W 1866 roku w Europie doszło do naukowego przełomu, którego świat niestety początkowo nie dostrzegł. Pewien mnich z opactwa augustianów – Gregor Mendel opublikował swoje przełomowe teorie na temat dziedziczenia i spotkał się z powszechnym sceptycyzmem wśród ekspertów.
W ten sposób jednak stworzył fundament, na którym bazuje nowoczesne rozumienie dyspozycji genetycznych i reprodukcji. Są to odkrycia, które bez wątpienia muszą zainteresować każdego ambitnego hodowcę i producenta marihuany, ponieważ większość z odkryć Mendla jest aktualna do dziś.
Przez wieki uważano za bezsporne, że tylko Bóg jest odpowiedzialny za powstanie i przejawienie się wszelkiego życia na ziemi. Ci, którzy twierdzili inaczej, nierzadko byli spalani na stosie. Jednak wraz z okresem oświecenia siła kościoła zmalała i możliwe stały się nowe modele myślenia. Fakt, że akurat człowiek związany z kościołem – mnich – w tym kontekście praktycznie zdetronizował Boga i postawił na jego miejscu racjonalną naukę, można uznać za czystą ironię losu. Mendel przeprowadził dość dużo eksperymentów. Jego najsłynniejsze dotychczasowe eksperymenty dotyczą roślin grochu. Zdobyta dzięki temu wiedza została uwieczniona w tak zwanych „Prawach Mendla”, czyli regułach przekazywania cech dziedzicznych.
Dlaczego Warto Jest Zapoznać Się z Prawami Mendla?
Wielu ludzi może się zastanawiać, skąd pochodzi ciągle rosnąca różnorodność odmian konopi indyjskich, która jest dostępna na rynku. Wielu też ma świadomość, że istnieją seedbanki oraz profesjonalni hodowcy, którzy ciągle tworzą nowe krzyżówki bądź udoskonalają te już istniejące, optymalizując ich parametry. Oczywistym jest, że ci ludzie nie wsadzają po prostu nie wiadomo ile nasion do doniczki, zakładają ręce i czekają na efekty.
Z pewnością nieraz po zakupie nasion spotkaliście się z rozczarowaniem, że jednak mimo wszelkich zapewnień i obietnic wyrosło nie to, czego oczekiwaliście, a na dodatek macie dużą ilość hermafrodyt, rośliny są jakieś koślawe i wykazują dużo fenotypów. Jest to tylko kilka przykładów rozczarowujących doświadczeń, z jakimi growerzy często muszą się zmagać. Sposobem na rozwiązanie tych problemów jest samodzielne tworzenie odmian. I tutaj pojawia się nasz bohater – Gregor Mendel.
Zapoznanie się z prawami Mendla to zdecydowanie gwarancja na stworzenie takiej odmiany, która idealnie będzie dopasowana do naszych potrzeb i wymagań. Powstająca w tym procesie szeroka gama różnych egzemplarzy o różnych cechach i działaniu to pozytywny efekt uboczny, gdyż tylko dzięki temu możemy znaleźć roślinę, która dla nas będzie idealna, a na dodatek redukuje to efekt przyzwyczajenia się podczas palenia, bo ciągle mamy do czynienia z czymś nowym.
Warto już na samym początku uświadomić sobie, czego tak naprawdę oczekujemy i co chcemy uzyskać. Zdecydowanymi kryteriami, na które należy zwrócić uwagę, to moc/działanie, plon, wielkość roślin oraz aromat. Kolejnym krokiem jest dobranie takich odmian do krzyżówki, które już posiadają wymagane cechy i które chcemy połączyć w jednej roślinie.
Początek, Czyli Chaos Składający Się z Przeróżnych Terminologii Oraz Zasad
Zanim można przejść do praktyki, trzeba przyswoić teorię. Aby nie zgubić się w lesie tych wszystkich terminów, reguł i zasad, trzeba zacząć od tak zwanej „suchej materii”. Warto jednak skupić się na tych najważniejszych rzeczach. Jeśli na poważnie chcesz się wgłębić w cały temat, to nie ominie Cię dogłębne zbadanie tematu nauki o dziedziczności, czyli genetyki.
Jak może pamiętasz z lekcji biologii, Mendel przeprowadzał badania nad dziedziczeniem cech na grochu, ale do swoich badań używał również innych roślin, krzyżując je ze sobą.
