Sicherstellung der genetischen Vielfalt in einer kleinen Kolonie durch künstliche Befruchtung?

Das ist eine Idee, mit der ich schon seit einiger Zeit spiele. Meine Idee ist eine menschliche Rasse, bei der FTL relativ einfach ist, also ist die Kolonisierung weit verbreitet. Es ist nicht ganz wilde Grenze. Bewohnbare Welten werden identifiziert und eine "Zitadelle" wird gebaut. Grundsätzlich ein Gebäude, das groß genug ist, um die ursprüngliche Bevölkerung zu beherbergen, über die Infrastruktur verfügt, um sie zu unterstützen, und als Regierungssitz fungieren kann, wenn die Kolonie zu expandieren beginnt und die Bevölkerung alternative Unterkünfte hat.

In der Anfangsphase der Kolonialisierung wird eine strenge Geburtenkontrolle durchgesetzt, da Kolonisten zunächst ihre Infrastruktur ausbauen und unabhängig von der Zitadelle leben können müssen. Nachdem die Kolonie als stabil genug erachtet wird, wird die Durchsetzung der Geburtenkontrolle aufgehoben.

Jetzt kommen wir zu Fleisch und Kartoffeln. Unter der Annahme einer relativ kleinen Anfangspopulation (z. B. 200-400), bei der die Arbeitskräfte durch Maschinen ergänzt werden, wäre es dann eine gute Idee, die genetische Vielfalt innerhalb der Kolonie zu gewährleisten, indem auch eine Ladung Samen- und Eizellen mitgebracht wird? Grundsätzlich müssen Paare mit Kinderwunsch möglicherweise einen oder beide ihrer "genetischen Eingaben" durch den "Cargo-Genpool" ersetzen.

Wie lange müssen die Leute in der Zitadelle bleiben? Weil es eine gute Idee sein könnte, aber es könnte auch notwendig sein!
Die Idee ist, dass die Zitadelle als anfängliche Unterkunft der Kolonie fungiert. Sie bleiben so lange dort, bis sie dauerhaftere Unterkünfte bauen können
Ich habe das verstanden, aber angesichts der Technologie Ihrer Welt, wie lange dauert es? Zwei Wochen ? Ein Jahr ? Mehrere hundert Jahre?
Ich würde maximal von ein paar Jahren ausgehen. Die Kolonisierung wird weitgehend von der Regierung überwacht und kontrolliert, zumindest diese Kolonien, und große Unternehmen werden oft beauftragt, bei der Bereitstellung der Bemühungen zu helfen. Die Kolonien werden mit ausreichend Material und Material versorgt, um durchstarten zu können. An diesem Punkt ist das Starten von Kolonien ein ziemlich formelhaftes Verfahren.
Dies ist zu 98 % die Handlung von Mass Effect Andromeda, der einzige Unterschied besteht darin, dass die „Zitadelle“ „Nexus“ genannt wird. Vielleicht möchten Sie sich darüber nachlesen

Antworten (4)

Genetische Vielfalt ist ein Problem, aber möglicherweise kein Deal Breaker. Es gibt mehrere Inseln mit Populationen, die von einer kleinen Anzahl von Gründern abstammen: Pitcairn (6 Frauen und 11 Männer) und Tristan da Cunha (7 Frauen und 8 Männer) mussten sich mit viel schwererer Inzucht auseinandersetzen. Sie sollten Ihre Kolonisten auf genetische Defekte untersuchen. (Tristan da Cunha hat aufgrund seiner Gründer eine hohe Prävalenz von Asthma). Im Allgemeinen reichen 50 für kurze Zeit und 500 für lange Zeit.

Wie einfach ist FTL-Reisen in Ihrem Universum? Wenn es einen regelmäßigen Fährdienst von anderen nahe gelegenen Kolonien gibt, kann die Einführung von Neuankömmlingen auch die Vielfalt erhöhen. 200 Individuen zu haben ist jedoch eher klein, wenn es keinen weiteren Zustrom von Neuankömmlingen geben soll, während 400 wahrscheinlich ausreichen, um überhaupt keine Inzuchtdepression zu haben. Inzucht wird erst in der zweiten Generation zu einem Problem (wenn rezessive Merkmale auftreten können). Sie haben möglicherweise 20 Jahre Zeit, um neue Ankömmlinge aufzubauen.

Wenn Sie die Population erweitern möchten, kann der begrenzende Faktor die Anzahl der Gebärmutter sein. Wenn Sie Sperma mitnehmen, ist es schwer, die Anwesenheit von Männern unter den Gründern zu rechtfertigen. Keine Männer zu haben, macht es viel einfacher, die anfängliche Empfängnisverhütungsphase durchzusetzen, und dann beschleunigt es die Phase des Bevölkerungswachstums.

Die effektive Bevölkerungsgröße ist

4 N m N F N m + N f
wo N m und N f sind die Anzahl der fruchtbaren Männer und Frauen (wobei Spermafläschchen hier als Männer gezählt werden). Mit nur 125 Frauen und einer gut sortierten Samenbank erreichen Sie eine gesunde effektive Population von fast 500.

Weitere Informationen dazu auf dieser Seite und den dort verlinkten Seiten und Artikeln.

