Di truyền học bảo tồn
Ứng dụng các nguyên tắc di truyền và hệ gen vào việc bảo tồn đa dạng sinh học, tập trung vào các mối đe dọa di truyền đối với các quần thể nhỏ và bị phân mảnh.
Definition
Di truyền học bảo tồn là việc sử dụng lý thuyết và kỹ thuật di truyền để giảm nguy cơ tuyệt chủng và bảo tồn đa dạng sinh học. Nó giải quyết cách thức đa dạng di truyền được tạo ra, mất đi và quản lý, cũng như cách thông tin di truyền hướng dẫn các quyết định về quần thể, loài và việc quản lý chúng.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm khía cạnh di truyền của công tác bảo tồn: duy trì đa dạng di truyền, các vấn đề di truyền của quần thể nhỏ, xác định các đơn vị quản lý và các can thiệp di truyền như chuyển vị và giải cứu. Nó bao gồm di truyền học quần thể được áp dụng cho các quần thể hoang dã và việc sử dụng các dấu hiệu phân tử và hệ gen học cho công tác bảo tồn. Nó không bao gồm các khía cạnh nhân khẩu học và sinh thái học của sinh học quần thể nhỏ được đề cập trong rủi ro tuyệt chủng và phân loại mô tả loài.
Sub-topics
Core questions
- Tại sao đa dạng di truyền lại quan trọng đối với sự sống sót của quần thể?
- Những vấn đề di truyền nào đe dọa các quần thể nhỏ và bị cô lập?
- Các đơn vị bảo tồn được xác định từ dữ liệu di truyền như thế nào?
- Khi nào và làm thế nào nên sử dụng các can thiệp di truyền như giải cứu?
Key concepts
- Đa dạng di truyền và tính dị hợp tử
- Kích thước quần thể hiệu quả
- Trôi dạt di truyền
- Giao phối cận huyết và suy giảm do giao phối cận huyết
- Tiềm năng tiến hóa
- Các đơn vị bảo tồn và hệ gen học
Key theories
- Mất đa dạng di truyền ở quần thể nhỏ
- Các quần thể nhỏ mất biến dị di truyền thông qua trôi dạt di truyền và giao phối cận huyết nhanh hơn khả năng đột biến bổ sung, làm giảm tiềm năng thích nghi và thể trạng — một mối quan tâm trung tâm của di truyền học bảo tồn.
- Kích thước quần thể hiệu quả
- Kích thước quần thể hiệu quả về mặt di truyền, thường thấp hơn nhiều so với kích thước tổng thể, chi phối tốc độ trôi dạt và giao phối cận huyết và là một đại lượng quan trọng để dự đoán sự xói mòn di truyền và đặt ra các mục tiêu quản lý.
- Giải cứu di truyền
- Việc đưa các cá thể từ các quần thể khác có thể khôi phục biến dị di truyền và đảo ngược suy giảm do giao phối cận huyết, cải thiện thể trạng ở các quần thể nhỏ, bị cô lập khi được áp dụng với sự chú ý đến nguy cơ lai xa.
Clinical relevance
Di truyền học bảo tồn cung cấp thông tin cho các quyết định về nhân giống nuôi nhốt, tái du nhập, chuyển vị và ưu tiên các quần thể cần được bảo vệ. Việc quản lý phả hệ trong các chương trình nuôi nhốt, chẩn đoán các vấn đề giao phối cận huyết ở các loài có nguy cơ tuyệt chủng như báo Florida, và phân định các đơn vị để bảo vệ pháp lý đều dựa trực tiếp vào các nguyên tắc của nó.
History
Lĩnh vực này được khởi xướng bởi sự công nhận của Otto Frankel và Michael Soule vào những năm 1970-1980 rằng các yếu tố di truyền ảnh hưởng đến nguy cơ tuyệt chủng, được chính thức hóa trong 'mô hình quần thể nhỏ'. Các dấu hiệu phân tử đã mở rộng phạm vi của nó trong suốt những năm 1990, và hệ gen học thông lượng cao kể từ những năm 2000 đã thay đổi cách đo lường đa dạng di truyền và sự thích nghi trong các quần thể hoang dã.
Debates
- Mức độ quan trọng của các mối đe dọa di truyền so với nhân khẩu học?
- Các nhà sinh vật học bảo tồn đã tranh luận liệu các quần thể nhỏ thường bị tuyệt chủng do các nguyên nhân nhân khẩu học và môi trường trước khi các vấn đề di truyền trở nên quan trọng; bằng chứng ngày càng tăng về suy giảm do giao phối cận huyết và giải cứu di truyền thành công đã làm thay đổi quan điểm theo hướng xem xét nghiêm túc các mối đe dọa di truyền.
Key figures
- Richard Frankham
- Fred Allendorf
- Otto Frankel
Related topics
Seminal works
- frankham2010
- allendorf2013
- whiteley2015
Frequently asked questions
- Tại sao đa dạng di truyền lại quan trọng đối với công tác bảo tồn?
- Đa dạng di truyền là nguyên liệu thô cho sự thích nghi. Các quần thể có ít biến dị ít có khả năng phản ứng với bệnh tật, biến đổi khí hậu và các áp lực khác, và chúng có xu hướng bị suy giảm thể trạng do giao phối cận huyết, làm tăng nguy cơ tuyệt chủng.
- Kích thước quần thể hiệu quả là gì?
- Một thước đo về cách một quần thể hoạt động về mặt di truyền — cụ thể là tốc độ mất đa dạng thông qua trôi dạt và giao phối cận huyết. Nó thường nhỏ hơn nhiều so với số lượng cá thể thực tế, vì vậy ngay cả những quần thể có vẻ lớn cũng có thể dễ bị tổn thương về mặt di truyền.