Geny: Wszystkie żywe stworzenia posiadają swoje charakterystyczne cechy, które są zapisane w genach. Każdy gen dziedziczy się w połowie od matki i w połowie od ojca. Dopiero gdy te połówki stworzą jedną całość, powstają dane cechy, jak na przykład kolor liści u roślin czy kolor włosów u ludzi.
Allel: Każdy gen składa się z dwóch alleli, z których jeden dziedziczy się od ojca, a drugi o matki. Gdy obydwa allele dla danej cechy są takie same, to materiał genetyczny (genom) dla tej cechy jest homozygotyczny. W przypadku dwóch różnych alleli mówimy o heterozygotyczności. Następne pokolenie dziedziczy od każdego rodzica parę alleli.
Dominujące i recesywne cechy (allele): Cechy dominujące oraz recesywne są dziedziczone od obydwu rodziców w postaci alleli. Sposób, w jaki dane allele połączą się w parę, ma wpływ na wygląd kolejnych generacji.
– Allele dominujące są oznaczane dużą literą (np. A, B, C, itd.). W momencie, gdy jeden allel łączy się z innym allelem, to ten pierwszy jest allelem dominującym. W pierwszym pokoleniu F1 widoczny jest tylko dominujący allel, natomiast drugi, chociaż obecny, jest niewidoczny. W pokoleniu F2 dominacja dominującego allelu zmniejsza się do 75%, co oznacza, że u 25% będzie widoczny również drugi allel, zwany recesywnym.
– Allele recesywne są zazwyczaj oznaczane małą literą (np. a, b, c, itd.). W momencie, gdy jeden allel łączy się z drugim allelem, to ten drugi jest allelem recesywnym. W pierwszym pokoleniu F1 allel recesywny jest obecny, ale niewidoczny. Ujawnia się on dopiero w pokoleniu F2 u 25% potomków.
Gameta: Gameta to nic innego jak dwa połączone allele, czyli np. AA, Aa, aa.
Fenotypy, Genotypy: Fenotyp danej rośliny to wynik interakcji między genotypem tej rośliny a otaczającym ją środowiskiem. Genotyp natomiast to zespół genów, które warunkują jego właściwości dziedziczne i są głównie odpowiedzialne za fenotyp.
Fenotypy rośliny konopi indyjskiej mogą obejmować, na przykład, jej wielkość (mała, duża), oraz kolor kwiatów, podczas gdy genotyp odnosi się do genów (DNA) zawartych w roślinie, które są odpowiedzialne za powstanie tych cech.
Hybrydy, F1 i F2: Jeśli skrzyżujemy roślinę matkę, czyli rodzica płci żeńskiej (P) jednej odmiany z rośliną ojcem, czyli rodzicem płci męskiej (P) innej odmiany, to powstaje nowa roślina, zwana hybrydą. Pierwsza krzyżówka niespokrewnionych ze sobą roślin-rodziców nazywamy pokoleniem F1. Gdy skrzyżujemy ze sobą powstałe rośliny pokolenia F1, otrzymujemy pokolenie F2 tych hybryd.
Podczas rozmnażania płciowego łączą się ze sobą dwie komórki rozrodcze – żeńska i męska. Każda komórka rozrodcza posiada tylko pół kariotypu, czyli zestawu chromosomów (kariotyp to kompletny zestaw chromosomów komórki somatycznej organizmu). Zgodnie z tym powstaje nowa komórka, zawierająca zmieszane informacje dziedziczne obydwu rodziców. To, które chromosomy są dziedziczone, jest całkowitym przypadkiem. Tym samym potomek posiada po jednym allelu od każdego rodzica.
W zależności od tego, jak dane cechy są rozłożone na poszczególne geny, mamy do czynienia z różnymi prawami Mendla, według których dochodzi do dziedziczenia danych cech. Każde prawo Mendla odpowiada jednemu z trzech różnych sposobów dziedziczenia (dominujący, recesywny, kodominujący), które prowadzą do różnych wyników.
Pierwsze Prawo Mendla (Prawo Czystości Gamet)
Krzyżując ze sobą dwa osobniki jednego gatunku, które są homozygotyczne, ale ze sobą niespokrewnione, powstaje pokolenie F1, które pomimo tego, że będzie posiadało recesywne allele, będzie wykazywało cechy allelu dominującego.
Na poniższym obrazku mamy przykład. Krzyżujemy ze sobą dwie odmiany, które są homozygotyczne.
