Популяционная генетическая структура и природоохранные единицы

Как поток генов и изоляция формируют генетическую структуру в пределах ареала вида, и как эта структура используется для определения единиц для сохранения и правовой защиты.

Definition

Популяционная генетическая структура — это неслучайное распределение генетической изменчивости между популяциями, возникающее в результате ограниченного потока генов, дрейфа и локальной адаптации. Природоохранные единицы — это биологические подразделения, такие как эволюционно значимые единицы (ESU) и управленческие единицы (MU), определяемые на основе этой структуры для направления природоохранных усилий и правовой защиты.

Scope

Охватывает пространственную генетическую структуру популяций, баланс потока генов и дрейфа, который ее формирует, а также преобразование структуры в категории управления, такие как эволюционно значимые единицы и управленческие единицы. Включает молекулярные и геномные инструменты, используемые для обнаружения структуры и отнесения особей. Исключает последствия скрещивания для приспособленности (смежные темы) и таксономию и систематику на уровне видов.

Core questions

• Как поток генов и изоляция создают генетическую структуру?
• Как измеряется генетическая структура в пределах ареала вида?
• Что отличает эволюционно значимую единицу от управленческой единицы?
• Как природоохранные единицы используются в юридических и управленческих решениях?

Key concepts

• Поток генов и миграция
• Генетическая дифференциация (FST)
• Популяционная структура и изоляция по расстоянию
• Эволюционно значимые единицы
• Управленческие единицы
• Тесты на принадлежность и ландшафтная генетика

Key theories

Поток генов против дрейфа

Степень генетической дифференциации между популяциями отражает баланс между гомогенизирующим потоком генов и диверсифицирующим дрейфом и отбором; даже скромная миграция может предотвратить сильную структуру, в то время как изоляция способствует ей.

Природоохранные единицы

Генетические и другие данные используются для делимитации эволюционно значимых единиц, которые отражают глубокое историческое расхождение, требующее отдельного сохранения, и управленческих единиц, демографически независимых популяций, идентифицируемых по различиям в частотах аллелей.

Clinical relevance

Определение природоохранных единиц определяет, что подлежит защите: ESU и MU лежат в основе решений о включении в списки, планирования восстановления и выбора исходных популяций для переселения. Неправильная оценка структуры может привести либо к смешиванию популяций, которые должны оставаться отдельными, либо к фрагментации природоохранных усилий между единицами, которые функционально являются одним целым.

History

F-статистики Райта заложили основу для количественной оценки популяционной структуры. Концепция эволюционно значимой единицы была введена в конце 1980-х годов и доработана в 1990-х годах, став центральной для реализации законодательства об исчезающих видах. Геномные и ландшафтно-генетические методы с 2000-х годов значительно повысили разрешение для делимитации единиц.

Debates

Как следует определять природоохранные единицы?

Не существует единого общепринятого критерия для делимитации ESU — предложения подчеркивают взаимную монофилию, адаптивные различия или демографическую независимость — и выбор влияет на то, какие популяции получают защиту.

Key figures

• Sewall Wright
• Craig Moritz
• Robin Waples

Seminal works

• frankham2010
• allendorf2013
• primack2014

Frequently asked questions

Что такое эволюционно значимая единица?

Популяция или группа популяций, достаточно отличающаяся — благодаря длительной изоляции, уникальной генетике или адаптации — чтобы требовать отдельного природоохранного управления. ESU помогают гарантировать, что отличительные линии внутри вида не будут утрачены, даже если вид в целом сохранится.

Как обнаруживается популяционная структура?

Путем отбора генетических маркеров по всему ареалу вида и измерения того, как частоты аллелей различаются между популяциями, используя такие статистики, как FST, и методы кластеризации или отнесения. Большая дифференциация указывает на большую структуру и меньший поток генов.