Карликовость — это процесс, при котором порода животных или сорт растений изменяются так, что они становятся значительно меньше стандартных представителей своего вида. Эффект может быть вызван вмешательством человека или нечеловеческими процессами и может включать генетические, пищевые или гормональные средства. В наиболее конкретном смысле карликовость включает в себя патогенные изменения в строении организма (например, бульдог, генетически ахондропластическая порода собак), в отличие от непатогенного пропорционального уменьшения роста (как, например, уиппет , небольшая борзая порода собак). . [1]
У животных, включая человека, карликовость описывалась по-разному. Укороченный рост может быть результатом дефицита гормона роста , голодания , портальных системных шунтов, заболеваний почек , гипотиреоза , сахарного диабета и других состояний. Любое из этих состояний может быть создано в популяции посредством генной инженерии , селекции , островной карликовости или некоторой комбинации вышеперечисленного.
Карликовость может привести к появлению более практичных пород, которые могут поместиться в небольших помещениях или могут иметь эстетическую привлекательность, а также иметь другие связанные с этим побочные эффекты. Меньший рост может быть преднамеренной целью программ разведения или может быть побочным эффектом других целей разведения.
В некоторых условиях содержания люди создавали карликовые породы или позволяли им развиваться без специального отбора более мелких животных. Вероятно, именно таким образом развивались шетландские овцы , шетландские колли и различные породы лошадей. В случае с шетландскими овцами и колли вполне вероятно, что условия окружающей среды, такие как нехватка обильного корма, привели к тому, что фермеры отдали предпочтение более мелким животным, которые продолжали размножаться при ограниченном питании, а не более крупным животным, которые плохо размножались при ограниченном рационе. В данном случае упор был сделан на отбор ради выживания и размножения, а не на размер.
Люди способствовали целенаправленному развитию карликовых пород многих домашних животных, включая лошадей, крупный рогатый скот, собак и кур. Некоторые из них представляли собой породы более мелких животных, которые изначально не отбирались по размеру, но теперь стандарт породы придерживается определенных размеров. Во многих случаях точный физиологический механизм, который изменяет рост особей этой породы, не очень хорошо известен, а у некоторых пород действуют несколько механизмов.
Поскольку генетические мутации, вызывающие карликовость, встречаются у многих видов, карликовые животные могут быть потомками нормально выглядящих животных. Даже у пород, которые не были отобраны для карликовости, некоторые генетические линии могут проявлять тенденцию к образованию карликов, чему можно способствовать целенаправленное разведение. Это часто принимает форму инбридинга для концентрации рецессивных генов и может привести к возникновению других генетических аномалий в популяции.
Некоторые породы животных, официально подпадающие под карликовость, включают:
Как и животные, растения можно затмить с помощью генной инженерии и селекции , но они также могут претерпевать естественные морфологические изменения, чтобы акклиматизироваться к экологическим стрессам, таким как качество почвы , [2] свет, [2] засуха, [3] наводнение, [4] ] холод, [5] инфекция, [6] и травоядность [7] , приводящая к карликовому росту. Говорят, что растения, которые стали карликовыми из-за стресса окружающей среды, « отстают в росте ». В большинстве случаев карликовость растений происходит не из-за ущерба, который им наносят стрессы окружающей среды, а из-за гормонов, вырабатываемых в ответ на стресс. [8] Растительные гормоны действуют как сигнал для различных тканей растений, вызывая одну или несколько реакций. Класс растительных гормонов , ответственных за карликовость растений из-за повреждений, называется жасмонатами . Такие реакции включают, помимо прочего: менее частые клеточные деления [8] и уменьшение удлинения клеток. [9]
В садоводстве карликовость можно считать желательной характеристикой современных садов . Такого рода карликовости можно добиться с помощью селекции , генной инженерии или, что чаще, прививку прививают на карликовые подвои. [10] Почти все современные яблоки , используемые в коммерческих целях, размножаются как карликовые или полукарликовые деревья для удобства сбора и опрыскивания.
Карликовые фруктовые деревья действуют за счет уменьшения количества питательных веществ, которые проходят от корней через ствол к листьям и почкам. Многие коммерческие сады различных видов используют этот метод для улучшения общего состояния здоровья и продуктивности отдельных деревьев. Отдельное дерево может состоять из трех или более отдельных сортов: одного для корневой системы, которая обычно выбирается из-за хорошей стабильности и устойчивости к почвенным заболеваниям, одного для ствола, который изменяет общую высоту дерева, и один для продуктивных ветвей и почек, которые собственно и дают плоды. Зачастую подвой с корневой системой оказывается наиболее устойчивым к повреждению холодом – как за счет естественного отбора, так и за счет защиты от холодного воздуха землей. Когда мороз серьезно повреждает дерево, более продуктивные ветви и почки сорта могут погибнуть, оставив корень для прорастания новых стеблей. В случае апельсинов и других цитрусовых это приводит к тому, что деревья сладких апельсинов замерзают, и более выносливый, холодостойкий подвой кислого апельсина дает новый рост. [ нужна цитата ]
Гены карликовости широко используются при создании более продуктивных пищевых растений, таких как зерновые. Одним из условий, приводящих к потере урожая зерновых, является «полегание», при котором тяжелые початки почти созревшего зерна сгибают стебель до тех пор, пока зерно не коснется земли, не станет влажным и не испортится. Во время Зеленой революции исследования, которые идентифицировали гены пониженной высоты пшеницы ( Rht ) [11] и ген полукарликовости риса ( sd1 ) [12], привели к появлению культур, которые давали значительно больше урожая зерна.