تويت
القيم التربوية للحيوان
يهدف مربو الحيوانات الاقتصادية إلى اصطفاء[ر] أفضل الحيوانات لتتزاوج وتنتج نسلاً متميز الصفات الإنتاجية يتفوق على غيره من الحيوانات. وتهتم أعمال الاصطفاء بالصفات المعقدة وراثياً، والتي تتأثر مظاهرها بالمورثات المتعددة والعوامل البيئية المختلفة. ولتحديد أفضل الحيوانات واصطفائها للتزاوج، يلجأ المربون إلى استخدام طرائق عدة من أهمها تحديد القيمة التربوية breeding value لكل منها. وهي قيمة توضح مدى تميز الحيوان وصلاحيته في عمليات التحسين الوراثي أو من عدمها. فهي إذن قيمة مقدَّرة لتميّز حيوان معين كأب، مقارنة بآباء أخرى محتملة، وتمثل جزءاً من القيمة الوراثية genotypic value للحيوان والتي يمكن أن تنتقل من الآباء إلى النسل، وعلى هذا الأساس يمكن الإشارة إلى القيمة الوراثية أنها توضيح لتأثير مورثات الفرد في مظهره، وإلى القيمة التربوية أنها توضيح لتأثير مورثات الفرد في مظاهر نسله.
في مجال دراسة الصفات، يُشار إلى النمط الوراثيgenotype لصفة ما (حليب، نمو، صوف، وغيرها) أنه مجموع المورثات التي تسبب الصفة المعنية. وتنتقل المورثات على هيئة عينات عشوائية، منصَّفة العدد، عبر أعراس الآباء والأمهات إلى الأبناء والبنات، ومن ثم يمتلك النسل (الأخوة والأخوات) أنماطاً وراثية مختلفة. ويُمكن أن يُشار إلى القيمة التربوية أنها مجموع آثار المورثات التي تسببها لتحديد صفة معينة. وفي أبسط الحالات، يُفترض أن عمل المورثات تجمعي (مُضيف) additive، وأن آثار السيادة dominance غير موجودة.
لايمكن حساب القيمة التربوية بدقة تامة، بل هي دوماً قيمة مخمّنة أو مقدرة. ولما كان كل حيوان يحصل على نصف مورثاته من أبيه، وإذا لَقَّح ذكر ما عينة عشوائية من الإناث، فإن متوسط المظهر الإنتاجي للنسل، مقاساً كانحراف من متوسط المجموع يقدرّ بنصف القيمة التربوية للأب.
ويجب أن تؤخذ بالحسبان النقاط الآتية:
1ـ القيم التربوية هي من خواص المجموع (القطيع مثلاً).
2ـ وأنها تُقدَّر من الأنماط المظهرية بقياسات للصفة المدروسة، من ثم فإن القيمة التربوية لا تُقاس مباشرة.
3ـ ليس تقدير آثار العوامل البيئية المختلفة أمراً يسيراً، وقد يؤدي الإخفاق في أخذها بالحسبان إلى تقديرات غير دقيقة للقيم التربوية، أو إلى استبعاد حيوانات ممتازة الأنماط الوراثية، ولكنها غير قادرة على التلاؤم الجيد مع البيئة.
يُطلق على القيمة التربوية في كثير من الأحيان اسم الدليل index (I)، ويمكن تقديره من البيانات المتوافرة عن الأنماط المظهرية لجميع الأقارب، إضافة إلى بيانات الفرد ذاته في بعض الأحوال (صفات الصوف أو النمو مثلاً). وبديهي أن دقة التقدير تزداد بازدياد عدد الأفراد، ومن ثم البيانات. وتعتمد تقديرات القيمة التربوية على نظريات الانحدارregression الخطي البسيط أو المتعدد، والارتباط correlation، في هذه الحسابات. ويُعبَّر عن الارتباط بين القيمة التربوية المقدرة والقيمة التربوية الحقيقية باسم الدقة accuracy، ويرمز لها بـ rAI.
يوضح الشكل (1) العلاقة بين القياسات المظهرية لمجموعة من الأقارب المتجانسين، P´s، ومعامل القيمة التربوية (I)، الذي يُعد تخميناً للقيمة التربوية الحقيقية (A). كما يبين الشكل الثقة بالدقة (rAI)، حيث يعادل مربع الدقة نقصاً في التباين variance الخاص بالقيمة التربوية المقدرة. ويمكن تفسير القيم كافة باستخدام معادلة انحدار.
