Genetik Çeşitlilik ve Küçük Popülasyonlar
Küçük popülasyonlarda genetik varyasyonun sürüklenme (drift) ve darboğazlar (bottlenecks) yoluyla nasıl kaybolduğu ve etkin popülasyon büyüklüğünün bu kaybın hızını neden belirlediği açıklanmaktadır.
Tanım
Genetik çeşitlilik, bir popülasyon veya tür içindeki alel ve genotip çeşitliliğidir. Küçük popülasyonlarda, genetik sürüklenme — alel frekanslarındaki rastgele değişim — yoluyla aşınmaktadır. Bu aşınma hızı, bir sonraki nesle genetik olarak katkıda bulunan birey sayısı olan etkin popülasyon büyüklüğü tarafından belirlenmektedir.
Kapsam
Genetik çeşitliliğin oluşumu ve aşınması, genetik sürüklenme (genetic drift) ve popülasyon darboğazları (population bottlenecks) süreçleri ile genetik değişimin belirleyicisi olarak etkin popülasyon büyüklüğü kavramını kapsamaktadır. Heterozigotluk (heterozygosity) ve alelik zenginlik (allelic richness) gibi çeşitlilik ölçütlerini ve çeşitlilik kaybının adaptif potansiyel üzerindeki sonuçlarını içermektedir. Akrabalar arası çiftleşmenin (inbreeding) uygunluk etkileri (ilgili konu) ve yönetim birimlerinin belirlenmesi bu kapsamın dışındadır.
Temel sorular
- Genetik sürüklenme küçük popülasyonlarda çeşitliliği nasıl aşındırmaktadır?
- Etkin popülasyon büyüklüğü neden genellikle sayım büyüklüğünden çok daha küçüktür?
- Popülasyon darboğazlarının genetik sonuçları nelerdir?
- Genetik çeşitlilik nasıl ölçülmekte ve izlenmektedir?
Anahtar kavramlar
- Genetik sürüklenme
- Etkin popülasyon büyüklüğü
- Popülasyon darboğazı
- Heterozigotluk ve alelik zenginlik
- Genetik aşınma
- Kurucu etkisi
Temel kuramlar
- Sonlu popülasyonlarda genetik sürüklenme
- Küçük popülasyonlarda, alel frekansları her nesilde rastgele değişmekte ve nadir aleller kolayca kaybolarak zamanla çeşitliliği aşındırmaktadır; popülasyon ne kadar küçükse, bu kayıp o kadar hızlı olmaktadır.
- Etkin popülasyon büyüklüğü
- Etkin büyüklük, sürüklenme ve akrabalı yetiştirme (inbreeding) oranlarını belirlemekte ve çarpık cinsiyet oranları, üreme başarısındaki varyans ve dalgalanan sayılar tarafından azaltılmaktadır; bu da onu genellikle sayım büyüklüğünün bir kısmına indirmektedir.
Klinik önem
Etkin popülasyon büyüklüğünü tahmin etmek ve heterozigotluğu izlemek, yöneticilerin genetik aşınmayı öngörmesine ve popülasyon iyileşmesi ile gen akışı yönetimi için hedefler belirlemesine olanak tanımaktadır. Darboğaz ve kurucu etkilerini tanımak, adaptif potansiyeli koruyan esaret altında yetiştirme ve yeniden tanıtım programları tasarlamak için elzemdir.
Tarihçe
Sürüklenme ve etkin popülasyon büyüklüğü kuramı, yirminci yüzyılın başlarında Sewall Wright ve diğerleri tarafından popülasyon genetiği sentezi kapsamında geliştirilmiştir. Koruma biyologları, 1980'lerden itibaren bu kuramı tehdit altındaki türlerde genetik aşınmayı tahmin etmek için uygulamışlardır ve genomik yöntemler artık vahşi doğadaki etkin büyüklük ve çeşitliliğin doğrudan tahmin edilmesine olanak sağlamaktadır.
Tartışmalar
- Uzun vadeli devamlılık için ne kadar etkin popülasyon büyüklüğü gereklidir?
- Akrabalı yetiştirmeyi (inbreeding) önlemek ve evrimsel potansiyeli korumak için minimum etkin büyüklükler olan 50/500 yönergesi gibi genel kurallar yaygın olarak kullanılmakla birlikte tartışılmaktadır; bazıları eşiklerin önemli ölçüde daha yüksek olması gerektiğini savunmaktadır.
Öne çıkan isimler
- Sewall Wright
- Richard Frankham
- Fred Allendorf
İlgili konular
Temel eserler
- frankham2010
- allendorf2013
- primack2014
Sıkça sorulan sorular
- Genetik sürüklenme nedir?
- Bireylerin üremesindeki şansa bağlı olarak, alellerin bir nesilden diğerine ne kadar yaygın olduğundaki rastgele değişimdir. Etkileri, nadir varyantları hızla ortadan kaldırabildiği ve çeşitliliği azaltabildiği küçük popülasyonlarda en güçlü şekilde görülmektedir.
- Etkin popülasyon büyüklüğü neden gerçek sayımdan daha küçüktür?
- Tüm bireyler bir sonraki nesle eşit derecede katkıda bulunmamaktadır. Eşit olmayan cinsiyet oranları, üreme başarısındaki varyasyon ve popülasyon dalgalanmaları, genetik olarak etkin büyüklüğü sayım sayısının altına, genellikle küçük bir kısmına kadar düşürmektedir.