بمجرد أن يقرر المزارع تحسين أحدى الصفات الكمية من خلال الإنتخاب. فإن عليه أن يختار برنامج التحسين الوراثى الأكثر كفاءة. هناك نوعان رئيسيان من برامج الإنتخاب الوراثى وهما الإنتخاب الفردى وإنتخاب العائلة. ويتميز الإنتخاب الفردى بالبساطة علاوة على احتياجه الأقل للسجلات كما يتسم بإنخفاض تكلفته.
فى الإنتخاب الفردى، تقاس جميع الأفراد حيث تكون قيمة الصفة الظاهرية للفرد هى معيار الإنتخاب أو الإستبعاد. وتقارن كل سمكة بقيمة تسمى حد الإنتخاب cut-off value حيت يحتفظ بالأسماك التى تساوى فيها الصفة هذا الحد أو تتجاوزه بينما تستبعد ما هو دون ذلك من الأسماك إن حد الإستبعاد هى قيمة سابقة التحديد لصفة مظهرية ما والتى غالبا ما يعبر عنها بال 10 ه/ه أو ال 5 ه/ه الأعلى أو أى
قيمة تعبر عن مستوى مرغوب للصفة. والأسماك التى يحتفظ بها تصبح الجيل الأول F1 للأمهات المنتخبة. وسوف يتم مناقشة حد الإستبعاد وكيفية تحديده فى قسم لاحق فى الباب الحالى.
عندما يتم تبويض الجيل الأول من الأمهات المنتخبة، فإنها سوف تنتج جيل الأسماك المنتخبة الأول والذى يسمى F1 . وعليه، فإن نسل هذا الجيل سوف يكون الجيل الثانى F2 وهكذا. عندما يقوم المزارع بتفريخ الأمهات المنتخبة فإنه يجب أن يسمح بتزاوجها فيما بينها عشوائيا أو يكون منها أزواجا بأسلوب عشوائى، إلا إذا كان المزارع راغبا فى الإنتخاب لمعدل النمو بعد الحجم التسويقى او لصفات ذات علاقة بالنضج الجنسى. يتم حينئذ تكرار هذا الإجراء فى الأجيال اللاحقة. (شكل رقم 19).المتغيرات البيئية لها تأثيراتها الكبيرة على إنتاج الصفات الكمية. وحتى ولو كان للصفة الكمية مكافئها الوراثى العالى، فإن المكون البيئى للتباين المظهرى يمكن أن يتجاوز المكون المورث. وإذا كان التأث ي ر البيئى على التباين المظهرى متساويا لجميع الأسماك، فإن ما يلقاه هذا الأمر من اهتمام أثناء الإنتخاب يكون فى أدنى صوره طالما كان هناك قدر كاف من التباين الوراثى يمكن الإنتخاب من آداء وظيفته ولسوء الحظ، فإن الكثير من مصادر التباين البينى لها آثارها المختلفة على الأفراد والعائلات مما يستوجب أن يقوم المزارع بالسيطرة على هذه التباينات البيئية إذا ما تم تنفيذ برنامج الإنتخاب. وإلا فإنها قد تمنح المزايا لبعض الأفراد أو العائلات. وإذا حدث ذلك، فإنه من المحتمل أن يكون من الأمهات المنتخبة ما تم تقييمها وتفضيلها بسبب ميزة بيئية وليس بسبب تفوقها وراثيا. وفى مثل هذه الحالة لن تكون هناك جدوى لبرنامج الإنتخاب.
وعلى سبيل المثال، فإن الأسماك الأكبر عمرا هى الأكبر حجما فى عشيرة ما نتيجة فترة نموها الأطول وقد ثبت أن الفرق فى العمر حتى ولو كان يوما واحدا يمكن أن تكون له ميزته النسبية نتيجة تميز الحجم وقد تحتفظ الأسماك دائما بهذه الميزة، والذى يعنى أن الإنتخاب سوف يكون من نصيب الأسماك الأكبر عمرا وليست الأفضل وراثيا. وبالتالى، إذا لم يتم السيطرة على تباين الحجم المرتبط بالعمر، فإن برنامج الإنتخاب الوراثى الذى يحاول تحسين معدل النمو يحاول فى الحقيقة تحسين الصفة من خلال إستغلال التباين البيئى (العمر) وليس من خلال التباين الوراثى التجميعى وسوف يكون الفشل هو نهاية مثل هذا البرنامج. ولهذا، وكلما كان ذلك ممكنا، يجب تفريخ جميع الأسماك فى نفس اليوم. وإذا تعذر ذلك، فإن الأسماك لابد من تقسيمها إلى مجموعات من أسماك ذات عمر واحد على أن يتم فى هذه الحالة إجراء الإنتخاب فى كل مجموعة على حدة. وبعد الإنتخاب، يمكن خلط الأسماك المنتخبة من كل مجموعة.
شكل رقم 19. رسم توضيحى للإنتخاب الفردى بهدف تحسين معدل النمو من خلال الإنتخاب لزيادة الطول. يوضح الشكل أربعة أجيال من الإنتخاب كما يوضح كيفية تحسن الطول بمرور الوقت.
حد الإنتخاب = cut-off
وهناك عمر الإناث وحجمها والتى تعتبر من العوامل التى تتطلب السيطرة ونفس الشئ بالنسبة لاختالف أسلوب إدارة الأسماك سواء فى أحواض الإصباعيات أو أحواض الإستزراع. فمثلا، إذا ما تم تخزين كل عائلة فى حوض مستقل، فإن الإنتخاب الفردى سوف يعجز عن التمييز عما إذا كانت الأسماك الأكبر حجما راجع إلى تفوق تركيبها الوراثى أم بسبب كثافات تخزينها المنخفضة وحصولها على معظم الغذاء. إن لم يستطع المزارع السيطرة على هذه المتغيرات، فإن الأسماك الأكبر حجما قد تكون جميعها نتاج عائلة واحدة، وقد يكون كبر حجمها راجع إلى تباينات بيئية. وإذا كان هذا هو الحال، فإنه لا يؤمل فى أى تحسين نتيجة الإنتخاب.
