Biotechnologie und ihre Rolle im Tierleben

Biotechnologieist der Prozess, lebende Systeme zu nutzen, um neue Organismen zu erschaffen oder bestehende zu verändern. Dieser Prozess nutzt die Organismussystem als eine Art Vorlage, um neue Produkte zu erstellen oder bestehende Produkte und Technologien zu ändern. Biotechnologie wird in verschiedenen Bereichen wie Pharmazeutik, Landwirtschaft und mehreren biologischen Bereichen eingesetzt. Eine der häufigsten Anwendungen der Biotechnologie ist die Schaffung gentechnisch veränderter Organismen, kurz GVO.  

In der Genetik wird die Biotechnologie dazu verwendet, die DNA von Pflanzen und Tieren zu manipulieren, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen. Dies führt zu neuen Formen der manipulierten Art, beispielsweise zu einer Kulturpflanze, die so verändert wird, dass sie gegen Herbizide resistent ist, während die ursprüngliche Pflanze dies nicht tut. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht in der Biotechnologie darin, bestimmte Gensequenzen in der DNA eines Organismus zu ersetzen oder sie so zu gestalten, dass bestimmte Gene stärker exprimiert oder unterdrückt werden. Beispielsweise kann ein Gen zur Herstellung des Stängels einer Pflanze expressiv sein, wodurch es aktiver wird, sodass die veränderte Pflanze einen dickeren Stängel wachsen lässt.  

Derselbe Prozess wird auch verwendet, um Organismen gegen verschiedene Krankheiten resistent zu machen. Die Veränderung von Genen könnte die Genexpression verändern, sodass der Organismus eine natürliche Abwehr gegen eine Krankheit aufbaut und resistent gegen sie ist. Oder die Krankheit kann den Organismus gar nicht erst infizieren. Genmodifikationen kommen häufig bei Pflanzen zum Einsatz, werden aber zunehmend auch bei Tieren eingesetzt. Laut der Biotechnology Industry Organization: „Moderne Biotechnologie bietet bahnbrechende Produkte und Technologien zur Bekämpfung schwächender und seltener Krankheiten.“ 

Die Möglichkeit neuen Lebens und seine Auswirkungen auf die Landwirtschaft 

Während dieser Einsatz der Biotechnologie keine neue Art von Organismen hervorbringt, kann die Fortpflanzung einer Population im Laufe der Zeit zu einer neuen Variation von Arten führen. Die Entstehung einer weiteren Variante kann je nach den Bedingungen und der Umgebung, denen die Bevölkerung ausgesetzt ist, Generationen dauern. 

Tierarten, die in landwirtschaftlichen Betrieben gehalten werden, werden streng überwacht und reguliert und unter stabilen Bedingungen gehalten. Diese Regelung könnte die Zeit verkürzen, die die neuen veränderten Arten brauchen, um die Population zu dominieren.   

Folglich kommt es bei Tieren, die in landwirtschaftlichen Betrieben gehalten werden, zu einer höheren Rate intraspezifischer Interaktionen. Die Art kann nur mit anderen Artgenossen interagieren, da die Möglichkeit einer neu auftretenden Infektionskrankheit besteht (EID) ist größer. Die Krankheit, gegen die ein Organismus so modifiziert wird, dass er resistent ist, kann den Rest der Bevölkerung befallen, was die Chancen auf eine erfolgreiche Fortpflanzung und den weiteren Transport der Modifikation erhöht. Dies bedeutet, dass die veränderte Art gegen die Krankheit resistent wird und dadurch ein Produkt mit höherer Qualität entsteht.   

Krankheitskontrollsysteme bei Tierarten 

Biotechnologie allein reicht nicht immer aus, um Krankheiten bei Tieren zu bekämpfen. Gelegentlich müssen andere Systeme vorhanden sein, um die Änderungen zu unterstützen. Systeme zur Krankheitsbekämpfung können in Verbindung mit Genmodifikationen die Gesamtwirksamkeit der Krankheitsresistenz einer Art erhöhen.  

Verschiedene Systeme zur Krankheitsbekämpfung umfassen vorbeugende MaßnahmenDies ist typischerweise die erste Verteidigungslinie. Bei vorbeugenden Maßnahmen besteht das Ziel darin, das Problem zu stoppen, bevor es entsteht, beispielsweise durch den Einsatz von Deichen beim Hochwasserschutz. Eine andere Form von Kontrollsystemen ist Arthropodenvektorkontrolle. Viele Krankheiten werden durch verschiedene Schädlinge und Insekten verursacht, die als Überträger einer Krankheit fungieren; Allerdings können diese Arten auch so verändert werden, dass sie die Krankheit nicht mehr übertragen.  Aktuelle Studien Untersuchungen zu Interaktionen mit Wildtieren haben gezeigt, dass „80 % der in den Vereinigten Staaten von Amerika vorkommenden relevanten tierischen Krankheitserreger eine potenzielle Wildtierkomponente aufweisen“. Daher kann die Kontrolle, wie Wildtiere Krankheiten übertragen, Krankheiten bei Nutztieren reduzieren. 

Andere gängige Formen von Kontrollsystemen sind: Wirts- und Populationskontrolle, was meist durch das Ausmerzen von Mitgliedern der infizierten Bevölkerung oder durch die Trennung von Mitgliedern der Bevölkerung, die verändert wurden, geschieht. Wenn die veränderten Mitglieder ausgemerzt werden, haben sie möglicherweise bessere Chancen, sich mit anderen veränderten Individuen der Population fortzupflanzen. Mit der Zeit wird dies zu einer neuen krankheitsresistenten Version der Art führen.  

