Erozja genetyczna

Erozja genetyczna (znana również jako zubożenie genetyczne ) to proces, w którym ograniczona pula genów zagrożonych gatunków zmniejsza się jeszcze bardziej, gdy osobniki reprodukcyjne umierają, zanim rozmnażają się z innymi w ich zagrożonej niskiej populacji . Termin ten jest czasami używany w wąskim znaczeniu, na przykład przy opisywaniu utraty określonych alleli lub genów, a także w szerszym znaczeniu, na przykład w odniesieniu do utraty fenotypu lub całego gatunku.

Erozja genetyczna występuje, ponieważ każdy pojedynczy organizm ma wiele unikalnych genów, które giną, gdy umiera, nie mając szansy na rozmnażanie się. Niska różnorodność genetyczna w populacji dzikich zwierząt i roślin prowadzi do dalszego zmniejszania puli genów – chów wsobny i osłabiony układ odpornościowy mogą następnie „przyspieszyć” ten gatunek w kierunku ostatecznego wyginięcia .

Z definicji zagrożone gatunki cierpią w różnym stopniu na erozję genetyczną. Wiele gatunków korzysta z programu hodowlanego wspomaganego przez człowieka, aby utrzymać żywotność ich populacji [ potrzebne źródło ] , unikając w ten sposób wyginięcia w długich ramach czasowych. Małe populacje są bardziej podatne na erozję genetyczną niż większe populacje.

Erozja genetyczna zostaje spotęgowana i przyspieszona przez utratę i fragmentację siedlisk – wielu zagrożonym gatunkom grozi utrata i (fragmentacja) siedlisk . Rozdrobnione siedliska tworzą bariery w przepływie genów między populacjami.

Pula genowa gatunku lub populacji to kompletny zestaw unikalnych alleli, które można znaleźć, badając materiał genetyczny każdego żyjącego członka tego gatunku lub populacji . Duża pula genów wskazuje na rozległą różnorodność genetyczną , która jest związana z silnymi populacjami, które mogą przetrwać ataki intensywnej selekcji . Tymczasem niska różnorodność genetyczna (patrz chów wsobny i wąskie gardła populacji ) może powodować obniżoną sprawność biologiczną i zwiększać ryzyko wyginięcia tego gatunku lub populacji.

Procesy i konsekwencje

Wąskie gardła populacji tworzą kurczące się pule genów, które pozostawiają coraz mniej płodnych partnerów do krycia. Implikacje genetyczne można zilustrować, rozważając analogię gry w pokera na wysokie stawki z nieuczciwym krupierem. Weź pod uwagę, że gra zaczyna się od talii 52 kart (reprezentującej dużą różnorodność genetyczną). Zmniejszenie liczby par lęgowych z unikalnymi genami przypomina sytuację, w której krupier rozdaje w kółko tylko te same pięć kart, tworząc tylko kilka ograniczonych „ręk”.

Gdy osobniki zaczynają łączyć się wsobnie, częściej pojawiają się wrodzone skutki i wady zarówno fizyczne, jak i reprodukcyjne. Zwiększa się liczba nieprawidłowych plemników, wzrasta bezpłodność i spada liczba urodzeń. „Najbardziej niebezpieczne są skutki dla systemów obrony immunologicznej, które stają się osłabione i coraz mniej zdolne do zwalczania rosnącej liczby bakterii, wirusów, grzybów, pasożytów i innych zagrożeń powodujących choroby. Tak więc, nawet jeśli zagrożony gatunek w wąskie gardło może wytrzymać rozwój człowieka, który niszczy jego siedlisko, nadal grozi mu epidemia, która może być śmiertelna dla całej populacji”.

Utrata różnorodności biologicznej rolnictwa i zwierząt gospodarskich

Zobacz też: Różnorodność biologiczna w rolnictwie

Erozja genetyczna w rolnictwie i zwierzętach gospodarskich to utrata biologicznej różnorodności genetycznej – w tym utrata poszczególnych genów oraz utrata poszczególnych rekombinantów genów (lub kompleksów genów) – taka jak ta przejawiająca się w lokalnie przystosowanych rasach lokalnych udomowionych zwierząt lub roślin, które przystosowują się do środowiska naturalnego, z którego pochodzą.

Głównymi siłami napędowymi erozji genetycznej w uprawach są zastępowanie odmian, oczyszczanie gruntów, nadmierna eksploatacja gatunków, presja populacji , degradacja środowiska , nadmierny wypas , polityka rządowa i zmieniające się systemy rolne. Głównym czynnikiem jest jednak zastępowanie lokalnych odmian roślin i zwierząt domowych innymi odmianami lub gatunkami nielokalnymi. Dużą liczbę odmian można również często radykalnie zmniejszyć, wprowadzając odmiany handlowe do tradycyjnych systemów rolniczych. Wielu badaczy uważa, że ​​głównym problemem związanym z zarządzaniem agroekosystemami jest ogólna tendencja do jednolitości genetycznej i ekologicznej narzucona przez rozwój nowoczesnego rolnictwa.