وفيما يبدو، فإن التغيرات البيئية الطفيفة يمكن أن يكون لها تأثيرها الكبير فى تباين الشكل المظهرى فلو أخذنا حجم حبيبات الغذاء مثلا، فقد اثبتت الدراسات على الكارب العادى أنه إذا تمت التغذية بحبيبات أحجامها غير مناسبة، فإن بعض الأفراد سوف تنمو بمعدل أعلى بكثير من باقى أسماك العشيرة، وعليه فإن ميزة الحجم الزائد لهذه الأسماك لا يمكن استغلاله فى برنامج تربية نتيجة أن مصدر هذا التفوق بيئى لا يورث.
عند تنفيذ برنامج تحسين وراثى، يجب على المزارع أن يسيطر على جميع العوامل البيئية التى يمكنها إعطاء الأفراد أو العائلات ميزة ما وإلا فسوف تقل أو تنعدم فعالية برنامج الإنتخاب مقارنة بالحالات التى يتم فيها السيطرة على هذه المتغيرات. ولأن برنامج الإنتخاب الوراثى بتطلب الكثير من الجهد والوقت فإن فقدان القدرة على السيطرة على تلك المتغيرات كلفتها عالية .
حتى يمكن إنتخاب عشيرة من الأمهات، فإن على المزارع أن يقرر أين يتم وضع حد الإنتخاب الذى عادة ما يوصف كنسبة مئوية كأن يكون أفضل 10 ه/ه. كما يمكن إقراره كقيمة مطلقة تحدد الحد الأدنى الذى لا بد من توفره للأفراد المنتخبة مثل وزن 500 جرام مثلا. وتتضح خطورة الإتجاه الأخير فى حالة إذا لم تصل جميع الأسماك إلى حد الإنتخاب نتيجة ظروف بيئية فى عام سيئ.
يتم تحديد حد الإنتخاب (أو حد الإستبعاد) عادة قبل بدأ الإنتخاب مباشرة، ويبنى غالبا على الإحتفاظ بنسبة مئوية سبق تحديدها من العشيرة. إن أسهل الطرق وأقلها إجهادا لتحديد حد الإنتخاب يتم بقياس عينة عشوائية من الأسماك فى حدود 100- 200 سمكة. وعقب اخذ القياسات، يتم ترتيبها للحصول على قيمة حد الإنتخاب وهى القيمة التى تقابل النسبة المئوية السابق تحديدها. فمثلا، اذا تقرر الإحتفاط بأفضل 10 ه/ه من الأسماك، فإن حد الإنتخاب هو النقطة التى يستبعد عندها 90ه/ه من العشيرة 90th percentile . وإذا ما تم قياس 200 سمكة وترتيبها تنازليا بدءا بأكبر الأفراد فإن قيمة الفرد رقم 20 هى حد الإنتخاب (شكل رقم 20).
التعدد المظهرى للجنس : sexual dimorphism هى إحدى خطوات التقنية الضرورية والأخيرة فى عملية الإنتخاب. فعلى المزارع أن يحدد هل يتعامل الإنتخاب مع الأسماك كمجموعة واحدة أو يتعامل مع كل جنس على حدة. ويعتبر ذلك من القرارات الهامة، حيث أن عدد كبير من أنواع الأسماك تمتلك ظاهرة تباين المظهر تبعا للجنس sexual dimorphism والتى فيها ينمو أحد الجنسين إلى أحجام أكبر أو ينمو بمعدلات أسرع مقارنة بالجنس الآخر. وإذا كان نوع الأسماك موضوع الإنتخاب لا تظهر فيه الظاهرة أو أن يتم الإنتخاب قبل بدؤها، ففى هذه الحالة، تحدد قيمة واحدة لتكون هى حد الإنتخاب للعشيرة. أما إذا ثبت وجود تباين فى معدلات نمو الأسماك تبعا لجنسها، فإنه يجب وضع حد إنتخاب خاص لكل جنس، وإلا فقد تكون الأسماك المنتخبة جميعها من الجنس الأكبر فقط (شكل رقم21).
هناك أنواع كثيرة تتباين فيها حجم الأسماك تبعا للجنس. فهناك أهم أنواع البلطى المستزرعة التى تظهر جميعها وبوضوح هذه الظاهرة وذلك عند بلوغ العمر أشهرا قليلة، حيث تنمو الذكور بمعدل أسرع كثيرا من الإناث بمعدل قد يصل إلى الضعف بعد مرور عام واحد. ويفسر هذا رغبة مزارعى البلطى فى إستزراع ذكور البلطى فقط (وليس الإناث) فى محاولة للسيطرة على تكاثر البلطى. والكارب العادى وأنواع الكارب الصينى تتسم أيضا بنفس الظاهرة حيث تنمو إناثها إلى أحجام أكبر من الذكور إلا أن هذا الفرق لا يتضح لسوى بعد النضج الجنسى، والذي يعنى أنه اذا تم الإنتخاب لمعدل النمو فى الكارب قبل النضج الجنسى فإن الأمر لا يتطلب سوى قيمة واحدة كحد إ نتخاب.
شكل رقم 20، طريقة سريعة وبسيطة لتحديد حد الإنتخاب. هدف هذا البرنامج من الإنتخاب الوراثى هو زيادة الطول عند عمر 10 شهور بإنتخاب أفضل 20 ه/ه من العشيرة. وحتى يمكن تحديد الطول المقابل للثمانين فى المائة إستبعاد، تم الحصول على عينة حجمها 250 سمكة عند عمر 10 شهور من حوض سبق تخزينه ب 5000 سمكة من إنتاج نفس اليوم. تم قياس كل سمكة فى العينة لأقرب ملليمتر وتم تسجيل البيانات فى هذا السجل. تم تحديد حد الإنتخاب بالعد تنازليا بدءا بأكبر سمكة (198 ملليمتر) حتى الوصول إلى السمكة التى تقابل 80 ه/ه. ولأن الهدف هو إنتخاب أعلى 20 ه/ه ، فإن طول السمكة رقم 50 سوف تكون هى حد الإنتخاب (50 سمكة هى 20 ه/ه من 250 سمكة). وطول السمكة رقم 50 هو 183 ملليمتر والذى هو حد الإنتخاب. وعليه سوف يتم الإحتفاظ بأية أسماك يصل طوله ا 183 ملليمتر أو يتجاوزه لتصبح أمهات منتخبة فى حين تستبعد الأسماك التى طولها أقل من 183 ملليمتر.
