近亲繁殖与远系繁殖衰退
近亲交配的适应度成本,以及杂交遗传分化种群的对比风险。
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Definition
近亲繁殖衰退是指当相关个体交配时,适应度(生存、生育力、生长)下降,这会暴露有害的隐性等位基因并降低杂合性。远系繁殖衰退是指当来自遗传或适应性上分化的种群的个体进行杂交时可能发生的适应度损失,这会破坏局部适应的基因复合体。
Scope
涵盖近亲繁殖衰退——近亲交配导致的适应度下降——其遗传基础、通过近交系数进行的测量,以及其在小种群衰退中的作用,同时涵盖远系繁殖衰退,即不同种群间杂交可能导致的适应度损失。包括两者之间的管理权衡。不包括遗传漂变和有效种群大小(相关主题)以及基因流的实际实施(在遗传拯救中处理)。
Core questions
- 为什么近亲交配会降低适应度?
- 近交系数如何测量和使用?
- 何时种群杂交会导致远系繁殖衰退而非益处?
- 管理者如何平衡近亲繁殖和远系繁殖的风险?
Key concepts
- 近亲繁殖衰退
- 近交系数
- 有害隐性等位基因
- 杂合子优势
- 远系繁殖衰退
- 协同适应基因复合体
Key theories
- 近亲繁殖衰退的遗传基础
- 近亲繁殖增加了纯合性,暴露了隐性有害等位基因(显性假说)并降低了杂合子优势(超显性);这两种机制都会降低适应度,其中显性效应通常占主导地位。
- 远系繁殖衰退与局部适应
- 杂交分化种群可能会破坏协同适应的基因复合体或引入局部不适应的等位基因,从而降低杂交后代的适应度;风险随遗传距离、分化环境和染色体差异而增加。
Clinical relevance
近亲繁殖衰退已在许多濒危物种和动物园种群中被记录,推动了圈养繁殖中基于谱系的配偶选择。远系繁殖衰退的竞争风险塑造了关于哪些来源种群可以在异地保护和遗传拯救期间混合的指导方针,使这种权衡成为常规管理决策。
History
达尔文在19世纪记录了植物的近亲繁殖效应。保护遗传学在1980年代至1990年代确立了近亲繁殖衰退对野生种群的真实威胁,反驳了早期的怀疑论。随着异地保护和拯救变得更加普遍,远系繁殖衰退的风险和预测框架在2000年代至2010年代得到发展。
Debates
- 远系繁殖衰退的风险有多严重?
- 一些人警告说,混合种群可能会损害适应度并消除局部适应,而另一些人则认为,相对于近亲繁殖的直接危险,这种风险往往被夸大了,尤其是在仔细选择来源种群的情况下。
Key figures
- Richard Frankham
- Philip Hedrick
- Charles Darwin
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Seminal works
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- allendorf2013
- whiteley2015
Frequently asked questions
- 什么是近亲繁殖衰退?
- 当近亲交配时,生存、生育力或其他适应度性状下降。这是因为近亲繁殖增加了后代继承两个有害隐性等位基因副本的可能性,并减少了有益的遗传变异。
- 混合种群对遗传学来说总是好的吗?
- 不一定。虽然添加新基因通常有帮助,但杂交已适应非常不同条件或染色体不同的种群,可能会产生适应度较低的后代——即远系繁殖衰退。管理者在混合种群之前会权衡这种风险与益处。