Suy giảm do giao phối cận huyết và suy giảm do giao phối xa huyết

Chi phí về thể trạng do giao phối giữa những cá thể có quan hệ huyết thống gần, và những rủi ro trái ngược khi lai tạo các quần thể đã phân hóa về mặt di truyền.

Definition

Suy giảm do giao phối cận huyết là sự suy giảm thể trạng — khả năng sống sót, khả năng sinh sản, tăng trưởng — xảy ra khi các cá thể có quan hệ huyết thống giao phối, làm lộ ra các alen lặn có hại và giảm tính dị hợp tử. Suy giảm do giao phối xa huyết là sự mất mát thể trạng có thể xảy ra khi các cá thể từ các quần thể phân hóa về mặt di truyền hoặc thích nghi giao phối, làm phá vỡ các phức hợp gen thích nghi cục bộ.

Scope

Bao gồm suy giảm do giao phối cận huyết — sự suy giảm thể trạng do giao phối giữa các cá thể có quan hệ huyết thống — cơ sở di truyền của nó, cách đo lường thông qua hệ số giao phối cận huyết, và vai trò của nó trong sự suy giảm của các quần thể nhỏ, cùng với suy giảm do giao phối xa huyết, sự mất mát thể trạng có thể xảy ra sau khi lai tạo giữa các quần thể phân hóa. Bao gồm sự đánh đổi trong quản lý giữa hai yếu tố này. Không bao gồm sự trôi dạt di truyền và kích thước hiệu quả (chủ đề liên quan) và việc thực hiện thực tế dòng gen (được đề cập trong cứu hộ di truyền).

Core questions

• Tại sao giao phối giữa những cá thể có quan hệ huyết thống lại làm giảm thể trạng?
• Hệ số giao phối cận huyết được đo lường và sử dụng như thế nào?
• Khi nào việc lai tạo các quần thể gây ra suy giảm do giao phối xa huyết thay vì mang lại lợi ích?
• Các nhà quản lý cân bằng rủi ro giữa giao phối cận huyết và giao phối xa huyết như thế nào?

Key concepts

• Suy giảm do giao phối cận huyết
• Hệ số giao phối cận huyết
• Alen lặn có hại
• Ưu thế dị hợp tử
• Suy giảm do giao phối xa huyết
• Phức hợp gen thích nghi chung

Key theories

Cơ sở di truyền của suy giảm do giao phối cận huyết

Giao phối cận huyết làm tăng tính đồng hợp tử, làm lộ ra các alen lặn có hại (giả thuyết trội) và giảm ưu thế dị hợp tử (siêu trội); cả hai cơ chế này đều làm giảm thể trạng, với hiệu ứng trội thường chiếm ưu thế.

Suy giảm do giao phối xa huyết và sự thích nghi cục bộ

Lai tạo các quần thể phân hóa có thể phá vỡ các phức hợp gen thích nghi chung hoặc đưa vào các alen không thích nghi cục bộ, làm giảm thể trạng của con lai; nguy cơ tăng lên theo khoảng cách di truyền, môi trường phân hóa và sự khác biệt nhiễm sắc thể.

Clinical relevance

Suy giảm do giao phối cận huyết đã được ghi nhận ở nhiều loài có nguy cơ tuyệt chủng và quần thể vườn thú, thúc đẩy việc lựa chọn bạn tình dựa trên phả hệ trong chăn nuôi bảo tồn. Nguy cơ cạnh tranh của suy giảm do giao phối xa huyết định hình các hướng dẫn về việc quần thể nguồn nào có thể được pha trộn trong quá trình chuyển vị và cứu hộ di truyền, biến sự đánh đổi này thành một quyết định quản lý thường xuyên.

History

Darwin đã ghi nhận các tác động của giao phối cận huyết ở thực vật vào thế kỷ XIX. Di truyền học bảo tồn đã xác định suy giảm do giao phối cận huyết là một mối đe dọa thực sự đối với các quần thể hoang dã trong suốt những năm 1980-1990, chống lại sự hoài nghi trước đó. Nguy cơ suy giảm do giao phối xa huyết và các khuôn khổ để dự đoán nó đã được phát triển vào những năm 2000-2010 khi việc chuyển vị và cứu hộ trở nên phổ biến hơn.

Debates

Mức độ nghiêm trọng của nguy cơ suy giảm do giao phối xa huyết là gì?

Một số người cảnh báo rằng việc pha trộn các quần thể có thể gây hại cho thể trạng và xóa bỏ sự thích nghi cục bộ, trong khi những người khác cho rằng nguy cơ này thường bị phóng đại so với những mối nguy hiểm tức thời của giao phối cận huyết, đặc biệt khi các quần thể nguồn được lựa chọn cẩn thận.

Key figures

• Richard Frankham
• Philip Hedrick
• Charles Darwin

Seminal works

• frankham2010
• allendorf2013
• whiteley2015

Frequently asked questions

Suy giảm do giao phối cận huyết là gì?

Sự sụt giảm khả năng sống sót, khả năng sinh sản hoặc các đặc điểm thể trạng khác khi các cá thể có quan hệ huyết thống gần giao phối. Điều này xảy ra vì giao phối cận huyết làm tăng khả năng con cái thừa hưởng hai bản sao của các alen lặn có hại và làm giảm sự đa dạng di truyền có lợi.

Pha trộn các quần thể luôn tốt cho di truyền phải không?

Không nhất thiết. Mặc dù việc thêm gen mới thường có lợi, nhưng việc lai tạo các quần thể đã thích nghi với các điều kiện rất khác nhau, hoặc khác biệt về nhiễm sắc thể, có thể tạo ra con cái kém thích nghi hơn — suy giảm do giao phối xa huyết. Các nhà quản lý cân nhắc điều này với những lợi ích trước khi pha trộn các quần thể.