شكل رقم 21 . تأثير تباين الوزن نتيجة الجنس على الإنتخاب للحجم الأكبر. يوضح الشكل توزيع الأطوال فى عشيرة من الأسماك تنمو الذكور فيها إلى أحجام أكبر من الإناث. يوضح توزيع طول الذكور فى العشيرة بالرسم المخطط بينما يمتل الشكل المنقط توزيع الإناث. يوضح الرسم الأعلى a حد إستبعاد مفرد عند 128 ملليمتر والذى استخدم فى برنامج إنتخاب وراثى لتحسين الطول. ولأن هناك إختلاف فى الوزن تبعا للجنس، فإن كل ما تم إنتخابه كان ذكورا. ويعنى هذا أن المزارع إما أنه لن يستطيع إنتاج أية زريعة أو أنه سوف يضطر لإستخدام إناث غير منتخبة. يوضح الشكل b كيفية تنفيذ الإنتخاب فى الأنواع التى تظهر هذه الظاهرة. تم تحديد حد إستبعاد مستقل لكل جنس (132 ملليمتر للذكور و 106 ملليمتر للإناث). ويجب ان يتم تنفيذ الإنتخاب مستقلا لكل من الذكور والإناث. وكما هو واضح من الشكل b ، فإن المزارع قد انتخب أفضل الذكور وأنه انتخب كذلك أفضل الإناث.
ثبت أن اسهل وأكثر البرامج كفاءة عندما يتم الإنتخاب لصفة واحدة. وكما تم الاشارة إليه سابقا، فإن الكفاءة التى بها يمكن تحسين كل صفة تتناسب عكسيا مع عدد الصفات التى يشملها برنامج الإنتخاب الو ر اثى.
إذا ما أراد مزارع تحسين أكثر من صفة واحدة، فإنه يمكن أن يتبع إما الإنتخاب المتعاقب (المترادف) tandem selectior` الإنتخاب المستقل، أو دليل الإنتخاب. يعتبر الإنتخاب المتعاقب قليل الكفاءة، ولا ينصح به. كما أن دليل الإنتخاب يتسم بالتعقيد الشديد بالنسبة لمعظم المزارعين، وإن كان مزارعى الأسماك الذين يعملون فى محطات البحوث وكذا مديرى المفرخات العاملين فى مراكز إنتاج الإصباعيات ربما يودون إستخدامه. أما بالنسبة للمزارعين ممن يرغبون فى إنتخاب صفة أو صفتين أو ثلاثة على الأكثر يجب أن يستخدموا برنامج الإنتخاب المستقل.
الإنتخاب المتعاقب (المترادف) Tandem Selection : كما يتضح من أسمه، فهو برنامج تربية متعدد المراحل يتم فيه إنقضاء عدة أجيال فى تحسين صفة واحدة ثم البدأ فى برنامج إنتخاب وراثى ثانى لتحسين صفة ثانية وهكذا. أى أن هذا النمط هو أساسا برنامج تربية ثنائى المراحل يصمم لتحسين صفة مظهرية واحدة أولا يتم التوقف بعدها ثم يحدث تغير مفاجئ للإتجاه والبدأ ببرنامج تربية ثانى للإنتخاب الوراثى بغرض تحسين صفة أخرى فى الإنتخاب المتعاقب، عادة يلزم عدة أجيال من أجل إنتخاب صفة واحدة، يتوقف الإنتخاب بعدها لهذه الصفة لكى يتم البدء ببرنامج تربية جديد لإنتخاب صفة ثانية. وإذا كان تحسين الصفة الأولى له أهميته، وإذا ثبت أيضا فعالية برنامج التربية، فلن يكون من الفطنة إيقاف البرنامج. ولهذا السبب، وأيضا لأن تنفيذ هذا البرنامج يستغرق وقتا طويلا فى تجريب وتحسين صفتان بإستخدام التتابع، فإن الإنتخاب المتعاقب يصبح قليل الكفاءة ولا يجب أن يتبع إذا أراد المزارع تحسين صفتان أو أكثر.
الإنتخاب المستقل Independent culling : ربما يعتبر الإنتخاب المستقل أسهل برامج الإنتخاب الوراثى الذى يمكن للمزارع إستخدامه بغرض تحسين صفتان أو ثلاثة. فى هذا النمط من البرامج ينتخب المزارع لصفتان أو أكثر فى نفس الوقت بتحديد قيم إنتخاب لكل صفة مستقلا بذلك عن الصفات الأخرى. ولا بد لكل سمكة من أن تصل أو تتجاوز حدود الإنتخاب حتى يتم الإحنقاظ بها. والسمكة التى لا تصل لهذا المستوى تستبعد. ويوضح الشكل رقم 22 هذا النوع من برامج التربية.