Pierwsza odmiana jest koloru fioletowego i ma dwa dominujące allele AA (= gameta). Druga odmiana jest koloru zielonego i ma dwa recesywne allele aa (= gameta).
W wyniku tej krzyżówki powstały heterozygoty o kolorze fioletowym, gdyż każdy osobnik pokolenia F1 odziedziczy zawsze jeden allel dominujący A.
Jeśli teraz skrzyżujemy ze sobą osobniki generacji F1, to w generacji F2 powstaną osobniki, które w 75% będą fioletowe, a w 25% zielone.
Dzieje się tak, ponieważ osobniki generacji F1 też produkują gamety zgodnie z pierwszym prawem Mendla, zatem każdy osobnik posiada dominujący allel A oraz recesywny allel a.
W przypadku dziedziczenia dominująco-recesywnego jeden z dwóch alleli jest dominujący, czyli przejaw danej cechy jest określany przez jeden (dominujący) gen. Zielona roślina i fioletowa roślina mają w tym przypadku albo tylko zielone albo tylko fioletowe potomstwo. Ze względu na to, że jest ono heterozygotyczne, nazywamy je hybrydami.
Rzadszą formą jest tak zwane dziedziczenie pośrednie. W przypadku dziedziczenia pośredniego przejaw cech w generacji F1 jest określany przez obydwa allele tak samo, czyli powstaje mieszanka obydwu cech i nie ma przejawu dominującej cechy w generacji F1. Przykładowo, homozygotyczna czerwona i homozygotyczna biała roślina grochu będą miały potomstwo o barwie różowej.
Istnieje jeszcze dziedziczenie kodominujące, które polega na tym, że każdy osobnik generacji F1 tworzy obie cechy rodziców oddzielnie. Przykładem tego są allele A i B w systemie AB0 grup krwi człowieka.
W tym przypadku stosunek fenotypów wynosi 3:1 (3 rośliny fioletowe i 1 zielona), natomiast stosunek genotypów wynosi 1:2:1 (1 x AA, 2 x Aa i 1 x aa)
Drugie Prawo Mendla (Prawo Niezależnej Segregacji Cech)
W skrócie chodzi o to, że allele, które warunkują jedną cechę dziedziczą się niezależnie od alleli, które warunkują drugą cechę.
Weźmy znowu nasze rośliny. Tym razem mamy jednak do czynienia z jedną rośliną, która ma dwie cechy: jest niska i zielona, przy czym allele dla tych cech to: A = niska; b = zielona. Druga roślina również ma dwie cechy, jednak jest wysoka i fioletowa, przy czym allele dla tych cech to: a = wysoka; B = fioletowa, co widać na obrazku poniżej:
Zgodnie z pierwszym prawem Mendla do gamet, które produkują te osobniki, wchodzi tylko po jednym allelu z danej pary. Będą to tutaj gamety: dla rośliny niskiej i zielonej Ab, a dla rośliny wysokiej i fioletowej aB.
W generacji F1 powstały osobniki – mieszańce: AaBb, o następujących cechach dominujących czyli niskie (A) o barwie fioletowej (B).
Z generacji F1 powstają 4 różne gamety: AB, Ab, aB, ab. Jeśli skrzyżujemy ze sobą osobniki generacji F1 (AaBb), to ich potomkowie w generacji F2 podzielą się na osobniki o różnych cechach w określonej liczbie i stosunku względem siebie.
Doskonale jest to zobrazowane w tak zwanej szachownicy Punneta:
Jak widać, otrzymujemy 4 fenotypy, których stosunek w generacji F2 wynosi 9:3:3:1 (9 roślin małych, fioletowych: 3 rośliny małe, zielone : 3 rośliny wysokie, fioletowe i jedna roślina wysoka, zielona), oraz 9 genotypów (AABB, AABb, AAbb, AaBB, AaBb, Aabb, aaBB, aaBb, aabb).
Według tego prawa w przypadku roślin konopi indyjskich mogą powstać homozygotyczne osobniki o nowo złożonych cechach dziedziczenia (kolor liści, kształt liści, poziom THC, itd.) Może też zdarzyć się tak, że jedna cecha jest określana przez dwa lub więcej genów, wtedy dochodzi do odstępstwa od reguły. Tak samo dzieje się w przypadku, gdy jedna cecha jest tylko częściowo dominująca.