حيث:
P´s = القيم المظهرية للصفة
n = عدد القياسات المستخدمة
= متوسط المظهر في مجموعة متجانسة من الأقارب
a´ = معامل القرابة بين P´s والحيوان الذي تقدر قيمته التربوية
a = معامل القرابة بين P´s
= متوسط القيم المظهرية للصفة في المجموع
= القيمة التربوية المتوسطة للمجموع
h2 = المكافئ الوراثي heritability للصفة
c2 = معامل البيئة المشتركة للـ P´s
t = a * h2 + c2
يمكن حساب القيمة التربوية (أو المعامل I) والدقة باستخدام المعادلتين المبينتين في الشكل (1). ويمكن استعمالهما في أشكال القرابة كافة شريطة توافر قرابات متجانسة. ويعتمد الدليل على معاملي القرابة a´ و a، وعدد القياسات (n)، والمكافئ الوراثي h2، والبيئة المشتركة c2، وكذلك متوسط المظهر Pg. ولا تعتمد الدقة rAI على العامل الأخير.
يبين الشكل (2) مثالاً مبسطاً لما تقدم، موضحاً علاقة النسب بين ثور وأربع من بناته العشرين نصف الأشقاء، ومعاملات القرابة بينهما، وسيستخدم لحساب القيمة التربوية المخمنة للأب لإنتاج الحليب، وقد رُمز للثور بمربع مظلل، ولكل من البنات بدائرة فارغة.
حيث:
ـ معامل القرابة بين الثور وبين أي من بناته = 0.5
ـ معامل القرابة بين البنات = 0.25
ـ معامل التوريث لصفة إنتاج الحليب في القطيع = 0.30
ـ لايوجد تأثير للبيئة المشتركة بين الأفراد (c2 = 0)
ـ متوسط إنتاج القطيع = 7000كغ ومتوسط إنتاج بنات الثور = 7500كغ، أي إنها تتفوق عن متوسط إنتاج القطيع بـ 500كغ.
وعلى هذا فإن القيمة التربوية لهذا الثور، باستخدام المعادلة المبينة في الشكل هي 7618كغ، أما مربع الدقة فيبلغ 0.618.
هنالك حالات يعتمد فيها حساب القيمة التربوية المخمنة لحيوان ما على مظاهر إخوته و/أو أخواته أنصاف الأشقاء (أ)، أو الأشقاء (ب)، أو على مظهري أبويه (ج) للصفة المدروسة (الشكل 3).
يبين الجدول (1) أمثلة لنتائج استخدام بيانات أساسية مختلفة في حساب القيمة التربوية لفرد ما. ويلاحظ من السطر الأول منه أن قيمة n = صفراً، وبالتالي فإن قيم المعامل تساوي قيمة متوسط المجموع مع دقة تبلغ الصفر. أما في السطر الثاني فإن هنالك حالة شائعة هي تحديد القيمة التربوية للفرد بناء على مظهره الخاص، فتصبح معادلة المعامل:
ويبلغ مربع الدقة في هذه الحالة h2. وفي السطر الأخير يُجرى اختبار القيمة التربوية لأب باستخدام سجلات عدد غير محدود من بناته (أو أبنائه)، وتكون معادلة حسابها:
، وقيمة الدقة = 0.25.
الدقة في حساب القيمة التربوية
تتوقف دقة استعمال النسل لتحديد القيمة التربوية للحيوان على عدد النسل، وعلى المكافئ الوراثي للصفة المدروسة h2، فيزداد معامل الدقة بزيادتهما (الشكل 4).
يجب الإشارة إلى أن ماتقدم من أمثلة اقتصر على تحليل بيانات مباشرة بين الآباء وأنسالها لتحديد القيمة التربوية، ولكن المراكز البحثية ومحطات اختبار ذكور التلقيح الاصطناعي لاتكتفي بهذه البيانات (التي يفترض فيها أساساً أنها أُخذت من مجموعات حيوانية معاصرة ومتشابهة وراثياً) بل تضيف إليها جميع ما يتوافر من معلومات جُمعت من الأسلاف الأبعد والأقارب الجانبية، ومن ثم تستخدم طرائق إحصائية بالغة التعقيد لتحديد القيمة التربوية للحيوان بدقة متميزة. وقد انتشر استخدام مايُعرف بـ «أفضل تخمين خطي غير منحاز» best linear unbiased prediction (BLUP) في هذا الصدد، وهي وسيلة اصطفائية مهمة للتخمين الوراثي تُستَخدم فيها كل مايتوفر من بيانات من مصادر مختلفة، سواء كانت من حيوانات مختلفة وراثياً، أم من مزارع مختلفة، أم حتى من أجيال مختلفة، بغية تحديد مدى امتياز حيوانات (ذكور عادة) لاستخدامها في برامج التربية، أو استبعادها منها، وتعدّ هذه التقانة امتداداً أدق للدليل الاصطفائي selection index، وتحتاج إلى استخدام فنيين ماهرين ووسائل متطورة، ولاسيما الحواسب الحديثة والفائقة السرعة التي تحتاج إليها لحل آلاف المعادلات. وقد أضحت هذه التقانة الطريقة الأفضل لإجراء أعمال التقييم الوراثي الواسع النطاق.