Was ist Nm, wenn es keine Männer gibt? 0? 1? Unendlichkeit? Anzahl der Samenspender? Diese Formel ist verwirrender als alles andere.
Nein, die Formel funktioniert perfekt. Nm könnte Zehntausende sein, wenn Nf auf 125 gesetzt wird. Vielfalt gewährleistet durch große und gut gefüllte Samenbank (Nm = Anzahl der Spender). Alternativ können Sie die Samenbank auf eine niedrigere Zahl minimieren, mit den Parametern spielen und die Vielfalt erhalten, die Sie benötigen.
Gute Antwort. Ich möchte auch darauf hinweisen, dass die Inzucht erst in der zweiten Generation zu einem Risiko wird. Es ist also nur dann wirklich besorgniserregend, wenn die Kolonie voraussichtlich mehr als 20 Jahre nach ihrer Gründung isoliert sein wird.
@DonQuiKong Die Quelle für diese Formel ist nature.com/scitable/topicpage/… . Wenn es keine Männer gibt, ist N_m Null. Wenn es keine Männer gibt (wobei Spermafläschchen hier als Männer gezählt werden), dann haben Sie eine effektive Größe von null (da Sie keine Kinder zur Welt bringen werden). Der Zweck der Formel besteht darin, mit Populationen mit ungleichen Geschlechterverhältnissen zu arbeiten. Aber lesen Sie die Quelle für die Begründung hinter der Formel.
@ dan1111 Danke, bearbeitet, um das aufzunehmen.
kleiner Tippfehler, zu klein für mich zum Bearbeiten: "FLT" sollte "FTL" sein.

Eine Kolonie in einem neu gefundenen Land ist immer ein höchst riskanter Ort, an dem der Tod wahrscheinlicher ist als in der Heimat der Kolonisten.

Wenn man davon ausgeht, dass die Sterblichkeitsrate höher sein wird, wird die Kontrolle der Fortpflanzung die unmittelbare Zukunft der Kolonie sehr wahrscheinlich gefährden. Sie müssen so viele Nachkommen wie möglich haben, um die Toten zu ersetzen.

Sie könnten erwägen, die Familienbande zu lockern, damit Waisenkinder in der Gemeinschaft aufwachsen und mehr Chancen haben, das Erwachsenenalter zu erreichen.

Darüber hinaus ist es am Anfang eine gute Idee, mehr genetische Variabilität zu haben. Sobald die Kolonisten begonnen haben, sich an die örtlichen Bedingungen anzupassen (es wird einige Generationen dauern), wird die Verwendung von genetischem Material aus der Heimat der Anpassung abträglich sein.

Ja, Verhütung macht keinen Sinn. Kolonisten sind die Infrastruktur.

Würde Ihr Cargo-Genpool helfen? Natürlich würde es. Sie führen genetische Vielfalt in Ihren Genpool ein. Das hilft, Inzucht auszugleichen. Dies ist jedoch möglicherweise nicht die einzige Lösung für Ihr Problem.

Reisen ist billig

Wenn FTL reichlich vorhanden ist, warum nicht mehr frische „Züchter“ einbringen? Dies können entweder weitere Kolonisten von der Erde oder volljährige Kolonisten aus nahe gelegenen Kolonien sein. Sie könnten sogar eine Richtlinie durchsetzen, die die Paarung mit anderen Kolonisten verbietet. Entweder die Männer oder die Frauen müssen in andere Kolonien gehen.

Das gibt Ihnen ein Ziel für Ihre Ausbildung. Offensichtlich unterrichten Sie die Gruppe, die bleibt, die Ihre Kolonie unterhalten wird, in Technik. Es gibt noch einen weiteren Grund, warum dies plausibel ist. Menschen neigen dazu, sich nicht zu denen hingezogen zu fühlen, mit denen sie mindestens bis zum 7. Lebensjahr aufwachsen. Daher ist jeder, den Sie bis zum 7. Lebensjahr täglich gesehen haben, für Sie unattraktiv. Du behandelst sie wie Geschwister. Natürlich gibt es Ausnahmen, aber das waren ungefähr 5%, denke ich.

Denken Sie an die Dehnungsstreifen

Ich würde argumentieren, wenn Ihre Zivilisation sowohl FTL hat als auch eine Kolonie mit nur ein paar hundert Menschen und ohne zusätzliche Importe von zu Hause aus gründen kann, können sie künstliche Gebärmutter herstellen. Wieso den? Weil sie einen wichtigen Engpass beseitigen.

Wenn Sie keine künstliche Gebärmutter haben, ist es sinnvoll, mehr Frauen als Männer zu haben. Befruchten Sie die zusätzlichen Frauen entweder mit Ladungssperma oder den vorhandenen Männern. Wird einen kulturellen Wandel erfordern, insbesondere letzteres. Künstliche Gebärmutter würden es sogar Männern ermöglichen, Kinder zu bekommen. Alles, was er braucht, ist ein Cargo-Ei und Zeit. Das könnte eine interessante Eltern-Kind-Dynamik schaffen, da Sie viele Alleinerziehende haben würden.

Zahlen nicht erforderlich

Wenn Sie künstliche Befruchtung verwenden möchten, warum verwenden Sie nicht einfach CRISPR oder etwas Ähnliches, um eine künstliche genetische Vielfalt zu schaffen? CRISPR ermöglicht die präzise Bearbeitung von Genen. Dem unbefruchteten Ei und/oder der Zygote könnte Zufall in sein Genom injiziert werden, um die Vielfalt zu bewahren.

Wenn Sie eine geringfügige Genbearbeitung vornehmen können, ist Inzucht kein Problem. Alle auftretenden genetischen Anomalien werden durch diese medizinische Wissenschaft korrigiert, anstatt durch Inzucht verstärkt zu werden. Selbst ein einziger Vorfahre (wenn auch ein rein weiblicher, der durch Stimulierung von Stammzellen künstlich Spermien erzeugt) könnte erfolgreich eine ganze Zivilisation gründen, wenn man die Mutationen reparieren kann, die sich hin und wieder entwickeln.
@pluckedkiwi Ausgezeichneter Punkt
Sicherstellung der genetischen Vielfalt in einer kleinen Kolonie durch künstliche Befruchtung?
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