فلنفترض على سبيل المثال أن مزارعا يرغب فى تحسين كلا من معدل النمو من خلال الإنتخاب للطول وبنيان الجسم body conformation` وذلك بالإنتخاب لعمق الجسم عند العظمة الأولى للزعنفة الظهرية. إن الخطوات التى تتبع فى تحديد حدود الإنتخاب هى نفسها التى تم التعرض لها سابقا. وسوف يقوم المزارع إما بتحديد مسبق لقيمة الصفة، أو أنه يختار أعلى 15 ه/ه أو 20 ه/ه وهكذا. وإذا سبق وحدد المزارع النسبة المئوية، فإنه يحدد قيمة حد الإنتخاب التى تقابل هذه النسلة وذلك بقياس عينة عشوائية حجمها من 100- 200 سمكة والوقوف على هذه القياسات كما سبق توضيحه فى الشكل رقم 20. فى هذا المثال يكون المزارع قد أقر حد الإنتخاب ليكون 243 ملليمتر للطول و 130 ملليمتر لعمق الجسم عند العظمة الأولى للزعنفة الظهرية. وبمجرد تحديد كلا من حدى الإنتخاب، فإن المزارع يقيس كل سمكة، ويحتفظ فقط بالأفراد التى تتساوى فيها قيمة الصفتين أو تتجاوز كلا الحدين. وفى هذا البرنامج، فإن قرار المزارع بالإنتخاب أو بالإستبعاد للأسماك الستة التالية هو كما يلى:
وعلى الرغم من كفاءة الإنتخاب المستقل وسهولة تنفيذه مقارنة بالإنتخاب المتعاقب، فإنه يؤخذ على هذا البرنامج سلبيتان. اولها أنه عند الإنتخاب الفورى والمستقل لصفتين، فإن هناك إحتمال أن ينتهى الأمر بعدد قليل جدا من الأسماك المنتخبة. فمثلا إذا كان الإنتخاب لصفتين وأن حد الإنتخاب هو لأعلى 10 ه/ه لكلا من الصفتين، فإن ما يحتفظ به من العشيرة وينتخب هو 1 ه/ه فقط (0.1 x 0.1= 0.01). فإذا ما حدث وأضفت صفة ثالثة، وأن حد الإنتخاب لها هو نفس المستوى (10 ه/ه)، لكانت نسبة الأسماك التى يحتفظ بها هو سمكة واحدة فقط من كل ألف سمكة. ويوضح الشكل رقم 22 شدة هذا النوع من الإنتخاب .
إن القيود الشديدة فى عدد الأسماك التى يمكنها تلبية أو تخطى جميع حدود الإنتخاب غالبا ما سوف تؤدى إلى مشكلتين: أولها أنه نتيجة النقص الشديد فى عدد الأسماك المختارة سوف ينتج عنه عدم استطاعة المزارع إنتاج أعداد كافية من الإصباعيات لإستزراعها فى الموسم التالى. والأسوأ من ذلك، إحتمال حدوث مستوى عالى من التربية الداخلية بعد 1-2 جيل، والذى يمكن أن يلغى معظم المكاسب التى يقدمها الإنتخاب.
إن المشكلة الناجمة عن تحديد قيمة للإنتخاب المستقل يمكن التغلب عليها عن طريق إقرار مسبق لمستوى حدة الإنتخاب، والذى يعنى كم هى نسبة الأسماك التى يتم إنتخابها. وبمجرد تحديد ذلك، فإننا عن طريق إجراء حسابات خلفية يمكن تحديد من نستهدفه من الحد المئوى للإستبعاد لكى تعطى هذه القيمة (حدة الإنتخاب). فإذا ما أردنا مثلا الإحتفاظ ب 15 ه/ه من مجموع الأسماك وأن الإنتخاب يستهدف صفتان ذات أهمية متساوية، فكل ما نفعله ببساطة هو إيجاد الجذر التربيعى 0.15 لإرشادنا إلى إنتخاب أفضل 0.39 لكلا الصفتين (0.39 x 0.39 = 0.15). وإذا ما أردنا إعطاء أهمية أكبر لأحد الصفتين، فإننا ببساطة نضع لتلك الصفة حدا أعلى للإنتخاب (محسوبا على أساس نسبة مئوية) ثم نقوم حينئذ بتعديل حد الإنتخاب للصفة الثانية بتخفيضها. فمثلا، إذا ما قررنا الإحتفاظ ب 10 ه/ه من الأسماك، فإننا ما زلنا نستطيع أن نحدد قيمة الإنتخاب عند ال 25 ه/ه وال 40 ه/ه للصفتين (0.4 x 0.25 = 0.1).
اما بالنسبة لثانى سلبيات الإستبعاد المستقل، هو أننا مضطرون لإستبعاد أسماك متفوقة فى إحدى الصفات بسبب عدم وفائها للصفة الثانية. فمثلا تم إستبعاد السمكة رقم 5 فى المثال الحالى على الرغم من تخطيها وبشكل كبير لحد الإنتخاب للطول هذه المشكلة يمكن تطويقها بإستخدام حد الإنتخاب المطور الذى يتم فيه الإحتفاظ بالأسماك التى تصل أو تجاوز كلا من حدى الإنتخاب، كما أن الأسماك التى تتجاوز حد الإنتخاب لصفة بينما تكاد تصل للحد للصفة الثانية يتم أيضا الإحتفاظ بها (شكل رقم 23).
ولسهولة تنفيذ مستوى الإنتخاب المستقل واحتياجها المتواضع للسجلات، فإن الإنتخاب المستقل أو المطور هى برامج الانتخاب الوراثى التى يجب أن يستخدمها معظم المزارعون طالما ظل هدف البرنامج تحسين صفة أو صفتان أو حتى ثلاث صفات فى نفس الوقت.
شكل رقم 22. رسم توضيحى لمستوى الإنتخاب المستقل. فى هذا البرنامج من الإنتخاب الوراثى، ينتخب المزارع لزيادة معدلى النمو (من خلال الإنتخاب للطول) كما يحاول أيضا تحسين التكوين الجسمى (من خلال الإنتخاب لعمق الجسم عند العظمة الأولى للزعنفة الظهرية). تم تحديد قيمة الإنتخاب المستقل عند 243 ملليمتر للطول و 135 ملليمتر للعمق عند العظمة الأولى للزعنفة الظهرية. الأسماك التى تفى او تتجاوز كلا الحدين يتم الإحتفاظ بها لتصبح أمهات منتخبة، ويستبعد ما عدا ذلك من أسماك. يوضح الرسم النسب المئوية النسبية للأسمك المختارة (الجزء المظلل) والتى تستبعد (الجزء غير المظلل) وذلك باتباع هذا النمط من برامج الإنتخاب الوراثى.
