1800年代,生物学家提出了一种解释,物种如何随时间演化的实际机制,他们称这种机制为自然选择,这基本上意味着对他们生活的环境具有最有利适应性的个体,将存活足够长的时间来繁殖,并将这些理想的特征传递给他们的后代。达尔文假设,在自然界中,这个过程只会在很长一段时间内发生,并且会经过几代后代,但最终不利的特征将不复存在,只有新的、有利的适应才能在基因库中存活下来。
达尔文的人工选择实验
达尔文的实验,由于其目的是积累有利的适应性以创造更理想的物种,因此人工选择与自然选择非常相似。然而,人类选择理想的特征并培育具有这些特征的标本,以创造具有这些特征的后代,从而帮助进化,而不是让自然走其通常漫长的过程。
达尔文对繁殖鸟类进行了实验,人为地选择了喙的大小、形状和颜色等各种特征,通过他的努力,他能够证明他可以改变鸟类的可见特征,也可以通过繁殖来改变行为特征,就像自然选择可能在野外进行许多代一样。然而,人工选择不仅适用于动物,对植物进行人工选择的需求也一直存在且将继续存在,几个世纪以来,人类一直在使用人工选择来操纵植物的表型。
也许植物生物学中最著名的人工选择例子来自奥地利僧侣格雷戈尔·孟德尔,他在修道院花园中培育豌豆植物的实验,随后收集和记录了所有相关数据,这将成为整个现代领域的基础,通过对他的受试植物进行异花授粉或让它们自花授粉,取决于他希望在后代中繁殖哪些特征,孟德尔能够找出许多支配有性繁殖生物遗传学的规律。
在上个世纪,人工选择已成功用于培育农作物和水果的新杂交种。例如,可以将玉米培育成更大更厚的玉米棒,以提高单株谷物的产量。其他值得注意的杂交种包括西兰花,西兰花和花椰菜之间的杂交种,和橘柚,橘子和葡萄柚的杂交种。新的杂交创造了一种独特的蔬菜或水果风味,结合了它们亲本植物的特性。
最近,一种新的人工选择已被用于提高食品和其他作物植物的抗病性、保质期、颜色和营养价值等各个方面。转基因,也称为基因工程食品或生物工程食品,始于1980年代后期,这是一种通过在繁殖过程中引入转基因物质来改变植物细胞水平的方法。
基因改造最初是在烟草植物上进行的,但很快就蔓延到了粮食作物,从番茄开始并取得了显着的成功,然而,这种做法遭到了消费者的强烈反对,他们担心食用转基因水果和蔬菜可能会导致无意的负面副作用。
除了农业应用外,选择植物育种的最常见原因之一是产生审美适应性。例如,培育花朵以创造特定的颜色或形状。比如,新娘和他们的婚礼策划者通常会为特殊的日子制定特定的配色方案,而与该主题相匹配的鲜花通常是实现其愿景的重要因素。为此,花店和花卉生产商经常使用人工选择来混合颜色、不同的颜色图案,甚至叶子着色图案,以达到预期的效果。
载比如节日前后,一品红植物成为流行的装饰品,一品红的颜色范围可以从深红色或酒红色到更传统的明亮红,再到白色,一品红的有色部分实际上是叶子,而不是花,然而,仍然有人使用人工选择来为任何给定的植物品种获得所需的颜色。