أسامة عارف العوا
يهدف مربو الحيوانات الاقتصادية إلى اصطفاء[ر] أفضل الحيوانات لتتزاوج وتنتج نسلاً متميز الصفات الإنتاجية يتفوق على غيره من الحيوانات. وتهتم أعمال الاصطفاء بالصفات المعقدة وراثياً، والتي تتأثر مظاهرها بالمورثات المتعددة والعوامل البيئية المختلفة. ولتحديد أفضل الحيوانات واصطفائها للتزاوج، يلجأ المربون إلى استخدام طرائق عدة من أهمها تحديد القيمة التربوية breeding value لكل منها. وهي قيمة توضح مدى تميز الحيوان وصلاحيته في عمليات التحسين الوراثي أو من عدمها. فهي إذن قيمة مقدَّرة لتميّز حيوان معين كأب، مقارنة بآباء أخرى محتملة، وتمثل جزءاً من القيمة الوراثية genotypic value للحيوان والتي يمكن أن تنتقل من الآباء إلى النسل، وعلى هذا الأساس يمكن الإشارة إلى القيمة الوراثية أنها توضيح لتأثير مورثات الفرد في مظهره، وإلى القيمة التربوية أنها توضيح لتأثير مورثات الفرد في مظاهر نسله.
في مجال دراسة الصفات، يُشار إلى النمط الوراثيgenotype لصفة ما (حليب، نمو، صوف، وغيرها) أنه مجموع المورثات التي تسبب الصفة المعنية. وتنتقل المورثات على هيئة عينات عشوائية، منصَّفة العدد، عبر أعراس الآباء والأمهات إلى الأبناء والبنات، ومن ثم يمتلك النسل (الأخوة والأخوات) أنماطاً وراثية مختلفة. ويُمكن أن يُشار إلى القيمة التربوية أنها مجموع آثار المورثات التي تسببها لتحديد صفة معينة. وفي أبسط الحالات، يُفترض أن عمل المورثات تجمعي (مُضيف) additive، وأن آثار السيادة dominance غير موجودة.
لايمكن حساب القيمة التربوية بدقة تامة، بل هي دوماً قيمة مخمّنة أو مقدرة. ولما كان كل حيوان يحصل على نصف مورثاته من أبيه، وإذا لَقَّح ذكر ما عينة عشوائية من الإناث، فإن متوسط المظهر الإنتاجي للنسل، مقاساً كانحراف من متوسط المجموع يقدرّ بنصف القيمة التربوية للأب.
ويجب أن تؤخذ بالحسبان النقاط الآتية:
1ـ القيم التربوية هي من خواص المجموع (القطيع مثلاً).
2ـ وأنها تُقدَّر من الأنماط المظهرية بقياسات للصفة المدروسة، من ثم فإن القيمة التربوية لا تُقاس مباشرة.
3ـ ليس تقدير آثار العوامل البيئية المختلفة أمراً يسيراً، وقد يؤدي الإخفاق في أخذها بالحسبان إلى تقديرات غير دقيقة للقيم التربوية، أو إلى استبعاد حيوانات ممتازة الأنماط الوراثية، ولكنها غير قادرة على التلاؤم الجيد مع البيئة.
يُطلق على القيمة التربوية في كثير من الأحيان اسم الدليل index (I)، ويمكن تقديره من البيانات المتوافرة عن الأنماط المظهرية لجميع الأقارب، إضافة إلى بيانات الفرد ذاته في بعض الأحوال (صفات الصوف أو النمو مثلاً). وبديهي أن دقة التقدير تزداد بازدياد عدد الأفراد، ومن ثم البيانات. وتعتمد تقديرات القيمة التربوية على نظريات الانحدارregression الخطي البسيط أو المتعدد، والارتباط correlation، في هذه الحسابات. ويُعبَّر عن الارتباط بين القيمة التربوية المقدرة والقيمة التربوية الحقيقية باسم الدقة accuracy، ويرمز لها بـ rAI.
