیا است. هنگامی که اسپرم تیلاپیا با تخم تیلاپیا ملاقات می کند، تعداد ترکیبات ممکن نجومی است. در حالی که برخی از صفات غالب هستند، هر جنبه ای از تیلاپیا حاصل شده به شانس است. هر گونه تلاش برای پیش بینی نتیجه ضربدر ماهی تیلاپیا شانس بیشتری برای بازی در قرعه کشی به همراه خواهد داشت. حتی اگر فردی در دستیابی به یک ویژگی مطلوب، مانند تحمل دما، موفق بوده است، نمی‌توان تعیین کرد که چه ویژگی‌های دیگری از جمله ویژگی‌های نامطلوب نیز منتقل شده‌اند.

نقطه بحرانی: به یک ابزار علمی به نام DNA Sequencer نیاز است تا حتی صفات یک ماهی را درک کند، چه رسد به کل یک لاین هیبریدی. بسیاری از صفات، مانند مقاومت در برابر بیماری، یا نرخ متابولیک، قابل مشاهده نیستند. هرگز تصور نکنید که یک ضربدر بهترین های هر دو جهان را به همراه خواهد داشت، هرگز چنین نخواهد شد.

هیبریدهای Wami/Mozambique خودمان در تلاشی برای محافظت از برخی حقوق خطوط هیبریدی توالی DNA شده اند، اما این فقط به عنوان نوعی کارت شناسایی عمل می کند . برای ایجاد هر گونه الگوی برای تعیین دقیق صفات غالب ، صدها، اگر نه هزاران، از این عکس های فوری لازم است. تنها چیزهایی که ما با اطمینان می دانیم این است که آنها غالباً نر هستند، حجم یکنواخت تری از سر تا دم دارند و مواد غذایی را بسیار مؤثر متابولیزه می کنند. ما همچنین برخی از جنبه های منفی آنها را می دانیم: به نظر می رسد تحمل کمتری نسبت به انگل ها و کیفیت پایین آب دارند. به غیر از آن، به نظر می رسد که سایر صفات به صورت فردی توزیع می شوند.

تلاقی ماهی تیلاپیا آبی با ماهی تیلاپیا نیل می‌تواند منجر به رشد سریع هیبرید برای یک نفر و هیبرید کند رشد برای فرد دیگر شود. این می تواند منجر به یک ماهی شود که به اندازه بزرگی پیر می شود یا زمانی که طول آن به شش اینچ برسد می میرد. این می تواند منجر به ماهی هایی شود که می تواند در محدوده pH 3 تا 11 زنده بماند، یا ماهی هایی که زیر 4 می میرد، یا ماهی هایی که می توانند اکسیژن را تا 3 پی پی ام تحمل کنند یا کمتر از 5 پی پی ام را تحمل می کنند. تنها مشاهدات ثبت شده با دقت، در طول سالیان متمادی، می تواند مناسب بودن صلیب ماهی تیلاپیا را تعیین کند، و پارامترها می توانند با هر مجموعه جدید از والدین تغییر کنند.

در هر مورد، همیشه برای کشاورز تیلاپیا بهتر است به جای انجام آزمایش‌های ژنتیکی تصادفی، به گونه‌های خالص ماهی آبی یا نیل، یا هیبریدهای مستند و اثبات شده پایبند باشد. به یاد داشته باشید که موفقیت در پرورش ماهی تیلاپیا به قابلیت پیش بینی بستگی دارد . توانایی پیش‌بینی تاریخ برداشت، پیش‌بینی هزینه هر پوند تولید، یا درک محدودیت‌های پارامترهای محیطی، همگی به آمار پایه قابل اعتماد نیاز دارند. به همین دلیل است که صلیب های اخیر مانند به اصطلاح طلای نیل سفید و هاوایی از نظر تجاری قابل دوام نیستند و احتمالاً هرگز نخواهند بود.