شكل رقم 23. رسم توضيحى لتطوير الإنتخاب المستقل. فى هذا النوع من برامج الإنتخاب الوراثى، ينتخب المزارع لـزيادة معدل النمو من خلال الإنتخاب للطول كما يحاول المزارع ايضا تحسين التكوين الجسدى (عن طريق الإنتخاب لعمق الجسم عند العظمة الأولى للزعنفة الظهرية). وكما كان الحال لبرنامج التربية الذى سبق توضيحه فى الشكل رقم 22، فإن المزارع قد وضع حدودا للإنتخاب وهى 243 ملليمتر للطول و 130 ملليمتر لعمق الجسم عند العظمة الأولى للزعنفة الظهرية. فى المثال الحالى، لن يتوقف المزارع فى إنتخابه على الأسماك التى تفى أو تتجاوز كلا من حدى الإنتخاب، بل يتعداها إلى الأسماك التى تتجاوز احد حدى الإنتخاب بينما تكاد تصل إلى الحد الثانى (الجزء المظلل من الشكل)، ثم تستبعد كل ما هو دون ذلك من أسماك. يسمح الإستبعاد المستقل المطور بإنتخاب أعداد أكبر من الأسماك، علاوة على أن الأسماك التى تمتلك تفوقا كبيرا فى إحدى الصفات لا يتم إستبعادها.
دليل الإنتخاب Selection index : يعتبر أكثر البرامج كفاءة فى تحسين صفتان أو أكثر. ولكن لسوء الحظ، يعتبر هذا الأسلوب من الإنتخاب هو أكثرها تعقيدا كما أنه يحتاج إلى استثمارات أكبر مقارنة بالإنتخاب المستقل. ولهذا، فإن هذا النوع من برامج الإنتخاب الوراثى لا بجب أن يمارس سوى بواسطة المتخصصين فى الإستزراع السمكى فى محطات البحوث أو بواسطة مديرى المفرخات ممن يعملون بمراكز إنتاج الإصباعيات. أما بالنسبة لمزارعى الأسماك ومعظم متخصصى الإستزراع السمكى يجب أن يستخدموا الإنتخاب المستقل طالما ظل الهدف هو تحسين صفتان. فى حين يصبح هناك حاجة إلى إستخدام دليل الإنتخاب إذا كانت الصفات المراد تحسينها فى نفس الوقت هى ثلاثة أو أكثر.
إن دليل الإنتخاب هو برنامج إنتخاب وراثى يتم فيه تقييم صفتان أو أكثر فى نفس الوقت مع تحديد قيمة رقمية إجمالية لكل سمكة. يتم بعدئذ ترتيب الأسماك تبعا لقيمتها بحيث أن السمكة رقم 50 ه/ه فى الترتيب تكون قيمة ال I لها 100 وعليه، فإن الأسماك التى تتجاوز قيمة ال ا لها 100 تعتبر أعلى من المتوسط، بينما الأسماك دون المتوسط تقل قيمة ال ا لها عن 100. هذا مع التأكيد أن الهدف النهائى لكل برنامج إنتخاب وراثى كبير هو إنشاء دليل إنتخاب.
يحتاج إنشاء دليل الإنتخاب إلى معرفة مكافئ التوريث للصفة، الارتباط الوراثى بين الصفات الظاهرية، والأهمية الأقتصادية للصفات. ولسوء الحظ، فإن هذه المعلومات غير متاحة لمعظم أسماك الغذاء المستزرعة ويمكن الإقلال من الحاجة لهذه المعلومات من خلال تحوير دليل الإنتخاب وإنشاء ما يعرف بعوامل الأهمية لكل من الصفات الظاهرية.
والتقنيات التى تستخدم لإنشاء دليل الإنتخاب بإستخدام عوامل الأهمية موضحة فى الجدول رقم 11. والدليل فى الجدول المذكور مصمم لتحسين 3 صفات هى الطول عند 12 شهر، عمق الجسم عند العظمة الأولى للزعنفة الظهرية ومعدل التصافى (محسوبة على أساس طول الجذع ) الطول من خلف الرأس حتى نهاية جذع الذيل caudal peduncle )/ الطول الكلى). وبمجرد حساب قيمة ا لكل سمكة، فإن الأسماك يتم تدريجها تبعا لقيمة ا ثم يتم إختيار أعلى
10 ه/ه أو 15 ه/ه أو 20 ه/ه بينما يستبعد ما تبقى من أسماك. يوضح الشكل رقم 24 برنامج الإنتخاب الوراثى الذى يستخدم دليل الإنتخاب الوارد بالجدول رقم 11.
وهذا النمط من برامج الإنتخاب الوراثى يحتاج عمالة بشكل أكبر كثيرا من الإنتخاب المستقل. فى الإنتخاب المستقل يحدد المزارع حد الإنتخاب لكل صفة مظهرية (عادة بناء على عينة قوامها 100- 200 سمكة) والتى تمكنه من إختيار أو إسنبعاد كل سمكة بسهولة. بينما فى دليل الإنتخاب، يتم قياس كل صفة لكل سمكة على أن يتم تمييز جميع الأسماك قبل وضعها فى خزان أو هابا لحين الانتهاء من قياس جميع الأسماك. يعقب ذلك إسترجاع جميع الأسماك مرة ثانية لإقرار إما أن تختار السمكة أو تستبعد بناء على قيمة ا. ولا يتصف هذا البرنامج فقط باحتياجه الشديد للعمالة، ولكن يتسبب التداول الزائد للأسماك فى إجهادها. ولهذه الأسباب جميعها، فإذا ما أراد المزارع تحسين صفتان أو ربما ثلاثة صفات، فعليه أن يستخدم برنامج الإنتخاب المستقل أو الإنتخاب المستقل المطور.
