Эффективный размер популяции — ключевое понятие в популяционной генетике. Их знания позволяют нам точно рассчитать количество репродуктивных особей в популяции, что чрезвычайно полезно в некоторых ситуациях.
От сохранения видов до эпидемиологической динамики живых существ — такие термины, как тот, который мы вам показываем сегодня, имеют огромное значение для исследователей во многих областях биологии. Сегодня мы расскажем вам все, что вам нужно знать об эффективной численности популяции животных.
Популяционная генетика: что это такое?
Как мы уже знаем, информация, определяющая характеристики живых существ закодирован в генах. Ген — это часть хромосомы, которая содержит информацию о персонаже, такую как количество пальцев или цвет волос.
Гены имеют решающее значение для выживания видов, поскольку закодированные в них характеристики позволяют животным лучше адаптироваться к окружающей среде — или нет. Согласно теории эволюции, только тот вид, который является хорошо адаптированы к экосистеме, будут процветать из поколения в поколение.
Короче говоря, популяционная генетика — это раздел биологии, который пытается объяснить эволюционные явления, обычно путем изучения генетических частот в популяции животных.
Некоторые основы генетики
Генетика — сложная наука, которая имеет дело с очень абстрактными терминами. Однако эту дисциплину относительно легко понять, если некоторые концепции заранее ясны. Далее мы объясним некоторые из них.
Большинство животных, как и люди, диплоидны. Это означает, что у нас есть две копии генетического материала в ядре каждой клетки — два набора гомологичных хромосом. Эти копии наследуются одна от матери и одна от отца.
Это важно, поскольку в зависимости от того, как эти копии относятся к конкретному аллелю — каждому из проявлений, которые может приобрести ген — индивидуум может быть:
- Гомозиготный, если обе копии одинаковы. Например, если животное унаследовало ген, определяющий серый цвет глаз, от обоих родителей.
- Гетерозиготный, если каждый аллель отличается. Например, если животное унаследовало ген серых глаз от отца, а от матери — ген зеленых глаз.
Важность генетических параметров
Эти, казалось бы, простые для понимания концепции, имеют решающее значение для понимания поведения генов в популяциях. Следует отметить, что, кроме того, особь может быть гомозиготной по одному признаку, но гетерозиготной по другому.
Популяционная генетика анализирует изменение определенных параметров генетической природы в популяциях животных для описания эволюционных эффектов. Некоторые из этих параметров — это доля гетерозигот, ключевой показатель для понимания эволюции аллеля.
Эффективная численность населения
В популяционной генетике очень важно иметь представление о размере размножающейся популяции. Хотя это может показаться таким же простым, как простая перепись, на самом деле это не так, поскольку группы населения сложны. Иногда количество самцов и самок непропорционально или воспроизводство не является случайным.
Понятие эффективной численности населения относится к к количеству особей в зрелом возрасте, способных к воспроизводству. Это актуально на многих уровнях, поскольку только люди репродуктивного возраста будут вносить генетический вклад в следующее поколение.
Из-за ограничений расчета этого понятия, генетики прибегают к идеальной популяционной идее. Это понятие представляет собой популяцию, которая соответствует следующим характеристикам:
- Спаривание происходит случайно.
- Все люди генетически вносят вклад в следующее поколение.
- Поколения родителей и детей не пересекаются.
Если население соответствует всем этим требованиям, эффективный размер равен размеру переписи. К сожалению, этого почти никогда не бывает. Пришло время использовать генетические инструменты для вывода генеалогических деревьев между родителями и детьми, и только так можно будет получить приблизительный реальный эффективный размер.
Использование эффективной численности населения
Далее мы представляем некоторые варианты использования эффективного размера популяции в природоохранных работах и в биологических знаниях.
Филогеография
Филогеография пытается объяснить географическое распределение генетической изменчивости в популяциях. Эта дисциплина может помочь понять процесс образования новых видов или их исчезновения.
Чтобы реконструировать историю, устанавливаются генеалогии и, благодаря статистическим методам,, вы можете оценить эффективный размер населения в прошлом.
В чем важность этих знаний? Благодаря ему можно оценить, как размер этой популяции менялся с течением времени, чтобы узнать, поставила ли, например, природная катастрофа какой-либо вид животных на грань исчезновения.
Это произошло с некоторыми животными, такими как мамонты, популяция которых была настолько истощена, что они умерли из-за генетических недостатков в своей популяции. Все эти знания не достигли бы нас, если бы не использование эффективной численности населения.
эпидемиология
Эффективная численность населения составляет очень полезное понятие в эпидемиологии. Причина этого в том, что если патоген может быть определен как потомок только одного или нескольких предков, его генетическая изменчивость будет низкой. Это очень важно для предотвращения развития резистентности микроскопического агента к антибиотикам или вакцинам.
С другой стороны, если исходный размер его популяции был высоким, его вариативность будет больше, и его будет труднее контролировать из-за его очень высокой способности к адаптации, как это происходит с вирусами гриппа. Как мы видим, эти параметры также могут сообщать людям о полезном использовании.
Сохранение
Даже если популяция животных очень большая, это мало что значит, если только небольшой процент из них воспроизводит. Знание эффективного размера популяции позволяет нам приблизительно оценить, в какой степени она находится под угрозой исчезновения или находится на грани исчезновения, и, благодаря этому, реализовать планы превентивного сохранения.
Короче говоря, как мы видим, эффективный размер населения — это понятие, которое несколько сбивает с толку и трудно поддается определению. Тем не менее, он чрезвычайно полезен во многих приложениях.
