Генетическая эрозия

Генетическая эрозия (также известная как генетическое истощение ) — это процесс, при котором ограниченный генофонд уменьшается исчезающего вида еще больше, когда репродуктивные особи вымирают, прежде чем размножаться вместе с другими представителями своей малочисленной популяции , находящейся под угрозой исчезновения . Этот термин иногда используется в узком смысле, например, при описании потери определенных аллелей или генов, а также в более широком смысле, например, когда речь идет об утрате фенотипа или целого вида.

Генетическая эрозия происходит потому, что каждый отдельный организм имеет множество уникальных генов, которые теряются, когда он умирает, не имея возможности размножаться. Низкое генетическое разнообразие в популяциях диких животных и растений приводит к дальнейшему уменьшению генофонда – инбридинг и ослабление иммунной системы могут затем «ускорить» этот вид на пути к окончательному исчезновению .

По определению, виды, находящиеся под угрозой исчезновения, страдают от различной степени генетической эрозии. Многие виды извлекают выгоду из программы разведения с помощью человека, чтобы сохранить жизнеспособность своей популяции. тем самым избегая исчезновения в долгосрочной перспективе. Небольшие популяции более подвержены генетической эрозии, чем более крупные популяции.

Генетическая эрозия усугубляется и ускоряется из-за утраты и фрагментации среды обитания – многим исчезающим видам угрожает утрата и (фрагментация) среды обитания . Фрагментированная среда обитания создает барьеры в потоке генов между популяциями.

Генофонд — это полный набор уникальных аллелей , вида которые или популяции можно обнаружить путем изучения генетического материала каждого живого представителя этого вида или популяции. Большой генофонд указывает на обширное генетическое разнообразие , которое связано с устойчивыми популяциями, способными пережить периоды интенсивного отбора . Между тем, низкое генетическое разнообразие (см. инбридинг и узкие места популяций ) может привести к снижению биологической приспособленности и увеличить вероятность исчезновения этого вида или популяции.

Процессы и последствия

Узкие места в популяции приводят к сокращению генофондов, в результате чего остается все меньше и меньше плодовитых партнеров для спаривания. Генетические последствия можно проиллюстрировать, рассмотрев аналогию с игрой в покер с высокими ставками и мошенническим дилером. Учтите, что игра начинается с колоды из 52 карт (представляющей большое генетическое разнообразие). Сокращение количества племенных пар с уникальными генами напоминает ситуацию, когда дилер снова и снова раздает только одни и те же пять карт, образуя лишь несколько ограниченных «рук».

По мере того, как особи начинают инбридинг, чаще проявляются как физические, так и репродуктивные врожденные последствия и дефекты. Увеличивается количество аномальных сперматозоидов, растет бесплодие и снижается рождаемость. «Наиболее опасным является воздействие на системы иммунной защиты, которые становятся ослабленными и все менее и менее способными бороться с растущим числом бактериальных, вирусных, грибковых, паразитарных и других болезнетворных угроз. Таким образом, даже если исчезающие виды «Узкое место» способно противостоять любым последствиям человеческого развития, разрушающим его среду обитания, но оно по-прежнему сталкивается с угрозой эпидемии, которая может оказаться фатальной для всего населения».

Утрата биоразнообразия сельского

См. Также: Сельскохозяйственное биоразнообразие.

Генетическая эрозия в сельском хозяйстве и животноводстве – это потеря биологического генетического разнообразия, включая утрату отдельных генов и утрату определенных рекомбинантов генов (или генных комплексов), например, проявляющаяся в адаптированных к местным условиям сортах одомашненных местных животных или растений, которые адаптироваться к природной среде, в которой они возникли.

Основными движущими силами генетической эрозии сельскохозяйственных культур являются замена сортов, расчистка земель, чрезмерная эксплуатация видов, демографическое давление , деградация окружающей среды , чрезмерный выпас скота , государственная политика и изменение сельскохозяйственных систем. Однако главным фактором является замена местных разновидностей домашних растений и животных другими разновидностями или видами, которые не являются местными. Большое количество сортов также часто может быть значительно сокращено, когда коммерческие сорта вводятся в традиционные системы земледелия. Многие исследователи считают, что основной проблемой управления агроэкосистемами является общая тенденция к генетическому и экологическому единообразию, навязанная развитием современного сельского хозяйства.

В случае с генетическими ресурсами животных для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства основными причинами генетической эрозии, как сообщается, являются неизбирательное скрещивание, более широкое использование экзотических пород, слабая политика и институты в управлении генетическими ресурсами животных , пренебрежение некоторыми породами из-за отсутствия прибыльности или конкурентоспособности, интенсификации производственных систем, последствий болезней и борьбы с ними, потери пастбищ или других элементов производственной среды, а также плохого контроля инбридинга.