 |
| الشكل (1) |
 |
| الشكل (2) |
حيث:
P´s = القيم المظهرية للصفة
n = عدد القياسات المستخدمة
= متوسط المظهر في مجموعة متجانسة من الأقاربa´ = معامل القرابة بين P´s والحيوان الذي تقدر قيمته التربوية
a = معامل القرابة بين P´s
= متوسط القيم المظهرية للصفة في المجموع= القيمة التربوية المتوسطة للمجموعh2 = المكافئ الوراثي heritability للصفة
c2 = معامل البيئة المشتركة للـ P´s
t = a * h2 + c2
يمكن حساب القيمة التربوية (أو المعامل I) والدقة باستخدام المعادلتين المبينتين في الشكل (1). ويمكن استعمالهما في أشكال القرابة كافة شريطة توافر قرابات متجانسة. ويعتمد الدليل على معاملي القرابة a´ و a، وعدد القياسات (n)، والمكافئ الوراثي h2، والبيئة المشتركة c2، وكذلك متوسط المظهر Pg. ولا تعتمد الدقة rAI على العامل الأخير.
يبين الشكل (2) مثالاً مبسطاً لما تقدم، موضحاً علاقة النسب بين ثور وأربع من بناته العشرين نصف الأشقاء، ومعاملات القرابة بينهما، وسيستخدم لحساب القيمة التربوية المخمنة للأب لإنتاج الحليب، وقد رُمز للثور بمربع مظلل، ولكل من البنات بدائرة فارغة.
حيث:
 |
| الشكل (3) |
ـ معامل القرابة بين البنات = 0.25
ـ معامل التوريث لصفة إنتاج الحليب في القطيع = 0.30
ـ لايوجد تأثير للبيئة المشتركة بين الأفراد (c2 = 0)
ـ متوسط إنتاج القطيع = 7000كغ ومتوسط إنتاج بنات الثور = 7500كغ، أي إنها تتفوق عن متوسط إنتاج القطيع بـ 500كغ.
وعلى هذا فإن القيمة التربوية لهذا الثور، باستخدام المعادلة المبينة في الشكل هي 7618كغ، أما مربع الدقة فيبلغ 0.618.
هنالك حالات يعتمد فيها حساب القيمة التربوية المخمنة لحيوان ما على مظاهر إخوته و/أو أخواته أنصاف الأشقاء (أ)، أو الأشقاء (ب)، أو على مظهري أبويه (ج) للصفة المدروسة (الشكل 3).
يبين الجدول (1) أمثلة لنتائج استخدام بيانات أساسية مختلفة في حساب القيمة التربوية لفرد ما. ويلاحظ من السطر الأول منه أن قيمة n = صفراً، وبالتالي فإن قيم المعامل تساوي قيمة متوسط المجموع مع دقة تبلغ الصفر. أما في السطر الثاني فإن هنالك حالة شائعة هي تحديد القيمة التربوية للفرد بناء على مظهره الخاص، فتصبح معادلة المعامل:
 |
، وقيمة الدقة = 0.25.  |
| الجدول (1) |
 |
| الشكل (4) |
يجب الإشارة إلى أن ماتقدم من أمثلة اقتصر على تحليل بيانات مباشرة بين الآباء وأنسالها لتحديد القيمة التربوية، ولكن المراكز البحثية ومحطات اختبار ذكور التلقيح الاصطناعي لاتكتفي بهذه البيانات (التي يفترض فيها أساساً أنها أُخذت من مجموعات حيوانية معاصرة ومتشابهة وراثياً) بل تضيف إليها جميع ما يتوافر من معلومات جُمعت من الأسلاف الأبعد والأقارب الجانبية، ومن ثم تستخدم طرائق إحصائية بالغة التعقيد لتحديد القيمة التربوية للحيوان بدقة متميزة. وقد انتشر استخدام مايُعرف بـ «أفضل تخمين خطي غير منحاز» best linear unbiased prediction (BLUP) في هذا الصدد، وهي وسيلة اصطفائية مهمة للتخمين الوراثي تُستَخدم فيها كل مايتوفر من بيانات من مصادر مختلفة، سواء كانت من حيوانات مختلفة وراثياً، أم من مزارع مختلفة، أم حتى من أجيال مختلفة، بغية تحديد مدى امتياز حيوانات (ذكور عادة) لاستخدامها في برامج التربية، أو استبعادها منها، وتعدّ هذه التقانة امتداداً أدق للدليل الاصطفائي selection index، وتحتاج إلى استخدام فنيين ماهرين ووسائل متطورة، ولاسيما الحواسب الحديثة والفائقة السرعة التي تحتاج إليها لحل آلاف المعادلات. وقد أضحت هذه التقانة الطريقة الأفضل لإجراء أعمال التقييم الوراثي الواسع النطاق.
أسامة عارف العوا