Debrebeing deprese - Outbreeding depression

v biologie, deprese outbreedingu je, když křížení mezi dvěma geneticky vzdálenými skupinami nebo populacemi vede ke snížení kondice.[1] Koncept je na rozdíl od inbrední deprese, i když se tyto dva efekty mohou objevit současně.[2] Outbreeding deprese je riziko, které někdy omezuje její potenciál genetická záchrana nebo augmentace. Při křížení populací roztříštěného druhu je proto důležité vzít v úvahu potenciál překrývající se deprese.[1] Považuje se to za postzygotickou reakci, protože při výkonu potomstva je obvykle zaznamenána deprese z potomstva.[3] Některé běžné případy deprese outbreedingu vznikly z křížení různých druhů nebo populací, které vykazují fixní chromozomální rozdíly.[1]

Debrebredská deprese se projevuje dvěma způsoby:

  • Generování přechodných genotypů, které jsou méně vhodné než kterákoli z rodičovských forem. Například výběr v jedné populaci může upřednostňovat velkou velikost těla, zatímco v jiné populaci může být výhodnější malá velikost těla, zatímco jedinci se střední velikostí těla jsou v obou populacích poměrně znevýhodněni. Jako další příklad v Tatry, zavedení kozorožec ze Středního východu vedly k hybridům, které produkovaly telata v nejchladnějším období roku.[4]
  • Rozklad biochemické nebo fyziologické kompatibility. V rámci izolovaných chovných populací alely jsou vybrány v kontextu místní genetické pozadí. Protože stejné alely mohou mít v různých genetických základech poněkud odlišné účinky, může to mít za následek různé lokální účinky coapapted genové komplexy. Přechod mezi jednotlivci s odlišně přizpůsobenými genovými komplexy může vést k narušení této selektivní výhody a ke ztrátě kondice.

Mechanismy generování deprese outbreedingu

Různé mechanismy deprese outbreedingu mohou fungovat současně. Určení, který mechanismus se pravděpodobně vyskytne u konkrétní populace, však může být velmi obtížné.

Existují tři hlavní mechanismy pro generování deprese outbreedingu:

  1. Opravené chromozomální rozdíly vedoucí k částečné nebo úplné sterilitě F1 hybridy.[1]
  2. Adaptivní diferenciace mezi populacemi
  3. Úzká místa populace a genetický drift

Některé mechanismy se mohou objevit až o dvě nebo více generací později (F2 nebo vyšší),[5] když rekombinace má narušenou vitalitu pozitivního epistáza. Hybridní ráznost v první generaci může být za určitých okolností dostatečně silná, aby zakryla účinky překrývající se deprese. Příkladem toho je, že šlechtitelé rostlin budou vyrábět F1 hybridy z čistokrevných kmenů, což zlepší uniformitu a sílu potomků, nicméně F2 generace se nepoužívají k dalšímu chovu kvůli nepředvídatelným fenotypům u jejich potomků. Pokud tam není silný selektivní tlak „deprese outbreedingu se může v dalších generacích zvyšovat, protože komodované genové komplexy se rozpadají bez toho, aby se na jejich místo dostaly nové komoditní genové komplexy. Pokud je křížení omezené a populace jsou dostatečně velké, může selektivní tlak působící na každou generaci obnovit kondici. Pokud však F1 hybridní generace je sterilní nebo má velmi nízkou kondici, výběr bude působit v každé generaci pomocí zvýšené rozmanitosti k přizpůsobení se prostředí.[6] To může vést k zotavení ve kondici na základní úroveň a někdy ještě větší kondici než původní typy rodičů v daném prostředí.[7] Vzhledem k tomu, že hybridní populace bude pravděpodobně po několik generací procházet poklesem kondice, bude muset setrvat dostatečně dlouho, aby umožnila selekci jednat, než bude moci odskočit.[8]

Příklady

První mechanismus má největší vliv na kondici pro polyploidy, přechodný účinek na translokace a mírný účinek na centrické fúze a inverze.[1] Obecně bude tento mechanismus převládat v první generaci (F1) po počátečním křížení, když je většina jednotlivců tvořena meziproduktem fenotyp. Extrémním případem tohoto typu deprese outbreedingu je sterilita a další efekty snižující kondici, které jsou často vidět v mezidruhové hybridy (jako muly ), který zahrnuje nejen různé alely stejného genu, ale dokonce odlišné ortologický geny.