Istnieje jeszcze kilka innych aspektów, jak odkryty przez Thomasa Morgana proces zwany crossing-over. Polega on na wymianie pojedynczych alleli, czyli materiału genetycznego bądź cech genetycznych podczas mejozy pomiędzy chromosomami homologicznymi w czasie mejozy. Takie procesy były jednak za czasów Mendla po prostu nie do ustalenia i nawet dzisiaj jest to dla zwykłego użytkownika niemożliwe. Ocena i wpływanie na takie procesy wymaga wysokiego poziomu analizy genetycznej i umiejętności manipulacji. Są to jednak warunki, które można stworzyć tylko w laboratorium.
Kluczowe są tu dwie rzeczy: Po pierwsze, hodowca roślin nigdy nie może z góry stwierdzić, jak będzie wyglądał dokładny plan genomu jego rośliny, gdzie i jak będą rozmieszczone cechy oraz czy i które cechy będą dziedziczone dominująco, a które recesywnie. Jedyne, co może zrobić, to obserwować swoje rośliny i wyciągnąć odpowiednie wnioski. I właśnie w tym pomaga znajomość praw Mendla. Znając te podstawy dziedziczenia można zacząć klasyfikować i ustalić, jak dane rośliny będą się zachowywać w przyszłości. Oczywiście ocena ta nigdy nie będzie 100%, ale zawsze z dużym prawdopodobieństwem.
Praktyczne Znaczenie Praw Mendla Dla Domowej Uprawy Konopi Indyjskich
Klasyczna uprawa konopi to starożytny proces, który hodowcy stosują do dziś. Decyzje podejmowane są na podstawie obserwacji jak największej liczby roślin. Hodowca nie wie dokładnie, jakie geny posiadają jego nowe odmiany. Przy zakupie nasion może się jedynie kierować zapewnieniami producentów co do danej odmiany, jednak nie ma pewności, czy oby na pewno kupuje to, co jest podane na opakowaniu. Zanim będzie mógł sam ocenić rośliny pod względem wizualnym, zapachu oraz własnych doświadczeń, minie sporo czasu. Jednak gdy już znajdzie to, czego szuka, wybiera jedną roślinę żeńską i jedną męską z dwóch różnych odmian. To właśnie ta forma rozmnażania roślin jest przedmiotem dzisiejszej dyskusji.
Załóżmy więc, że każdy rodzic (roślina) wykazuje pożądane cechy pod względem zapachu, mocy, odporności na pleśń itp. Pyłek pochodzący z męskich roślin zapładnia kwiaty roślin żeńskich, a ich materiał genetyczny łączy się, tworząc nową mieszankę genetyczną, która jest zawarta w nasionach. W kolejnym etapie do dalszej hodowli wybierane są pojedyncze rośliny, które posiadają pożądane cechy obu rodziców. Cechy, takie jak przystosowanie do określonego klimatu, są stosunkowo łatwe do uzyskania, ponieważ rośliny, które najlepiej rosną w danym środowisku, są stale selekcjonowane. Aby zwiększyć tolerancję na zimno, rośliny są uprawiane w zimnych warunkach.
Rośliny, które ucierpiały pod wpływem zimna, są usuwane. W kolejnych pokoleniach pozostają rasy, które są w stanie wytrzymać w niskich temperaturach. Aby wyhodować odporność na pleśń, należy uprawiać rośliny w warunkach, które sprzyjają rozwojowi pleśni. Zatrzymujemy tylko te, które są późno lub wcale nie zostaną zaatakowane pleśnią. I tak dalej, i tak dalej… W zasadzie każda predyspozycja genetyczna może być wspierana lub tłumiona przez selektywną hodowlę.
Hodowca może jednak tylko zgadywać, które cechy genetyczne rodziców zostaną wyrażone w pokoleniu F1. W zasadzie wydaje się, że łatwiej jest połączyć pożądane cechy dwóch roślin rodzicielskich, jeśli one same są miały jak najmniejszą liczbą przodków i są do siebie bardzo podobne genetycznie. Im więcej różnych cech dziedzicznych jest obecnych u obojga rodziców, tym trudniejsze jest przewidywanie i selekcja. Na przykład, skrzyżowanie dwóch odmian marihuany gatunku indica często okazuje się mniej skomplikowane niż skrzyżowanie indica z sativa. Dzieje się tak dlatego, że trzeba wyeliminować mniej niepożądanych cech.