يختلف إنتخاب العائلة عن الإنتخاب الفردى حيث يتم فى إنتخاب العائلة إختيار الأسماك أو استبعادها على أساس مستوى العائلة، وتصبح أهمية قيمة الفرد الظاهرية فقط قياسا على مستوى العائلة. يستخدم إنتخاب العائلة غالبا عندما يكون الإنتخاب الفردى غير فعال نتيجة إنخفاض مكافئ التوريث للصفة (عادة 0.15 فأقل) حيث عند هذا المستوى المنخفض، فإن الجزء الذى يورث من التباين المظهرى يعد صغيرا، ويعنى هذا أن معظم الفروق المقاسة بين الأفراد هى نتيجة لمصادر من التباين لا تورث وعند الإنتخاب على مستوى العائلة، فإنه يمكن إبطال تأثير جزء معنوى من التباين البيئى وبذا يصبح من السهل تحديد التباين الوراثى وإنتخاب الأسماك الأفضل نتيجة التباين المورث.
جدول رقم 11. التقنيات التي يمكن إتباعها لانشاء دليل انتخاب، باستخدام عوامل الأهمية
خطوة 1. تحديد الصفات التى يتضمنها دليل الإنتخاب. فى المثال الحالى، يتم إنشاء دليل الإنتخاب بهدف تحسين الصفات الثلاث الآتية:
01 الطول عند عمر 12 شهر (ملليمتر)
2. عمق الجسم عند العظمة الأولى للزعنفة الظهرية ) ملليملر (
3. معدل التصافى (محسوبة على أساس المعدل التالى: طول الجذع trunck ) الطول من خلف الر أ س حتى نهاية جذع الذيل caudal peduncle/ الطول الكلى).
خطوة 2: تحديد عوامل الأهمية للصفات الظاهرية. تستخدم المعادلة التالية لتحديد عوامل الاهمية:
عامل الأهمية (1) = الأهمية النسبية للصفة/ متوسط الصفة بالعشيرة
2 (أ): تحديد الأهمية النسبية للصفة. يتم تحديدها عن طريق تخصيص قيمة محددة لكل صفة. تتراوح هذه القيمة من 1 وحتى 99 ه/ه (باجمالى 100 ه/ه) وتمثل الجزء من شدة الإنتخاب selection pressure الذى يتم تحديده لصفة مظهرية ما (إذا ما خصص صفرا لصفة ما فإن هذا يعنى أنك لن تحاول تحسينها، واذا حددت 100 ه/ه لصفة ما فإن هذا يعنى أنك لن تحسن سواها وعليه يتم إسقاط أية صفات أخرى من برنامج التربية).
تحديد قيمة الأهمية النسبية كما يلى:
الصفة الأهمية النسبية
الطول 60 ه/ه
عمق الجسم 30 ه/ه
معدل التصافى 10 ه/ه
2 (ب): تحديد متوسط كل صفة وذلك بقيام المزارع بأخذ قياسات عينة عشوائية لحوالى 200 سمكة ولنفترض حصوله على المتوسطات التالية:
الصفة المتوسط
الطول 195 ملليمتر
عمق الجسم 100 ملليمتر
معدل التصافى 55 ه/ه
2 (ج): يتم حساب معامل الأهمية لكل صفة بإستخدام المعادلة السابق ذكرها فى بداية الخطوة 2 وعليه، فإن معامل الأهمية لكل صفة هو:
الطول = 0.60 / 195 ملليمتر=0.3076923
العمق = 0.30/ 100 ملليمتر= 0.3
معدل التصافى = 0.10 / 0.55= 0.1818182
خطوة 3. إنشاء دليل إنتخاب لإستخدامه فى تحديد القيمة التربوية ( I ) لكل سمكة. يتم تحديد قيمة كل سمكة عن طريق إدخال قيمتها المظهرية وعامل الأهمية فى المعادلة التالية:
القيمة التربوية للسمكة ا = (عامل الأهمية للطول) (الطول) + (عامل الأهمية للعمق) (العمق) + (عامل الأهمية للتصافى) (التصافى)
خطوة 4. تحديد القيمة التربوية لسمكة تمتلك الصفات المظهرية التالية 201 ملليمتر للطول، 119 ملليمتر لعمق الجسم و 54 ه/ه لمعدل التصافى وذلك كما يلى:
القيمة التربوية ا = (0.3076923) (201ملليمتر) + (0.3) (119 ملليمتر) + (0.1818182) (0.54) = 107.364
الإنتخاب الفردى صعبا إن لم يكن مستحيلا. وعلى سبيل المثال، إذا تعذر تحقيق تزامن فى تفريخ الأسماك أو إذا كانت الأسماك تضع بيضها عادة على مدى عدة أسابيع أو حتى عدة شهور، فإن إنتخاب العائلة هو النمط الذى عادة ما يتبع حيث أن الأسلوب فى هذا الإنتخاب يمكنه السيطرة على فروق الأحجام الذى يتسبب فرق العمر فيها.
إن إنتخاب العائلة هو النوع الوحيد من الإنتخاب الذى يمكن إستخدامه عندما يتحتم التضحية بالكائن للحصول على قياسات لصفات ظاهرية فمثلا، إذا أردت تحسين صفة معدل التصافى من أجل خفض المحتوى الدهنى للأحشاء، فإنه يجب قتل الأسماك للحصول على قياسات دقيقة. ومن البديهى أننا نفقد إمكانية تفريخ السمكة بمجرد قتلها (سوى إذا أمكن حفظ الجاميطات). ولهذا، فإنه يلزم إستخدام إنتخاب العائلة حتى يمكن تحسين مث ل هذه الصفات.
هناك نوعان رئيسيان لإنتخاب العائلة هما الإنتخاب بين العائلات between family والإنتخاب ضمن العائلة within family . ففى الإنتخاب بين العائلات، تتحدد قيمة متوسط كل عائلة، ثم يتم ترتيب هذه المتوسطات. وبناء عليه، إما أن يتم إختيار العائلة بأكملها أو تستبعد بأكملها (شكل رقم 25). وعند إستخدام هذا النوع من الإنتخاب، فإنه عادة لا يتم تحديد قيمة حد الإنتخاب. وبدلا من ذلك فإن المزارع يقرر الإحتفاظ ب 10 أو 15 أو 20 عائلة.
