Efektivní velikost populace je klíčovým pojmem v populační genetice. Jejich znalosti nám umožňují přesně vypočítat počet reprodukčních jedinců v populaci, což je v některých situacích nesmírně užitečné.
Od zachování druhů po epidemiologickou dynamiku v živých bytostech mají termíny jako ten, který vám dnes ukazujeme, zásadní význam pro výzkumníky v mnoha oblastech biologie. Dnes vám řekneme vše, co potřebujete vědět o efektivní velikosti populace zvířat.
Populační genetika: co to je?
Jak již víme, informace, která určuje vlastnosti živých bytostí, je zakódována v genech. Gen je část chromozomu, která obsahuje informace o charakteru, například počet prstů nebo barvu vlasů.
Geny jsou rozhodující pro přežití druhů, protože v nich zakódované vlastnosti činí zvíře lépe přizpůsobeným svému prostředí -nebo ne -. Podle Teorie evoluce pouze ten druh, který je dobře přizpůsobený ekosystému bude prospívat po generace.
Populační genetika je zkrátka odvětví biologie, které se snaží vysvětlit evoluční jevy, obvykle studiem genetických frekvencí v živočišné populaci.
Některé základy genetiky
Genetika je komplexní věda, která zpracovává velmi abstraktní termíny. Tato disciplína je však poměrně snadno pochopitelná, pokud jsou určité koncepty dříve jasné. Některé z nich vysvětlíme níže.
Většina zvířat, stejně jako lidé, je diploidní. To znamená, že v jádru každé buňky máme dvě kopie genetického materiálu - dvě sady homologních chromozomů. Tyto kopie jsou zděděny po matce a druhé po otci.
To je důležité, protože v závislosti na tom, jak jsou tyto kopie pro konkrétní alelu -každý z projevů, které může gen získat -, jedinec může být:
- Homozygotní, pokud jsou obě kopie stejné. Například pokud zvíře zdědilo gen, který určuje barvu šedých očí od obou rodičů.
- Heterozygotní, pokud je každá alela jiná. Například pokud zvíře zdědilo gen pro šedé oči po otci a gen pro zelené oči po matce.
Význam genetických parametrů
Tyto zdánlivě snadno pochopitelné koncepty, jsou zásadní pro pochopení chování genů v populacích. Je třeba poznamenat, že navíc jednotlivec může být pro jednu postavu homozygotní, ale pro jinou heterozygotní.
Populační genetika analyzuje změnu určitých parametrů genetické povahy v populacích zvířat, aby popsala evoluční efekty. Některé z těchto parametrů jsou podílem heterozygotů, což je klíčové číslo pro pochopení vývoje alely.
Efektivní velikost populace
V populační genetice je zásadní mít představu o velikosti chovné populace. Ačkoli se to může zdát tak jednoduché jako jednoduché sčítání lidu, ve skutečnosti tomu tak není, protože populace jsou složité. Někdy není počet mužů a žen přiměřený nebo reprodukce není náhodná.
Pojem efektivní velikost populace odkazuje na na počet jedinců v dospělosti se schopností reprodukce. To je relevantní na mnoha úrovních, protože pouze jedinci v reprodukčním věku budou geneticky přispívat k další generaci.
Vzhledem k omezením výpočtu tohoto konceptu genetici se uchylují k myšlence ideální populace. Tento koncept je populace, která splňuje následující charakteristiky:
- Páření je náhodné.
- Všichni jedinci geneticky přispívají k další generaci.
- Generace rodičů a dětí se nepřekrývají.
Pokud populace splňuje všechny tyto požadavky, efektivní velikost se rovná velikosti sčítání lidu. Bohužel tomu tak téměř nikdy není. Je načase využít genetické nástroje k odvození genealogických stromů mezi rodiči a dětmi a pouze tímto způsobem bude získána přibližná skutečná efektivní velikost.
Využití efektivní velikosti populace
Dále uvádíme některá využití efektivní velikosti populace při práci na ochraně přírody a biologických znalostech.
Fylogeografie
Fylogeografie se snaží vysvětlit geografické rozložení genetických variací v populacích. Tato disciplína může pomoci porozumět procesu vzniku nových druhů nebo jejich vyhynutí.
K rekonstrukci historie jsou založeny genové genealogie a díky statistickým metodám můžete odhadnout efektivní velikost populace v minulosti.
Jaký je význam těchto znalostí? Díky němu lze odhadnout, jak se velikost té populace v průběhu času měnila, a zjistit, zda například přírodní katastrofa přivedla živočišný druh na pokraj vyhynutí.
To se stalo u některých zvířat, jako jsou mamuti, jejichž populace byla tak vyčerpaná, že uhynuli kvůli genetickým nedostatkům v jejich populaci. Všechny tyto znalosti by se k nám nedostaly, kdyby nebylo využití efektivní velikosti populace.
epidemiologie
Efektivní velikost populace je v epidemiologii velmi užitečným pojmem. Důvodem je to, že pokud lze určit, že patogen je potomkem pouze jednoho nebo několika předků, bude jeho genetická variabilita nízká. To je zásadní, aby se zabránilo mikroskopickému činidlu vyvinout rezistenci na antibiotika nebo vakcíny.
Pokud byla naopak jeho původní velikost populace vysoká, bude její variabilita větší a bude obtížnější ji kontrolovat kvůli její vysoké schopnosti adaptace, jak se vyskytuje u virů chřipky. Jak vidíme, tyto parametry mohou také hlásit užitečné využití lidem.
Zachování
I když je populace zvířat velmi velká, to znamená málo, pokud se reprodukuje jen malé procento z nich.Znalost efektivní velikosti populace nám umožňuje přiblížit, do jaké míry je ohrožena nebo na pokraji vymizení, a díky tomu implementovat preventivní plány ochrany.
Stručně řečeno, jak vidíme, efektivní velikost populace je pojem, který je poněkud matoucí a těžko definovatelný. Je však velmi užitečný u mnoha aplikací.
