Wąskie gardło genetyczne

W genetyczne populacji, gardłem genetyczny jest ciężkie zubożenie genetycznej a gatunków i stowarzyszoną zmianę częstości alleli , które jest spowodowane przez zmniejszenie do bardzo małej populacji , często składa się z zaledwie kilku jednostek ( efekt twórca ).

Może to stanowić kluczowy problem w ochronie wysoce zagrożonych gatunków, jeśli allel upośledzający rozmnażanie nie może być skompensowany przez drugi allel korzystniejszy dla reprodukcji (por. Choroba dziedziczna recesywna ). Gardłem genetyczny może zatem prowadzić do depresji wsobnej .

Występowanie wąskich gardeł genetycznych

Dzikiej przyrody

Kilka gatunków przeszło przez genetyczne wąskie gardła w ciągu ostatnich dwustu lat lub właśnie przez nie przechodzi, w tym jeleń David , kondor kalifornijski ( Gymnogyps californianus ), oryks arabski ( Oryx leucoryx ), koziorożec alpejski ( Capra ibex ), Kakapo ( Strigops habroptilus ), żubr ( Bison bonasus ) i koń Przewalskiego ( Equus przewalski ). W powyższych przypadkach wszystkie żyjące dziś zwierzęta można prześledzić do liczb od kilkunastu do mniej niż stu osobników. Gepard ( A. jubatus ) przeszedł tak bardzo wąskim gardłem genetycznej prehistorii że obecnie tkanka może być przenoszone z jednego gepard dowolnego innego bez reakcji odrzucenia, który w przeciwnym razie jest możliwe tylko identycznych bliźniaków .

W przypadku zwierząt z ogrodów zoologicznych, których ze względu na brak miejsca można trzymać tylko kilka osobników - na przykład słonie lub nosorożce - z innych ogrodów zoologicznych mozolnie importuje się różne genetycznie zwierzęta hodowlane w celu zachowania różnorodności genetycznej i uniknięcia chowu wsobnego. Ta kwestia staje się jeszcze ważniejsza, gdy zwierzęta hodowlane mają być wypuszczane na wolność.

Hodowla zwierząt domowych

Wąskie gardła genetyczne nie są również rzadkością w hodowli zwierząt domowych i występują w szczególności u psów rasowych , kotów rasowych i małych zwierząt domowych (np. Złociste chomiki ). Powoduje to, że szczególnie u psów i kotów niektóre choroby dziedziczne, które są rzadkie w całej populacji, występują bardzo często u niektórych ras.

Podczas ustanawiania linii wsobnych celowo tworzy się genetyczne wąskie gardło, aby maksymalnie zredukować zmienność fenotypu w obrębie linii.

Genetyczne wąskie gardło u ludzi

Analizy statystyczne mitochondrialnego DNA (mtDNA) anatomicznie współczesnych ludzi ( Homo sapiens ) wykazały nieoczekiwanie niską różnorodność genetyczną i doprowadziły do ​​przypuszczenia, że ​​około 70 000 do 80 000 lat temu mogło istnieć genetyczne wąskie gardło u ludzi. W tamtym czasie żyłoby tylko około 1000 do 10 000 osobników Homo sapiens , głównie w Afryce. The Genographic Project (2010) szacuje populację wszystkich ludzi w tym momencie na około 2000 osobników.

Według kontrowersyjną hipotezę o antropolog Stanley Ambrose ( teoria katastrof Toba ), to wąskie gardło genetyczne można prześledzić wstecz do super erupcji Toba wulkanu na Sumatrze około 74.000 lata temu. Po tej erupcji nastąpił ekstremalnie chłodny okres ( zima wulkaniczna ), który doprowadził Homo sapiens na skraj wyginięcia. Hipoteza ta łączy w sobie dwa sprzeczne ustalenia dotyczące rozwoju genetycznego Homo sapiens : Z jednej strony, począwszy od Afryki, stosunkowo szybkie rozprzestrzenianie się ludzi można udowodnić na podstawie znalezisk skamieniałości, co można również wykazać na podstawie różnic mitochondrialnych . Oba można wykorzystać do wyjaśnienia bardzo małej zmienności genetycznej ludzi żyjących obecnie (porównaj mitochondrialną Ewę i Adama z chromosomu Y ). Z drugiej strony panuje pogląd, że po pierwszej ekspansji nastąpił zróżnicowany regionalnie, izolowany rozwój populacji , w wyniku którego wygląd zewnętrzny ludzi zaczął różnicować się, co skłoniło wcześniejszych antropologów do zdefiniowania różnych tzw. zwane dużymi rasami i rasami .

Inne badanie wyliczyło, że 1,2 miliona lat temu żyło tylko około 18 500 osób z bezpośredniej linii przodków Homo sapiens . W projekcie zidentyfikowano również wyraźnie oddzielone linie przodków, tak że w rzeczywistości przetrwało tylko kilka małych i oddzielonych przestrzennie populacji, co sugeruje trudne warunki środowiskowe, które zagroziły przetrwaniu gatunku. Populacje Homo erectus i innych wczesnych form ludzkich, według obliczeń z tego wczesnego okresu, nigdy nie przekroczyły 55 500 osobników. Stały wzrost i ponowne rozprzestrzenianie się obserwowano w dowodach genetycznych od około 40 000 lat.

Uważa się, że inny efekt genetycznego wąskiego gardła wystąpił w Afryce 120 000 lat temu u Homo sapiens . Zgodnie z tym, tylko kilkaset osobników gatunku ludzkiego przetrwało w kilku miejscach, zanim opuściły Afrykę - po zimnym okresie około 60 000 lat - w tym w jaskini Pinnacle Point 13B (PP13B) w pobliżu Mossel Bay na wybrzeże Republiki Południowej Afryki.

Zobacz też

linki internetowe

dokumentów potwierdzających

  1. ↑ Franz Embacher: Zagrożone gatunki, los genów i szansa w ewolucji. W: strona internetowa Franza Embachera na Uniwersytecie Wiedeńskim. Pobrano 15 stycznia 2019 r. (Modelowanie dryfu genetycznego).
  2. ↑ Przegląd mtDNA można znaleźć w: Doron M. Behar i wsp .: The Dawn of Human Matrilineal Diversity. W: The American Journal of Human Genetics , tom 82, nr 5, 2008, s. 1130-1140, doi : 10.1016 / j.ajhg.2008.04.002
  3. ↑ a b c Christopher Schrader: Fatalne błędy kopiowania . Gazeta Southgerman. 17 maja 2010.
  4. ↑ Chad D. Huff et al.: Elementy mobilne ujawniają niewielki rozmiar populacji starożytnych przodków Homo sapiens. W PNAS , tom 107, nr 5, 2010, s. 2147-2152, doi: 10.1073 / pnas.0909000107
  5. ↑ Wcześni ludzie ledwo uniknęli wymarcia . ScieneXX. 25 stycznia 2010.
  6. ↑ Curtis W. Marean: Kiedy ludzie prawie wymarli. W: Spectrum of Science Special. Archeologia, historia, kultura. Kreatywna osoba między biologią a kulturą , 2/2013