ولا يظن أنه يلزم الإحتفاظ بالعائلة بأكملها. فإذا كان حجم العائلة كبيرا، فإنه يتم الإحتفاظ بعينة عشوائية ومتساوية العدد من كل عائلة مع التأكيد على عشوائية العينة، وإلا فإن برنامج التربية لن يكون إنتخابا بين العائلات. ولا يستطيع المزارع عن عمد أن يختار أفضل الأسماك من كل عائلة منتخبة. حتى ولو تقرر الإحتفاظ بكامل العائلة، فإن العائلات المنتخبة لا بد وأن تكون بنفس الحجم، وإلا فسوف تساهم عائلة ما بقدر أكبر فى العشائر المنتخبة.
وكما كان الحال مع الإنتخاب الفردى، فإن إختلاف الصفة تبعا لنوع الجنس يمكنه تعقيد الإنتخاب لتحسين معدل النمو. فاذا ما كان نوع ما من الأسماك يمتلك هذه الظاهرة، فإنه يتحتم أخذ قياسات مستقلة لكلا من الذكور والإناث داخل كل عائلة. يتم الإنتخاب حينئذ فى أحدى صورتين: بمجرد معرفة متوسط القيمة لكل جنس، فإن المتوسطان (للذكور والإناث) يمكن أن يستخدما حينئذ للحصول على متوسط عام ( نصف مشاركة كل عائلة للجيل التالى سوف تأتى من الذكور، بينما يأتى النصف الثانى من الإناث ) ويتم إستخدام هذا المتوسط العام فى إختيار أو إستبعاد العائلات. وبديلا لذلك، يمكن تنفيذ الإنتخاب مستقلا لكل جنس. وإذا تم ذلك، فإنه من المحتمل إختيار إناث من بعض العائلات استبعدت ذكورها والعكس صحيح.
وحتى يمكن تنفيذ إنتخاب العائلة، يجب أن يكون بمقدور المزارع تقسيم الأسماك لعائلات مفردة والذى يمكن تنفيذه بإحدى طريقتين، يتم فى أولاها رعاية كل عائلة فى خزانات، هابات أو فى أحواض مستقلة حتى وصول الأسماك للحجم الذى يمكن عنده تمييزها فيه، أو كيها ,brands` أو تعليمها tags . وبعد التمييز، يمكن تربية الأسماك مختلطة. وعند الحصاد، تصنف الأسماك لعائلاتها حتى يمكن تنفيذ الإنتخاب. أما فى الطريقة الثانية، ففيها تتم رعاية مستقلة لأسماك كل عائلة فى خزانات، هابات او أحواض منذ أطوارها الأولى كبيض مخصب وحتى تمام تنفيذ الإنتخاب. وحتى بعد تنفيذ الإنتخاب، فإذا تعذر تمييز الأسماك، فإنه لا بد وأن يحتفظ بالأسماك فى وحدات مستقلة. أما إذا أمكن تمييز الأسماك، فإنه يمكن تخزين الأمهات المنتخبة مختلطة حتى يحين موسم التفريخ.
وبالنسبة لإنتخاب العائلة، فهو أكثر تكلفة من الإنتخاب الفردى، لأنه يحتاج قدرا أكبر من الإمكانيات والعمالة. كما يحتاج إلى مستوى أدق لتسجيل البيانات. وفى حالة إمكانية تمييز الأسماك وتربيتها معا، فإن تكاليف البرنامج سوف تقل بشكل كبير مقارنة بتربية العائلات إذا ما تم تربيتها مستقلة.
خطوة أولى: تحدد ق يم الصفات الظاهرية لكل سمكة فى العشيرة. فى هذا المثال، سوف نحدد تلك القيم لعدد 10 سمكات.
شكل رقم 24. رسم تخطيطى يوضح المطلوب لتنفيذ دليل إنتخاب. تحديد عوامل الأهمية هى الخطوة الأولى، والتى تتحدد من متوسط الصفة الظاهرية والأهمية النسبية لكل صفة الطرق المستخدمة فى حساب عوامل الأهمية للصفات الثلاث سبق شرحها فى الجدول رقم 011 الخطوة الأولى فى تحديد قيمة ا هى تحديد قيم الصفات الظاهرية لكل سمكة فى العشيرة. يتعرض هذا المثال لعدد 10سمكات فقط. يتم فى الخطوة الثانية حساب قيمة ا لكل سمكة يتبعها ترتيب الأسماك تبعا لقيمة ا فى الخطوة الثالثة حيث يتم إما الإنتخاب أو الإستبعاد طبقا لقيمتها. فى هذا المثال، يتم انتخاب أفضل 20 ه/ه من الأسماك ولهذا، فإن الأسماك أرقام 2 و 10 هى التى تم إنتخابها لكونها أفضل سمكتين، فى حين استبعدت باقى الأسماك. لاحظ أن السمكة رقم 4 تساوت فيها قيمة الصفات الظاهرية مع متوسط العشيرة. ولهذا، فإن قيمة ا لها هى100. وطبقا لما توضح، فإن مثل هذه السمكة لا بد وأن تكون قيمة ا لها هو100.
