Różnorodność jest przyprawą życia – i kluczem do ratowania dzikiej przyrody

W decydującej walce przeciwko wyginięciu obrońcy ochrony przyrody stosują różnorodne taktyki, aby spróbować uratować gatunek.

Jednym z podstawowych narzędzi jest utrzymanie różnorodności materiału genetycznego (DNA) w grupie zwierząt – określa się to jakoRóżnorodność genetyczna„Ogólnie rzecz biorąc, im większa różnorodność genetyczna, tym większa szansa na przetrwanie w perspektywie długoterminowej.

Technika działa, ponieważ szerszy zakres genów i wariantów epigenetycznych prawdopodobnie umożliwi A. Ocean Aby dostosować się do nieoczekiwanych warunków, w tym nowych chorób i cieplejszego klimatu.

Podobnie jak w przypadku małej talii kart do gry, jeśli nie mamy z czego wybierać, nasze opcje są ograniczone.

Diabeł tasmański stanął przed tym problemem, ponieważ niewielka populacja przetrwała w przeszłości, jednocześnie zmniejszając różnorodność genetyczną.

To jest ograniczone Wariacja genetyczna Oznacza, że ​​układ odpornościowy diabła ograniczył możliwości genetyczne przystosowania się i zwalczania zakaźnego raka znanego jako cukrzycowa choroba nowotworowa twarzy.

Co to jest genetyka konserwatorska?

W dziedzinie ochrony genetyka zajmuje się głównie strategiami utrzymania lub zwiększania różnorodności genetycznej w obrębie grup gatunków w celu zwiększenia ich zdolności adaptacyjnych i zmniejszenia negatywnych skutków chowu wsobnego i losowości. Dryf genetycznyI ostatecznie zmniejszyć ryzyko wyginięcia.

Dlatego z punktu widzenia ochrony genetycznej wysoki poziom różnorodności genetycznej w obrębie grupy gatunków (w porównaniu z innymi grupami tego samego gatunku) ogólnie odzwierciedla żywotną „zdrową” grupę.

nowo wrażenie Zakwestionował tę szkołę myślenia, argumentując, że wielkość zmienności genetycznej występującej w społeczności nie jest ważnym czynnikiem dla jej zachowania.

Ponieważ ta opinia nie znajduje poparcia w literaturze i pomija ustaloną Zasady ewolucyjne, Niepokojące może być to, że może to wpłynąć na sposób, w jaki strategie ochrony genów będą stosowane w przyszłości.

Wariancja genetyczna jest mierzona heterozygotycznością, która jest obecnością różnych wersji tego samego genu – zwanego allelami – w wielu miejscach w genomach osobników.

Chów wsobny zwiększa homozygotyczność lub homozygotyczność – są to te same wersje genu, które są tym samym allelem – poprzez krzyżowanie się między spokrewnionymi osobnikami.

Szkodliwe allele (wersje, które negatywnie wpływają na zdrowie) zmniejszają potencjał reprodukcyjny jednostki i są zwykle wyrażane, gdy są homozygotami.

Skutkuje to zmniejszeniem szans przeżycia jednostek i populacji, określanych jako sprawność fizyczna, i zostało to zaobserwowane w r Hełm miód.

Aby uzyskać dokładne oszacowanie stanu zdrowia populacji z genetycznego punktu widzenia, należy wziąć pod uwagę zarówno różnorodność, jak i „podobieństwo” struktury genetycznej.

Przedstawiając swoje argumenty, autorzy hadisów wrażenie Oddzielenie skutków zmienności genetycznej, która wpływa na cechy ważne dla przetrwania – tak zwana zmienność „adaptacyjna” lub „funkcjonalna” – od zmienności genetycznej, która nie ma wpływu, lub zmienności „neutralnej”.

Zmienność genów, która bezpośrednio wpływa na podatność na choroby lub tolerancję na suszę, można uznać za adaptacyjną, podczas gdy zmienność genów, które nie wpływają na te cechy lub jakiekolwiek inne cechy, można uznać za neutralną.

Jednak zwykle nie jest możliwe rozróżnienie między tymi typami wariantów, więc genetyka konserwatorska zwykle ocenia wariancję bez odnoszenia się do tego, czy jest neutralna, czy adaptacyjna.

W niedawnej publikacji omawiamy trudność związaną z identyfikacją różnorodności adaptacyjnej, szczególnie w odniesieniu do tego, jak można wykorzystać informacje genomowe do przewidywania przyszłej podatności gatunków na zmiany klimatyczne.

W tym artykule podkreślamy, że chociaż genomika dostarcza cennych informacji na temat procesów, takich jak chów wsobny, potrzebny jest dalszy rozwój funkcjonalnych metod opartych na genach, zanim będziemy mogli wykorzystać genomikę do przewidywania ewolucji genetycznej gatunków, aby poradzić sobie ze zmianami klimatu w przyszłości.

