Tok genů je základní koncept v populační genetice. Pohyb dědičné informace -genů - populací je jedním z klíčů k jejich udržení a správnému fungování.
Jaké faktory určují tok genů?Jak tento koncept ovlivňuje životy zvířat? Jaký je vztah tohoto termínu k ochraně druhů? Zde odpovíme na všechny tyto a další otázky.
Geny a evoluce: Úzce související
Dědičná informace, která určuje vlastnosti zvířat, je zakódována v genech.Gen není nic jiného než část chromozomu, která obsahuje informace pro konkrétní znak. Například barva očí nebo tvar určitých struktur, jako jsou křídla nebo typ vlasů.
Samozřejmě vlastnictví některých genů nebo jiných genů určí schopnost zvířete přežít v daném prostředí. Přirozený výběr působí na geny, protože upřednostňuje reprodukci těch nejvíce přizpůsobených a pomalu odstraňuje ty, které jsou nejhůře přizpůsobené svému prostředí.
Toto vysvětluje moderní evoluční teorie: zvíře nejlépe přizpůsobené svému prostředí – díky genům – bude prosperovat. Ale co má tok genů společného s evoluční biologií? Podrobně to vysvětlíme v další části.
Tok genů: co to je?
Tok genů – neboli genů – je pohyb genů z jedné populace do druhé. Jinými slovy, termín představuje migraci jedinců z pohledu genů.Tento jednoduchý koncept v mnoha případech určuje stabilitu populací zvířat a jejich možné vyhynutí v dlouhodobém horizontu.
Genetická variabilita je velmi důležitá
Abychom pochopili důležitost tohoto konceptu, musíme si myslet, že genetická variabilita je nezbytná pro životaschopnost druhů. Pokud má druh málo alel – verzí genu – jeho schopnost vyrovnat se s nepředvídanými událostmi, jako je nemoc nebo environmentální katastrofa, je snížena.
Abychom to ilustrovali, zamysleme se například nad nemocemi, které mají psi díky svému plemeni. Psí plemena se získávají křížením jedinců s velmi podobnou genetikou, což je vystavuje celé řadě nemocí a fyzických deformací, jako je pokleslý hřbet u německého ovčáka nebo plochý nos u boxerů.
Význam toku genů
Jedním z hlavních problémů zvířat, kterým hrozí vyhynutí, je to, že někdy jsou jejich populace tak malé, že trpí problémy s malou genetickou rozmanitostí. Toto je známé jako inbrední deprese.
Když je počet jedinců v populaci malý, je malá i její genetická variabilita. Tento nedostatek variability způsobuje, že „vzácnější“ alely jsou eliminovány přirozeným výběrem, což je skutečnost, která podporuje začátek začarovaného kruhu.
Nedostatek genetické variability za normálních okolností znamená, že zvíře nemá žádné genetické „zdroje“, které by například zabránily devastaci jeho populace nemocí.
Využití toku genů
V biologii ochrany přírody je jedním z klíčových bodů pro přežití jakéhokoli druhu udržování bohaté škály genů, aby se zabránilo tomu, aby zvířata upadla do deprese z příbuzenského křížení.
Toto je účel populačního genetického vylepšení: jsou činěny pokusy komunikovat mezi sebou izolované populace zvířat tak, aby se křížily a zlepšovaly svou genovou diverzitu. Tyto projekty byly mimořádně úspěšné u zvířat tak ikonických, jako je španělský medvěd hnědý.
Fragmentace: hrozba pro tok genů
Další slabou stránkou zvířat je fragmentace jejich přirozeného prostředí. Protože lidský zásah způsobuje fragmentaci zvířecích populací – například kvůli silnicím a plodinám – tok genů se může snížit.
Jedním z klíčů k podpoře toku genů je tedy konektivita mezi populacemi. Pokud je jedna zvířecí populace podporována v kontaktu s jinou - migrací -, jedinci z obou jader budou mít tendenci se navzájem pářit.
To výrazně zvýší tok genů a tím i alelovou diverzitu v populaci. K umělému dosažení tohoto sexuálního kontaktu existují mechanismy, jako je křížení divoké zvěře nebo ekodukty.
Na závěr, tok genů je prezentován jako klíčový koncept pro pochopení populační dynamiky druhů. Také jeho absence může mít vážné důsledky pro ochranu zvířat, ale existují způsoby, jak ji obnovit.