Impfung und Gentherapie sind ebenfalls übliche Formen eines Kontrollsystems. Je mehr Exemplare einer Spezies mit einer abgeschwächten Form eines Virus geimpft werden, desto mehr Immunität entwickelt die Spezies. Wenn die Gene eines Organismus manipuliert werden, kann der Organismus außerdem resistent gegen diese Krankheit werden. Diese Kontrolle kann zusammen mit der Wirts- und Populationskontrolle verwendet werden, um die Resistenz der Population gegen eine Krankheit weiter zu erhöhen. 

Alle diese Praktiken werden in der Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion mit biotechnologischen Systemen eingesetzt. Die Manipulation von Tierarten, um sie krankheitsresistent zu machen, ist noch eine relativ neue Wissenschaft, was bedeutet, dass die Migration einer Art, um vollständig krankheitsresistent oder immun zu werden, noch nicht vollständig erforscht oder dokumentiert ist. 

Je mehr wir über biotechnische und genetische Manipulation lernen, desto besser können wir gesündere Tiere züchten, sicherere Lebensmittel für die Produktion produzieren und die Ausbreitung von Krankheiten verringern.  

Schaffung von Krankheitsresistenz durch genetische Selektion 

Mitglieder einer Population, die eine natürliche Widerstandsfähigkeit gegen eine Krankheit aufweisen, können dies tun selektiv gezüchtet Daher können auch mehr Mitglieder der Art diese Merkmale aufweisen. Dies kann wiederum bei der Keulung genutzt werden, damit diese Mitglieder nicht ständig anderen Faktoren ausgesetzt sind und leichter Nachkommen zeugen können. Diese Art der genetischen Selektion beruht darauf, dass die Resistenz Teil der genetischen Ausstattung des Tieres ist.  

Wenn das Tier einem Virus ausgesetzt ist und über sein Immunsystem eine Immunität aufbaut, besteht die Möglichkeit, dass diese Resistenz nicht weitergegeben wird. Dies ist auf die normale Gen-Randomisierung während der Fortpflanzung zurückzuführen. In Eenennaams und Pohlmeiers ForschungSie erklären: „Durch genetische Selektion können Tierhalter bestimmte genetische Variationen selektieren, die mit Krankheitsresistenz in Verbindung gebracht werden.“ 

Mit genetischer Veränderung Krankheitsresistenz schaffen 

Mitglieder einer Population können mit einer bestimmten Gensequenz geimpft werden, die zu einer Resistenz gegen eine bestimmte Krankheit führt. Die Gensequenz ersetzt entweder eine bestimmte Gensequenz im Individuum oder sorgt dafür, dass eine bestimmte Sequenz aktiviert oder deaktiviert wird. 

Manche Tests, die durchgeführt wurden Dazu gehört die Mastitisresistenz bei Kühen. Den Kühen wird das Lysostaphin-Gen geimpft, was zu einer Aktivierung einer Gensequenz führt und die Resistenz der Kuh gegen Mastitis erhöht. Dies ist ein Beispiel für die Überexpression eines Transgens, was bedeutet, dass es auf die gesamte Art übertragen werden kann, da sich die Gensequenz an einen Teil der DNA anlagert, der für die Art gleich ist. Die DNA verschiedener Mitglieder derselben Art variiert geringfügig. Daher ist es wichtig zu wissen, dass das Lysostaphin-Gen für die gesamte Art und nicht nur für ein Mitglied funktioniert.  

Andere Tests umfassen die Unterdrückung von Infektionserregern bei verschiedenen Arten. In diesem Fall wird die Art mit einer Sequenz eines Virus geimpft RNA. Diese Sequenz fügt sich in die RNA des Tieres ein. Wenn diese RNA transkribiert wird, um bestimmte Proteine ​​zu erzeugen, wird das neu eingefügte Gen nun exprimiert.  

Der Einfluss der Biotechnologie auf die moderne Landwirtschaft 

Während die Manipulation von Tieren, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen und Krankheiten zu bekämpfen, für uns nichts Neues ist, hat die Wissenschaft, die dahinter steckt, drastische Fortschritte gemacht. Mit unserem Wissen über die Funktionsweise der Genetik, unserer Fähigkeit, Gene zu manipulieren, um neue Ergebnisse zu erzielen, und mit unserem Verständnis von Krankheiten können wir in der Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion ein neues Niveau erreichen. 

Der Einsatz einer Kombination aus Krankheitsbekämpfungssystemen und Biotechnologie zur rechtzeitigen Veränderung einer Tierart kann zu einer neuen Version führen, die gegen eine bestimmte Krankheit resistent oder sogar immun ist. Wenn Mitglieder einer krankheitsresistenten Population sich fortpflanzen, tragen auch ihre Nachkommen die krankheitsresistenten Gene in ihrer DNA.  

Tiere, die gegen Krankheiten resistent sind, werden ein gesünderes und besseres Leben führen, müssen sich nicht gegen bestimmte Krankheiten impfen lassen und werden hochwertigere Produkte für den Verzehr produzieren. Im Hinblick auf eine Kosten-Nutzen-Analyse ist die Krankheitsresistenz sehr vorteilhaft, da weniger Geld in die Pflege der Tiere fließt und die Produkte dieser Tiere von besserer Qualität sind. Krankheitsresistente Tiere werden auch die Übertragung von durch Lebensmittel übertragenen Krankheiten zwischen Tieren und Menschen verhindern.