Mezi příklady druhého mechanismu patří stickleback ryby, u nichž se při oddělení vyvinuly bentické a lymnetické formy. Když došlo ke křížení mezi těmito dvěma formami, došlo k nízké míře tření. Když se však navzájem spojily stejné formy a mezi jezery nedošlo k žádnému křížení, byly míry tření normální. Tento vzorec byl také studován v Drosophilia a listové brouky, kde F1 potomstvo a pozdější potomstvo vedlo k střední kondici mezi oběma rodiči. Je pravděpodobné, že k této situaci dojde a dojde k ní rychleji při výběru než při genetickém driftu.[1]

Jako třetí mechanismus patří příklady jed šipky žáby, anole ještěrky, a ciclid ryby. Zdá se, že výběr přes genetický drift je dominantním mechanismem pro překonání deprese.[1]

V rostlinách

Pro rostliny představuje deprese outbreedingu částečnou bariéru křížení.[3] Bohužel deprese outbreedingu není dobře známa krytosemenné rostliny. Po pozorování Ipomopsis aggregata postupem času křížením rostlin, které byly od sebe vzdáleny 10–100 m, byl zaznamenán vzorec, že ​​rostliny, které byly prostorově daleko dále, měly vyšší pravděpodobnost překonání deprese.[3] Některá obecná opatření z toho byla, že prostorové vzorce výběru na genotypech rostlin se budou lišit v měřítku a vzoru a deprese outbreedingu odráží genetickou konstituci „hybridního“ potomstva a prostředí, ve kterém rodiče a potomci rostou.[3] To znamená, že v krytosemenných rostlinách nelze zatím předpovědět depresi z odchovu, ale roli hraje prostředí.

Viz také

Reference

Tento článek zahrnujepublic domain materiál z Služba národního parku dokument: "Inbreberská deprese a deprese outbreedingu ".
  1. ^ A b C d E F G FRANKHAM, RICHARD; BALLOU, JONATHAN D .; ELDRIDGE, MARK D. B .; LACY, ROBERT C .; RALLY, KATHERINE; DUDASH, MICHELE R .; FENSTER, CHARLES B. (12.04.2011). "Předpovídání pravděpodobnosti deprese outbreedingu". Biologie ochrany. 25 (3): 465–475. doi:10.1111 / j.1523-1739.2011.01662.x. ISSN  0888-8892. PMID  21486369.
  2. ^ Frankham, Ballou a Briscoe, R., J.D. a D.A. (2002). Úvod do genetiky ochrany. Cambridge. str.382. ISBN  0521702712.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  3. ^ A b C d Waser, Nickolas M .; Price, Mary V .; Shaw, Ruth G. (2000). "Debrebredská deprese se liší mezi kohortami Ipomopsis Aggregata zasazenými do přírody". Vývoj. 54 (2): 485–91. doi:10.1554 / 0014-3820 (2000) 054 [0485: odvaco] 2.0.co; 2. ISSN  0014-3820. PMID  10937225.
  4. ^ Turcek, FJ (1951). "Vliv úvodu na dvě populace her v Československu". Journal of Wildlife Management. 15 (1): 113–114. doi:10.2307/3796784. JSTOR  3796784.
  5. ^ Fenster, Charles (2000). "Inbreeding a outbreedingová deprese v přírodních populacích Chamaecrista fasciculata (Fabaceae) ". Biologie ochrany. 14 (5): 1406–1412. doi:10.1046 / j.1523-1739.2000.99234.x.
  6. ^ Erickson a Fenster (2006). „Intraspecifická hybridizace a obnovení kondice v nativní luštěnině Chamaecrista fasciculata". Vývoj. 60 (2): 225–33. doi:10.1554/05-020.1. JSTOR  4095211. PMID  16610315.
  7. ^ Lewontin & Birch, R.C. & L.C. (3. února 1966). „Hybridizace jako zdroj variací pro adaptaci na nová prostředí“. Vývoj. 20 (3): 315–336. doi:10.2307/2406633. JSTOR  2406633. PMID  28562982.
  8. ^ Frankham, Ballou a Briscoe, R., J.D. a D.A. (2002). Úvod do genetiky ochrany. Cambridge. p. 388 ISBN  0521702712