Rola genów w przetrwaniu

Coraz większa jest różnica Genetyka konserwatorska Obecnie są scharakteryzowane na podstawie zmienności sekwencji DNA rozłożonej na tysiące nukleotydów, które składają się na genom organizmu – tak zwany polimorfizm pojedynczego nukleotydu lub markery SNP.

Ta różnica jest prawdopodobnym przybliżeniem potencjału adaptacyjnego, zwłaszcza że adaptacja, która obejmuje takie cechy, jak zdolność do wzrostu, tolerancja na stres, a nawet tolerancję na choroby, jest rozpowszechniona w całym genomie.

Wszelkie oznaki zmienności genomu traktuje się jako ogólny wskaźnik wariancji.

Badania pokazują, że kiedy muchy, ptaki i inne organizmy przystosowują się do nowego środowiska, setki, a nawet tysiące genów w całym genomie mogą być częścią procesu adaptacji i że są one często niespójne między zdarzeniami ewolucyjnymi, co utrudnia identyfikację konkretnych zaangażowanych genów. w adaptacji.

Istnieje wiele dowodów na to, że ogólny poziom różnorodności genetycznej, niezależnie od tego, czy jest adaptacyjna, czy neutralna, wpływa na tempo adaptacji populacji, a wysoki poziom zmniejsza prawdopodobieństwo wyginięcia populacji.

Najlepsze badania pochodzą z drobiazgowych eksperymentów laboratoryjnych, w których porównuje się duże populacje pochodzące z tego samego źródła, ale różnią się one zmiennością genetyczną.

Wyniki tych eksperymentów pokazują, że większe i zróżnicowane genetycznie populacje mają znacznie niższe wskaźniki wymierania w systemach doświadczalnych – takich jak muchy i skorupiaki.

W warunkach terenowych istnieje również wiele dowodów na to, że wstrzyknięcie nowych wariantów genetycznych zwiększa przydatność zagrożonych gatunków. Obejmuje to genetyczną strategię ratunkową zastosowaną z powodzeniem, aby zapobiec wyginięciu pigmejów Mount Buller w Wiktorii.

Przywróć zdrowie genetyczne

Początkowa odbudowa „zdrowia genetycznego” w tej populacji jest częściowo związana ze spadkiem chowu wsobnego, ale w perspektywie długoterminowej wzrost różnorodności genetycznej będzie ważny dla adaptacji.

Ale te strategie genetyczne nie mogą się powieść bez zajęcia się zagrożeniami, takimi jak niszczenie siedlisk i inwazyjne drapieżniki – z których oba szły w parze z genetycznym ratowaniem Mount Pygmy -ussum.

Nie ma wątpliwości, że wiele gatunków pozbawionych różnorodności genetycznej może nadal odnosić duże sukcesy. Obejmuje to wiele „zielnych” gatunków zwierząt i roślin, które nie mają tak dużej różnorodności genetycznej – w tym gatunki szkodników, które rozmnażają się jak linia rodowa, jak wiele mszyc.

W Australii występują również gatunki inwazyjne o ograniczonej różnorodności, w tym lisy, karpie, jelenie i inne. Ale gatunki te często mogą szybko się rozmnażać, uwolnić się od drapieżników i naturalnych konkurentów, i często mają charakter ogólny, co powoduje szybką ekspansję populacji i różnorodność w środowiskach obcych.

Geny konserwatorskie nie koncentrują się na takich porównaniach międzygatunkowych – zamiast tego mają tendencję do skupiania się na gatunkach rodzimych, które są przedmiotem zainteresowania ochroną, gdzie względna przydatność populacji jest bezpośrednio związana ze względnymi poziomami różnorodności genetycznej.

Najlepsza szansa na przeżycie

Wchodząc w niepewny świat, ważne jest, aby zapewnić zagrożonym gatunkom największe szanse na przetrwanie zmian zachodzących w ich środowisku.

Istnieją różne metody promowania różnorodności genetycznej w populacjach, które stały się genetycznie wrażliwe, w tym celowe wprowadzanie osobników z innych populacji i przywracanie korytarzy siedliskowych.

Wszystkie te wysiłki muszą zbiegać się z programami odbudowy, które pomagają gatunkom zależnym od ochrony zachować swój rozmiar Populacja Wolumeny, co z kolei umożliwi im utrzymanie wysokiego poziomu różnorodności genetycznej oraz zwiększenie odporności i zdolności adaptacyjnych.

Są to podstawowe zasady, których należy przestrzegać – biorąc pod uwagę, że zmiany adaptacyjne stresorów środowiskowych pozostają nieprzewidywalne na poziomie genetycznym, są one złożone i obejmują wiele genów i prawdopodobnie zależą od czynników biologicznych i środowiskowych.

Jeśli chodzi o działania ochronne w najbliższej przyszłości, ocena genetyczna różnica Cały genom gatunku powinien mieć kluczowe znaczenie dla naszego procesu decyzyjnego.