W przypadku Zasobów Genetycznych Zwierząt dla Wyżywienia i Rolnictwa do głównych przyczyn erozji genetycznej zalicza się masowe krzyżowanie ras, zwiększone wykorzystywanie ras egzotycznych, słabą politykę i instytucje w zarządzaniu zasobami genetycznymi zwierząt, zaniedbanie niektórych ras z powodu braku rentowności lub konkurencyjności, intensyfikacja systemów produkcji, skutki chorób i zwalczanie chorób, utrata pastwisk lub innych elementów środowiska produkcyjnego oraz słaba kontrola chowu wsobnego.

Zapobieganie przez interwencję człowieka, współczesna nauka i zabezpieczenia

Ochrona in situ

Wraz z postępem współczesnej bionauki pojawiło się kilka technik i zabezpieczeń, które pozwalają powstrzymać nieubłagany postęp erozji genetycznej i wynikające z tego przyspieszenie zagrożonych gatunków w kierunku ostatecznego wyginięcia. Jednak wiele z tych technik i zabezpieczeń jest zbyt kosztownych, aby mogły być praktyczne, dlatego najlepszym sposobem ochrony gatunków jest ochrona ich siedlisk i umożliwienie im życia w nich w jak najbardziej naturalny sposób.

Rezerwaty dzikiej przyrody i parki narodowe zostały utworzone w celu zachowania całych ekosystemów wraz z całą siecią gatunków rodzimych dla tego obszaru. Korytarze dzikiej przyrody są tworzone w celu łączenia fragmentarycznych siedlisk (patrz Fragmentacja siedlisk ), aby umożliwić zagrożonym gatunkom podróżowanie, spotykanie się i rozmnażanie z innymi gatunkami. Naukowa ochrona i nowoczesne techniki zarządzania dziką fauną i florą , wraz z fachową wiedzą naukowo przeszkolonego personelu, pomagają zarządzać tymi chronionymi ekosystemami i występującą w nich dziką fauną i florą. Dzikie zwierzęta są również przenoszone i reintrodukowane w inne miejsca, gdy pofragmentowane siedliska dzikich zwierząt są zbyt daleko i odizolowane, aby mogły się połączyć korytarzem dla dzikich zwierząt, lub gdy doszło już do lokalnego wyginięcia.

Ochrona ex situ

Główny artykuł: Ochrona ex situ

Współczesna polityka stowarzyszeń ogrodów zoologicznych i ogrodów zoologicznych na całym świecie zaczęła kłaść dramatycznie większy nacisk na utrzymywanie i hodowlę dzikich gatunków i podgatunków zwierząt w ich zarejestrowanych programach hodowlanych gatunków zagrożonych. Okazy te mają mieć szansę na reintrodukcję i przeżycie z powrotem na wolności. Główne cele dzisiejszych ogrodów zoologicznych uległy zmianie i inwestuje się większe środki w hodowlę gatunków i podgatunków, aby ostatecznie pomóc w wysiłkach na rzecz ochrony przyrody. Ogrody zoologiczne robią to, prowadząc niezwykle szczegółowe naukowe rejestry hodowlane ( tj. księgi rodowodowe )) i pożyczając swoje dzikie zwierzęta innym ogrodom zoologicznym w całym kraju (a często na całym świecie) do hodowli, aby zabezpieczyć się przed chowem wsobnym poprzez próby maksymalizacji różnorodności genetycznej, jak tylko to możliwe.

Kosztowne (a czasem kontrowersyjne) techniki ochrony ex-situ mają na celu zwiększenie bioróżnorodności genetycznej na naszej planecie, a także różnorodności w lokalnych pulach genetycznych . poprzez ochronę przed erozją genetyczną. Nowoczesne koncepcje, takie jak banki nasion , banki nasienia i banki tkanek , stały się znacznie bardziej powszechne i wartościowe. Sperma , komórki jajowe i zarodki mogą być teraz zamrażane i przechowywane w bankach, które są czasami nazywane „Nowoczesnymi Arkami Noego” lub „ Zamarzniętymi Zoo ”. Techniki kriokonserwacji są stosowane do zamrażania tych żywych materiałów i utrzymywania ich przy życiu w nieskończoność poprzez przechowywanie ich zanurzonych w zbiornikach z ciekłym azotem w bardzo niskich temperaturach. W ten sposób zakonserwowane materiały można następnie wykorzystać do sztucznej inseminacji , zapłodnienia in vitro , transferu zarodków i klonowania w celu ochrony różnorodności w puli genowej krytycznie zagrożonych gatunków.

Możliwe jest uratowanie zagrożonego gatunku przed wyginięciem poprzez zachowanie tylko części okazów, takich jak tkanki, plemniki, komórki jajowe itp. – nawet po śmierci krytycznie zagrożonego zwierzęcia lub pobrane od niedawno znalezionego zwierzęcia w niewoli lub z dziczy . Nowy okaz można następnie „wskrzesić” za pomocą klonowania, aby dać mu kolejną szansę na wyhodowanie swoich genów w żywej populacji odpowiedniego zagrożonego gatunku. Wskrzeszanie martwych, krytycznie zagrożonych okazów dzikich zwierząt za pomocą klonowania jest wciąż udoskonalane i nadal jest zbyt drogie, aby było praktyczne, ale z czasem i dalszym postępem w nauce i metodologii może stać się rutynową procedurą w niedalekiej przyszłości.

wiele uwagi poświęcono strategiom znalezienia zintegrowanego podejścia do technik ochrony in situ i ex situ i poczyniono postępy.

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Genetic_erosion&oldid=1088422554 ”