Pula Genowa Roślin Rodzicielskich Jest Decydująca
Co ciekawe, około dwóch procent cech dziedzicznych Europejczyków można przypisać genom neandertalczyka, czyli genom gatunku, który wymarł około 50.000 lat temu. Wprawdzie przez kolejne tysiąclecia przeważały dominujące geny gatunku homo sapiens, jednak wcale nie oznacza to, że zniknęły recesywnie dziedziczone geny neandertalskie. Głęboko zakorzenione w naszej puli genowej, nadal występują one u co trzeciej Europejki, między innymi w postaci zwiększonej płodności. Tutaj po raz kolejny okazuje się, że dla ambitnych hodowców konopi niezbędne jest dokładne przyjrzenie się rodowodom, a tym samym puli genowej odmian, które mają zamiar skrzyżować. W przeciwnym razie oczekiwany wynik zawsze będzie loterią.
Krzyżowanie Odmian Na Podstawie Praw Mendla
Po zapoznaniu się z całą teorią i poznaniu praw Mendla można przejść do części praktycznej. Najlepiej postępować krok po kroku, ustalając na samym początku po kolei każdy etap swojej pracy. Aby zapewnić sobie jak największą szansę na powodzenie, warto zwrócić uwagę na kilka rzeczy.
Po pierwsze, warto jest wybrać takie dwie odmiany do skrzyżowania, które będą jak najbardziej dziewicze, czyli będą miały krótką listę przodków, a tym samym recesywnych cech genetycznych. Po drugie, warto wybrać takie dwie rośliny, których preferowane cechy, w idealnym przypadku, będą się uzupełniały. Warto od początku wiedzieć, czego szukamy i co chcemy stworzyć. Najczęściej pożądanymi cechami są:
- duży plon,
- szybki czas uprawy,
- odporność na warunki atmosferyczne oraz choroby,
- znacznie odczuwalny high,
- ewentualnie zdecydowana porcja CBD dla uzyskania efektu relaksacyjnego.
Zasymulujmy teraz przykładową krzyżówkę dwóch roślin. Aby uzyskać odmianę o wyżej wymienionych cechach, musimy wybrać dwie rośliny, które już będą posiadały/wykazywały dane cechy. Najważniejszym aspektem jest jednak to, aby obydwie odmiany miały stabilną pulę genową.
Pierwszym krokiem jest posadzenie i wyhodowanie generacji rodziców. Aby samemu stworzyć nową odmianę konieczne jest użycie nasion regularnych, czyli takich, z których wyrosną żeńskie i męskie rośliny, gdyż tylko w ten sposób będzie można je rozmnożyć. Aby nie doszło do niekontrolowanego kwitnienia, najlepiej jest trzymać każdą roślinę w izolacji. W momencie, gdy rośliny zaczną kwitnąć i możliwe będzie określenie ich płci, wybieramy rośliny, które uważamy za najsilniejsze i najbardziej odpowiednie. Do tego momentu możliwa jest jednak tylko wizualna ocena rośliny, w jaki sposób zachowuje się podczas fazy wegetatywnej oraz kwitnienia i ewentualnie można poddać ocenie jej zapach. Czekamy zatem, aż rośliny będą gotowe do tego, aby można było zebrać kilka pąków i je spróbować. Po ocenie smaku i mocy, można przystąpić do wyselekcjonowania najlepszych okazów i je ze sobą skrzyżować poprzez dopuszczenie do zapylenia żeńskiej rośliny przez męską.
Należy tutaj zaznaczyć, że krzyżowanie zakupionych nasion i cieszenie się ładnym (pośrednim) rezultatem jest łatwe. Trudności zaczynają się później, kiedy przychodzi czas na ocenę i selekcję – czyli pracę wszystkich dobrych producentów nasion. Dlatego tak ważne jest zdobywanie doświadczenia, bo to właśnie ono doprowadziło Mendla do jego spostrzeżeń. O to chyba w tym wszystkim chodzi, żeby być jak mistrz: myśleć jak mistrz, krzyżować jak mistrz, obserwować jak mistrz, wybierać/selekcjonować jak mistrz i dokumentować jak mistrz – i nieustannie uczyć się. Wtedy pożądany rezultat przyjdzie prędzej czy później. Ale pamiętaj, najlepiej uczy się na błędach.
Przeczytaj również:
