Генетика сообщества
Общественная генетика – недавно появившаяся [ нужна ссылка ] область биологии, которая объединяет [ нужны разъяснения ] элементы общественной экологии , эволюционной биологии , молекулярной и количественной генетики . Антонович [ 1 ] первыми сформулировали видение такой области и Whitham et al. [ 2 ] формализовал свое определение как «Изучение генетических взаимодействий, которые происходят между видами и их абиотической средой в сложных сообществах». Эта область направлена на устранение пробелов в изучении эволюции и экологии в многомерном контексте сообщества, в котором заложены экологические и эволюционные особенности. Документальный фильм «Тысяча невидимых шнуров» . [ 3 ] обеспечивает введение в эту область и ее последствия.
На сегодняшний день основное внимание в большинстве исследований общественной генетики уделяется влиянию генетических вариаций растений на лиственные членистоногих сообщества . В самых разных экосистемах разные генотипы растений часто поддерживают разный состав связанных лиственных сообществ членистоногих. [ 4 ] Такие фенотипы сообществ наблюдались в природных гибридных комплексах. [ 5 ] между генотипами и родственными семьями внутри одного вида [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] и среди различных популяций растений. [ 9 ] Чтобы понять более широкое влияние различий между генотипами растений на биоразнообразие в целом, исследователи начали изучать реакцию других организмов, таких как лиственные эндофиты , [ 10 ] микоризные грибы, [ 11 ] почвенные микробы, [ 12 ] членистоногие, живущие на подстилке, [ 13 ] травянистые растения [ 14 ] [ 15 ] и эпифиты . [ 13 ] Эти эффекты часто исследуются с использованием основных видов. [ 16 ] [ 17 ] в экосистемах умеренного пояса, которые структурируют экосистемы путем регулирования и стабилизации ресурсов и экосистемных процессов. Акцент на основных видах позволяет исследователям сосредоточиться на, вероятно, наиболее важных игроках в системе, не перегружаясь сложностью всех генетически изменчивых взаимодействий, происходящих одновременно. Однако уникальные эффекты генотипов растений были обнаружены и у неосновных видов. [ 7 ] [ 9 ] и может встречаться в тропических, бореальных и альпийских системах. [ 10 ] [ 13 ] [ 15 ]
Видение области генетики сообществ выходит за рамки документирования различных сообществ по разным генотипам одного очагового вида. Другие аспекты этой области включают в себя
- понимание того, как взаимодействие видов внутри сообщества модулируется генотипом хозяина, [ 18 ] [ 19 ]
- влияние генотипа хозяина на приспособленность и эволюцию членов сообщества, [ 19 ] [ 20 ] и
- отбор хостов, влияющий на связанные сообщества. [ 21 ] [ 22 ]
Будущий прогресс в области общественной генетики во многом зависит от прорывов в современных технологиях на основе молекулярной ДНК, таких как секвенирование генома. [ 23 ] Применение подхода генетики сообществ для понимания того, как виды и сообщества взаимодействующих организмов реагируют на быстрые изменения климата, а также для восстановления информации, являются двумя важными прикладными аспектами генетики сообществ.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Антоновичс, Дж. 1992. На пути к общественной генетике. Страницы 426–449 в издательствах Р. С. Фрица и Э. Л. Симмса. Устойчивость растений к травоядным и патогенам: экология, эволюция и генетика. Издательство Чикагского университета, Чикаго, Иллинойс, США.
- ^ Уизем, Т.Г., Дж.К. Бэйли, Дж.А. Швейцер, С.М. Шустер, Р.К. Бангерт, К.Дж. Лерой, Э.В. Лонсдорф, Г.Дж. Аллан, С.П. ДиФазио, Б.М. Поттс, Д.Г. Фишер, К.А. Геринг, Р.Л. Линдрот, Дж.К. Маркс, С.К. Харт, Г.М. Вимп, СК Вули. 2006. Основы генетики сообществ и экосистем: от генов к экосистемам. Обзоры природы Генетика 7:510-523.
- ^ Лаборатория идей Нау. «Дом | Тысяча невидимых нитей | Соединение генов с экосистемами» . Тысяча невидимых шнуров . Проверено 16 октября 2013 г.
- ^ Уизем, Т.Г., К.А. Геринг, Л.Дж. Ламит, Т. Войтович, Л.М. Эванс, А.Р. Кейт, Д.С. Смит. 2012. Специфика сообщества: влияние генов на жизнь и загробную жизнь. Тенденции в науках о растениях 17: 271-281.
- ^ Вимп, ГМ, С. Вули, Р.К. Бангерт, В.П. Янг, Г.Д. Мартинсен, П. Кейм, Б. Рехилл, Р.Л. Линдрот, Т.Г. Уизем. 2007. Генетика растений предсказывает внутригодовые изменения в фитохимии и структуре сообщества членистоногих. Молекулярная экология 16:5057-5069.
- ^ Мэддокс, Г.Д., Р.Б. Рут. 1987. Устойчивость к 16 различным видам травоядных насекомых в популяции золотарника Solidago altissima: генетическая изменчивость и наследственность. Экология 72:8-14.
- ^ Jump up to: а б Джонсон, MTJ, А.А. Агравал. 2005. Генотип растения и окружающая среда взаимодействуют, формируя разнообразное сообщество членистоногих примулы вечерней («Oenothera biennis»). Экология 86: 874-885.
- ^ Кейт, А.Р., Дж.К. Бэйли, Т.Г. Уизем. 2010. Генетическая основа повторяемости и стабильности сообщества. Экология 91:3398-3406.
- ^ Jump up to: а б Уайз, MJ 2007. Эволюционная экология устойчивости к травоядным: исследование потенциальных генетических ограничений в сообществе нескольких травоядных Solanum carolinense. Новый фитолог 175:773-784.
- ^ Jump up to: а б Эламо П., М.Л. Хеландер, И. Салониеми, С. Неувонен. 1999. Семейство берез и условия окружающей среды влияют на эндофитные грибы в листьях. Экология 118:151-156.
- ^ Штульц, К.М., Т.Г. Уизем, К. Кеннеди, Р. Декерт, К.А. Геринг. 2009. Генетически обусловленная восприимчивость к травоядности влияет на эктомикоризные грибковые сообщества основных видов деревьев. Новый Фитолог 184:657-667.
- ^ Швейцер, Дж. А., Дж. К. Бейли, Д. Г. Фишер, С. Дж. Лерой, Э. В. Лонсдорф, Т. Г. Уизем, С. К. Харт. 2008. Взаимодействие растений, почвы и микроорганизмов: наследуемая связь между генотипом растения и связанными с ним почвенными микроорганизмами. Экология 89:773-781.
- ^ Jump up to: а б с Зитинская, С.Е., М.Ф. Фэй, Д. Пенни, Р.Ф. Прециози. 2011. Генетическая изменчивость видов тропических деревьев влияет на связанные с ними сообщества эпифитных растений и беспозвоночных в сложной лесной экосистеме. Философские труды Королевского общества B 366: 1329–1336.
- ^ Ламит, Л.Дж., Т. Войтович, З. Ковач, С.К. Вули, М. Цинкграф, Т.Г. Уизем, Р.Л. Линдрот, К.А. Геринг. 2011. Гибридизация основных видов деревьев влияет на структуру связанных растительных сообществ подлеска. Ботаника 89:165-174.
- ^ Jump up to: а б Мишале, Р., С. Сяо, Б. Тузар, Д.С. Смит, Л.А. Кавьерс, Р.М. Каллауэй, Т.Г. Уизем. 2011. Фенотипические различия в чертах медсестер и отзывы сообщества определяют альпийское сообщество. Письма по экологии 14: 433-443.
- ^ Дейтон ПК, 1972. На пути к пониманию устойчивости сообщества и потенциальных последствий обогащения бентоса в проливе Мак-Мердо, Антарктида. В Паркере, Британская Колумбия. Материалы коллоквиума по проблемам сохранения природы Аллен Пресс, Лоуренс, Канзас. 81-96.
- ^ Эллисон, А.М., MS Bank, Б.Д. Клинтон, Э.А. Колберн, К. Эллиотт, Ч.Р. Форд, Д.Р. Фостер, Б.Д. Клоппель, Дж.Д. Кнопп, Г.М. Ловетт, Дж. Мохан, Д.А. Орвиг, Н.Л. Роденхаус, В.В. Собчак, К.А. Стинсон, Дж.К. Стоун, К.М. Свон, Дж. Томпсон, Б. Фон Холле, Дж. Р. Вебстер. 2005. Утрата основных видов: последствия для структуры и динамики лесных экосистем. Границы экологии и окружающей среды 3: 479-486.
- ^ Джонсон, MT 2008. Влияние генотипа растений снизу вверх на тлю, муравьев и хищников. Экология 89:145-154.
- ^ Jump up to: а б Смит, Д.С., Дж.К. Бэйли, С.М. Шустер, Т.Г. Уизем. 2011. Географическая мозаика трофических взаимодействий и отбора: деревья, тля и птицы. Журнал эволюционной биологии 24: 422-429.
- ^ Эванс, Л.М., Г.Дж. Аллан, С.М. Шустер, С.А. Вулбрайт, Т.Г. Уизем. 2008. Гибридизация деревьев и генотипические вариации приводят к загадочному видообразованию специализированного травоядного клеща. Эволюция 62:3027-3040.
- ^ Ланкау, Р.А., С.Ю. Штраусс, 2007. Взаимная обратная связь поддерживает как генетическое, так и видовое разнообразие растительного сообщества. Наука 317:1561-1563.
- ^ Джонсон, MTJ, М. Велленд, Дж. Р. Стинчкомб. 2009. Эволюция популяций растений как движущая сила экологических изменений в сообществах членистоногих. Философские труды Королевского общества 364: 1593-1605.
- ^ Уизем, Т.Г., С.П. ДиФацио, Дж.А. Швейцер, С.М. Шустер, Г.Дж. Аллан, Дж.К. Бэйли, С.А. Вулбрайт. 2008. Распространение геномики на природные сообщества и экосистемы. Наука 320:492-495.