شكل رقم 25. رسم توضيحى للإنتخاب بين العائلات. تقارن متوسط العائلات ويتم الإنتخاب على مستوى العائلة فإما أن يحتفظ بكامل العائلة (أو عينة عشوائية ومتساوية) أو تستبعد عائلات بأكملها. فى هذا المثال، كان الهدف هو تحسين معدل النمو عن طريق الإنتخاب للطول. تم هذا من خلال إنتخاب ال 33ه/ه الأعلى من العائلات (يشمل المثال الحالى على 12 عائلة فقط). لكى يتم تنفيذ ذلك، تم ترتيب متوسط العائلات، أعقبها الإحتفاظ بأربع عائلات ذات المستويات الأعلى للطول وهى G ,F ,B و L . تم إستبعاد جميع اسماك العائلات الثمانى الأخرى. تم فى هذا المثال قياس 12 سمكة من كل عائلة وذلك إلى أقرب ملليمتر (القياس مدون أسفل الحرف الذى يميز العائلة). فى الواقع العملى، يقاس ما بين 30- 100 سمكة. تشير القيمة المجاورة للحرف الرامز للعائلة إلى متوسط العائلة. يفترض هذا المثال عدم وجود إختلاف فى معدل النمو مرجعه الجنس الذى إذا وجد فإنه يجب الحصول على متوسط الجنسين داخل كل عائلة ثم يستمر الإنتخاب حينئذ إما بناء على متوسط القيمة للجنسين، أو أن يتم لكل من الذكور والإناث كل على حده.
والمثير للدهشة أن الإنتخاب بين العائلات يمكنه أن يقلل بعض العمالة المطلوبة لتحسين معدل النمو، كما أنه يمكن المزارع من تحسين معدل النمو بسهولة من خلال إنتخابه للوزن. ولأن إنتخاب العائلة مبنى على متوسط العائلات، فإنه ليس بالضرورة تحديد قيمة الأفراد إذا ما قام المزارع بالإنتخاب للوزن. فى هذه الحالة، يكفى وزن أسماك العائلة بنظام المجموعة، ثم الحصول على متوسط العائلة بقسمة الوزن الإجمالى على عدد الأسماك التى تم وزنها.
إذا ما تم تربية كل عائلة مستقلة فى حوض أو تانك، فإنه يجب تكرار كل وحدة ثلاث مرات على الأقل ثم يتم الحصول على المتوسط العام للوحدات الثلاث قبل إنتخاب أو إستبعاد العائلات. اذا تم تربية كل عائلة فى حوض أو تانك واحد فقط، فإنه يصبح من غير الممكن أن نحدد ما إذا كان متوسط الصفة الظاهرية للعائلة يعبر عن قيمتها التربوية أو أنه يعبر عن مستوى جودة الحوض أو الخزان. إن كل مربوا الأسماك يعلمون جيدا أن لكل حوض أو خزان شخصيته الخاصة به. فهناك من الأحواض ما هو جيد كما أن منها ما هو ردئ. فهناك أحواض دائما مياهها جيدة، تنمو طحالبها بصورة طيبة، وحصادها وفير. ذلك فى حين أن هناك أحواضا أخرى تطاردها مشاكل الأوكسيجين الذائب، أو تفتقر إلى نمو الطحالب، وحصادها قليل. إذا ما تمت تربية كل عائلة فى حوض مستقل، فإن الفرق فى المتوسط بين العائلات قد تكون بسبب مجتمعات الطحالب فى الحوض، أو نتيجة عوامل بيئية أخرى وليس مرجعه التباين المورث بين العائلات. وإذا ما كانت الفروق بين متوسط العائلات سببها الفروق بين الحوض وال آ خر فلن تكون هناك جدوى من الإنتخاب.
يجب أن يجاهد المزارع لتربية كل عائلة تحت ظروف متشابهة. إن معدلات التخزين هو أحد العوامل البيئية التى يجب على المزارع السيطرة عليها عند تنفيذ الإنتخاب بين العائلات. يجب إستزراع كل العائلات بنفس كثافة التخزين وإلا فإن جزء من الفرق بين متوسط العائلات سوف يكون راجعا لاختلافات هذه الكثافات وليس إلى التباين الموروث.
ولأن الإنتخاب يتم بناء على متوسط العائلات، وأن العائلات إما أن تنتخب بأكملها أو تستبعد بأكملها، فإن الإنتخاب يمكن أن يتسبب فى إستبعاد بعض أسماك تمتلك أفضل الصفات الظاهرية إن لم تنتخب عائلاتها. وللتدليل على ذلك، وكما يوضحه الشكل رقم 25، تم إستبعاد العائلة K نظرا لكونها أقل العائلات متوسطا. ولأنه قد تم إستبعاد العائلة بأكملها، فإن أكبر الأسماك فى العشيرة تم إستبعادها مع أشقائها وعلى العكس من ذلك، فإن الأمهات المنتخبة ضمت أفرادا أقزاما دون المستوى فعلى سبيل المثال، وكما يوضحه الشكل رقم 5 2، تم إختيار العائلة G بإعتبارها الثانية فى الترتيب العام. ونظرا لإنتخاب العائلة كلها، فإن أصغر الأسماك فى العشيرة بأكملها أصبح ضمن الأمهات المنتخبة.
وعلى الرغم من أنه قد يبدو من قلة الفطنة القيام بإستبعاد بعض الأسماك التى كان من الواجب إنتخابها وإختيار اسماك كان يجب إستبعادها ذلك فى حالة الإنتخاب الفردى، إلا أن إنتخاب العائلة يمكن أن يكون أكثر فعالية. وعن طريق قصر الإنتخاب على متوسط العائلات، فإنك تعادل بعص المصادر البيئية للتباين المظهرى. ويمكن الجدال عما إذا كان كبر حجم السمكة فى العائلة K كان مرجعه ببساطة إلى بعض المزايا البيئية التى مكنتها من الحصول على غذاء يتجاوز نصيبها العادل. إنه محاولة لتطويع قواعد الإنتخاب بين العائلات والإحتفاظ بعدد من المستبعدين وكذا إستبعاد عدد من المنتخب من الأمهات. ولكن لا يجب أن يتم ذلك. لا يوجد من مسالك الإنتخاب ما يمكن وصفه بالكمال أو يخلو من أسباب الحيرة، ولكن إذا وضع برنامج الإنتخاب جزئيا على ميول شخصية ونزوات وليس بناء على قواعد وراثية، فسوف يقلل هذا من فعالية البرنامج.
