En populations effektive størrelse er et nøglebegreb inden for populationsgenetik. Deres viden giver os mulighed for nøjagtigt at beregne antallet af reproduktive individer i en befolkning, hvilket er enormt nyttigt i nogle situationer.
Fra artsbevaring til epidemiologisk dynamik i levende væsener er udtryk som det, vi viser dig i dag, af afgørende betydning for forskere inden for flere områder af biologien. I dag fortæller vi dig alt, hvad du har brug for at vide om den effektive størrelse af en dyrepopulation.
Befolkningsgenetik: hvad er det?
Som vi allerede ved, de oplysninger, der bestemmer levende væsens egenskaber, er kodet i gener. Et gen er en del af kromosomet, der indeholder oplysninger om et tegn, f.eks. Antallet af fingre eller hårets farve.
Gener er afgørende for arternes overlevelse, da de egenskaber, der er kodet i dem, gør dyret bedre tilpasset sit miljø -eller ikke-. Ifølge evolutionsteorien er det kun den art, der er godt tilpasset økosystemet vil det trives gennem generationerne.
Befolkningsgenetik er kort sagt en gren af biologi, der søger at forklare evolutionære fænomener, normalt gennem undersøgelse af genetiske frekvenser i en dyrepopulation.
Nogle grundlæggende i genetik
Genetik er en kompleks videnskab, der håndterer meget abstrakte termer. Denne disciplin er imidlertid relativt let at forstå, hvis visse begreber tidligere er klare. Vi vil forklare nogle af dem nedenfor.
De fleste dyr er ligesom mennesker diploide. Det betyder, at vi har to kopier af genetisk materiale i kernen i hver celle - to sæt homologe kromosomer. Disse kopier arves den ene fra moderen og den anden fra faderen.
Dette er vigtigt, da individet kan være:
- Homozygot, hvis begge kopier er ens. For eksempel hvis dyret har arvet genet, der bestemmer grå øjenfarve fra begge forældre.
- Heterozygot, hvis hver allel er forskellig. For eksempel hvis dyret har arvet genet for grå øjne fra sin far og genet for grønne øjne fra sin mor.
Betydningen af genetiske parametre
Disse tilsyneladende letforståelige begreber, er afgørende for at forstå genernes adfærd i populationer. Det skal bemærkes, at derudover kan et individ være homozygot for en karakter, men heterozygot for en anden.
Befolkningsgenetik analyserer ændringen i visse parametre af en genetisk art i dyrepopulationer for at beskrive evolutionære effekter. Nogle af disse parametre er andelen af heterozygoter, et nøgletal for at forstå udviklingen af en allel.
Befolkningens effektive størrelse
I populationsgenetik er det vigtigt at have en idé om størrelsen på avlsbestanden. Selvom dette kan virke så simpelt som en simpel folketælling, er det i virkeligheden ikke det, da befolkningerne er komplekse. Nogle gange er antallet af mænd og kvinder ikke proportionalt, eller reproduktionen er ikke tilfældig.
Begrebet effektiv befolkningsstørrelse refererer til til antallet af individer i voksenalderen med evnen til at reproducere. Dette er relevant på mange niveauer, da kun personer i reproduktiv alder vil bidrage genetisk til den næste generation.
På grund af begrænsningerne ved beregningen af dette koncept, genetikere ty til ideen om en ideel befolkning. Dette koncept er en befolkning, der opfylder følgende egenskaber:
- Parringen er tilfældig.
- Alle individer bidrager genetisk til den næste generation.
- Generationer af forældre og børn overlapper ikke.
Hvis en befolkning opfylder alle disse krav, effektiv størrelse er lig med folketællingsstørrelse. Desværre er dette næsten aldrig tilfældet. Det er på tide at gøre brug af genetiske værktøjer til at udlede genealogiske træer mellem forældre og børn, og kun på denne måde opnås en omtrentlig reel effektiv størrelse.
Anvendelser af effektiv befolkningsstørrelse
Dernæst præsenterer vi nogle anvendelser af den effektive befolkningsstørrelse i bevaringsarbejde og biologisk viden.
Filogeografi
Filogeografi forsøger at forklare den geografiske fordeling af genetisk variation i populationer. Denne disciplin kan hjælpe med at forstå processen med dannelse af nye arter eller deres udryddelse.
For at rekonstruere historien etableres genealogier, og takket være statistiske metoder er du kan estimere den effektive størrelse af en befolkning tidligere.
Hvilken betydning har denne viden? Takket være det er det muligt at estimere, hvordan størrelsen af denne population har varieret over tid for at finde ud af, om for eksempel en naturkatastrofe bragte en dyreart til randen af udryddelse.
Dette skete med visse dyr som mammutter, hvis befolkning var så udtømt, at de døde på grund af genetiske mangler i deres population. Al denne viden ville ikke have nået os, hvis det ikke var for brug af effektiv befolkningsstørrelse.
epidemiologi
Den effektive befolkningsstørrelse er et meget nyttigt begreb inden for epidemiologi. Årsagen til dette er, at hvis et patogen kan bestemmes at være efterkommer af kun en eller få forfædre, vil dens genetiske variation være lav. Dette er afgørende for at forhindre det mikroskopiske middel i at udvikle resistens over for antibiotika eller vacciner.
Hvis den oprindelige befolkningsstørrelse på den anden side var høj, vil dens variation være større, og det vil være vanskeligere at kontrollere på grund af dens høje tilpasningsevne, som det sker med influenzavirus. Som vi kan se, kan disse parametre også rapportere nyttige anvendelser til mennesker.
Bevarelse
Selvom en bestand af dyr er meget stor, dette betyder lidt, hvis kun en lille procentdel af dem reproducerer.At kende den effektive størrelse af en befolkning giver os mulighed for at tilnærme i hvilket omfang den er truet eller på nippet til at forsvinde og, takket være dette, gennemføre forebyggende bevaringsplaner.
Som vi kan se, er befolkningens effektive størrelse et begreb, der er lidt forvirrende og svært at definere. Det er imidlertid yderst nyttigt med mange applikationer.
