און כלאיים

הפרד מצטיין בעמידותו והיה מבוקש כבהמת משא לאורך ההיסטוריה

במדע הגנטיקה, און כלאיים (בלטינית: Heterosis, הֵטֵרוֹזִיס; באנגלית: Hybrid vigor) הוא תופעה שבה בן-כלאיים בין אוכלוסיות, זנים, גזעים, תת-מינים או אף מינים שונים הוא בעל ביצועים טובים משל כל אחד מהוריו "טהורי הגזע", בתפקוד או בתכונה ביולוגית כלשהם.

און כלאיים הוא תכופות תוצאת הטרוזיגוטיות בין האללים מן האב ומן האם, אשר מקטינה את הסיכוי לפגמים גנטיים נסגנים (רצסיביים). הוא היפוכה של חולשה או פתולוגיה הנגרמת עקב הומוזיגוטיות יתר, למשל כתוצאה מנישואי קרובים בבני-אדם, או כתוצאה מברירה מלאכותית אינטנסיבית בעת השבחה של זני צמחים ובעלי-חיים לצורך חקלאות וביות. אך און כלאיים עשוי גם להיות תוצאה של תופעות גנטיות אחרות.

בסיס גנטי

און כלאיים בצמחים: בן כלאיים של מרווה (משמאל למעלה, עם פרחים סגולים) צומח טוב יותר משני מיני מרווה (בארגזים הסמוכים) ששימשו כהוריו.

באורגניזמים דיפלואידיים אשר מתרבים ברבייה זוויגית יש בכל תא סומטי שני סטים של כרומוזומים המכילים את המידע התורשתי, האחד מהורה אחד של האורגניזם (האם) והשני מן ההורה השני (האב). בכל אתר גנטי על פני הכרומוזום ניתן איפוא לרשת משני ההורים שני אללים זהים (הומוזיגוטיות) או שני אללים שונים (הטרוזיגוטיות). הביטוי הפנוטיפי של התכונה המקודדת באותו האתר הגנטי תלוי ביחסי דומיננטיות בין האללים – חלקם (למשל האלל לצבע עיניים חום בבני-אדם) עשויים להיות "שלטנים" (דומיננטיים) ולקבוע את התכונה ללא תלות באלל מן ההורה האחר, וחלקם (למשל האלל לצבע עיניים כחול בבני אדם) עשויים להיות "נסגנים" (רצסיביים) הקובעים את התכונה רק במצב ההומוזיגוטי, כאשר האללים שהגיעו משני ההורים זהים.

אללים שנוצרו על ידי מוטציות מזיקות, מהן הגורמות לפגמים גנטיים קלים או אף חמורים דוגמת אנמיה חרמשית, הם לעיתים קרובות אללים נסגנים נדירים, העלולים להינשא על ידי פרטים מסוימים באוכלוסייה ולעבור בתורשה לצאצאיהם ללא תופעות מזיקות כלשהן. רק כאשר האורגניזם יורש את האלל הפגום משני הוריו גם יחד הוא ניזוק. הסיכון לאירוע כזה גדול יותר ככל ששני ההורים דומים יותר במטען התורשתי שלהם, למשל משום שהמגוון הגנטי באוכלוסייה מצומצם, או כתוצאה מהכלאה בין הורים קרובים. מאותה סיבה, כאשר ההורים שונים מאוד גנטית זה מזה הסיכון להומוזיגוטיות של אללים נסגנים מזיקים קטן, והתוצאה יכולה להיות צאצא בריא וחזק יותר.

דוגמאות ושימושים

• הפרד, תוצאת הכלאה בין שני מינים קרובים חמור הבית וסוס הבית, הוא כמעט תמיד עקר (כתוצאה מתופעה גנטית אחרת של שוני במספר הכרומוזומים), אך גם מצטיין בכוח ועמידות רבה, ומשום כך שימש במהלך ההיסטוריה כבהמת משא ועבודה מועדפת.

• בגזעי כלבים, המגוון הגנטי בגזעים נדירים לעיתים מצומצם מאוד והכלאות קרובים נפוצות. כתוצאה מכך כלבים "מעורבים" עשויים להיות בריאים וחזקים יותר מהוריהם ה"גזעיים". מחקר באנגליה בשנת 2013 מצא כי תוחלת החיים של כלבים מעורבים ארוכה ב-1.2 שנים מתוחלת החיים של כלבים גזעיים.

• זני מכלוא בחקלאות, בעיקר בצמחים, מפותחים בדרך-כלל על ידי השבחה באמצעות הכלאת קרובים וברירה מלאכותית של זנים "טהורי גזע" בעלי מגוון גנטי והטרוזיגוטיות נמוכים, שהיבול שלהם עשוי להיות גבוה מאוד אך בדרך-כלל הם פגיעים למחלות. בשלב האחרון של ההשבחה מוכלאים זנים שונים מאוד זה מזה ליצירת זן מכלוא המצטיין בדרך-כלל באון כלאיים, ביצועים וחסינות גבוהים משל הוריו. שיטה זו ננקטה במהפכה הירוקה, למשל ליצירת זני מכלוא של אורז על ידי האגרונום הסיני יואן לונגפינג. זני מכלוא חקלאיים עם און כלאיים פותחו גם בתירס, דורה, סלק סוכר, בצל הגינה, תרד, חמנית, וברוקולי.

• בבני-אדם הועלתה השערה שאון כלאיים כתוצאה מנישואים בין מהגרים מרחבי העולם היה בין הגורמים לאפקט פלין – העלייה במנת המשכל הממוצעת של האוכלוסייה במאה ה-20. ואולם מגלה האפקט ג'יימס פלין חישב שאפילו אם און כלאיים אכן השפיע על מנת המשכל, תרומתו לכלל האפקט הנצפה הייתה קטנה מאוד.

קישורים חיצוניים

• און כלאיים, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)