вмешательства человека, современная наука и

in situ Сохранение

Основная статья: Сохранение in situ

Благодаря достижениям современной биологической науки появилось несколько методов и мер защиты, позволяющих остановить неустанное развитие генетической эрозии и, как следствие, ускорение вымирания видов, находящихся под угрозой исчезновения. Однако многие из этих методов и мер защиты слишком дороги, чтобы быть практичными, и поэтому лучший способ защитить виды — защитить их среду обитания и позволить им жить в ней как можно более естественно. Ситуация усложняется тем, что сохранение значительного количества генетического разнообразия часто требует поддержания множества независимых популяций в пределах ареала вида. Например, для сохранения не менее 90% генетического разнообразия северного кволла требуется сохранение как минимум восьми популяций на австралийском континенте.

Заповедники дикой природы и национальные парки были созданы для сохранения целых экосистем со всей сетью видов, обитающих в этом районе. Коридоры дикой природы создаются для соединения фрагментированных сред обитания (см. Фрагментация среды обитания ), чтобы дать возможность исчезающим видам путешествовать, встречаться и размножаться с другими представителями своего вида. Научная охрана и современные методы управления дикой природой , а также опыт научно подготовленного персонала помогают управлять этими охраняемыми экосистемами и обитающей в них дикой природой. Дикие животные также перемещаются и реинтродуцируются в другие места физически, когда фрагментированные места обитания диких животных находятся слишком далеко и изолированы, чтобы иметь возможность соединяться друг с другом через коридор дикой природы, или когда уже произошли локальные вымирания.

ex situ Сохранение

Основная статья: Сохранение ex situ

Современная политика ассоциаций зоопарков и зоопарков по всему миру начала уделять резкое повышенное внимание сохранению и разведению диких видов и подвидов животных в своих программах по разведению зарегистрированных видов, находящихся под угрозой исчезновения. Эти экземпляры предназначены для того, чтобы иметь шанс быть повторно интродуцированными и выжить в дикой природе. Основные цели зоопарков сегодня изменились, и больше ресурсов вкладывается в разведение видов и подвидов с конечной целью оказания помощи усилиям по сохранению дикой природы. Зоопарки делают это, ведя чрезвычайно подробные научные записи о разведении ( т.е. племенные книги ) и сдавая своих диких животных в аренду другим зоопаркам по всей стране (а часто и по всему миру) для разведения, чтобы защититься от инбридинга , пытаясь максимизировать генетическое разнообразие, насколько это возможно.

Дорогостоящие (а иногда и спорные) методы сохранения ex-situ направлены на увеличение генетического биоразнообразия на нашей планете, а также разнообразия местных генофондов . защищая от генетической эрозии. Современные концепции, такие как банки семян , банки спермы и банки тканей, стали гораздо более распространенными и ценными. Сперму , яйцеклетки и эмбрионы теперь можно замораживать и хранить в банках, которые иногда называют «Современными Ноевыми ковчегами» или « Замороженными зоопарками ». Методы криоконсервации используются для заморозки этих живых материалов и сохранения их жизни навечно путем хранения в резервуарах с жидким азотом при очень низких температурах. Таким образом, консервированные материалы затем можно использовать для искусственного оплодотворения , экстракорпорального оплодотворения , переноса эмбрионов и методологий клонирования для защиты разнообразия генофонда видов, находящихся под угрозой исчезновения.

Можно спасти вид, находящийся под угрозой исчезновения , сохраняя только части экземпляров, такие как ткани, сперма, яйца и т. д. – даже после смерти животного, находящегося под угрозой исчезновения, или собранные у животного, обнаруженного только что мертвым, в неволе или из дикой природы . Затем новый экземпляр можно «воскресить» с помощью клонирования, чтобы дать ему еще один шанс внедрить свои гены в живую популяцию соответствующего исчезающего вида. Воскрешение мертвых образцов дикой природы, находящихся под угрозой исчезновения, с помощью клонирования все еще совершенствуется и все еще слишком дорого, чтобы быть практически осуществимым, но со временем и дальнейшими достижениями в науке и методологии это вполне может стать рутинной процедурой не в слишком отдаленном будущем.

В последнее время стратегиям поиска комплексного подхода к методам сохранения in situ и ex situ уделяется значительное внимание, и наблюдается прогресс.

См. также

• Центр происхождения
• Биология сохранения
• Дикорастущий родственник культурных растений
• Генный банк
• Генетическое загрязнение
• Генетика
• Мутационный кризис
• Заброшенные и недостаточно используемые культуры
• Популяционная генетика