Wie klein darf eine Population im Hinblick auf die genetische Vielfalt sein?

Ich arbeite daran, eine Art zu erschaffen, die aus mehreren Gründen kleine Familien bevorzugt und kein Interesse daran hat, „so viel wie möglich zu züchten“. Infolgedessen ist ihre Populationsgröße klein. Aber wie klein kann eine Population sein, ohne (je) Probleme mit der genetischen Vielfalt zu bekommen? Mich interessiert mehr als „Überlebensfähigkeit“; Der Genpool der Art sollte nicht degenerieren (ein gewisser Spielraum ist zulässig). Ich suche nach fundierten Antworten oder Anleitungen.

Gehen Sie davon aus, dass die Genetik für diese Art ähnlich wie beim Menschen funktioniert und dass ihr Genpool von Anfang an von guter Qualität ist. Sie können auch davon ausgehen, dass sie Partner mit Bedacht auswählen, aber es gibt keine Bezeichnung von Partnern, daher ist eine Marge erforderlich. Sie haben eine gute Gesundheitsversorgung und eine niedrige Kindersterblichkeit. Gehen Sie davon aus, dass mindestens 90 % der Bevölkerung mindestens das fruchtbare Alter erreichen.

Weitere „Regeln“:

  • Die durchschnittliche Anzahl der geborenen Kinder beträgt zwei (kann auf drei erhöht werden, wenn dies zur Erhaltung der Bevölkerung erforderlich ist)
  • Art ist monogam
  • Keine genetische Manipulation

Diese Frage unterscheidet sich von der Frage Was ist die minimale menschliche Bevölkerung, die für eine nachhaltige Kolonie erforderlich ist? Weil:

  • Es wird angenommen (für eine Bevölkerung von 80 / 160), dass sich die Bevölkerung nach zehn Generationen mit einer größeren Bevölkerung vermischt
  • Die Bevölkerung von 350 führte immer noch zu einigen genetischen Problemen (von denen einige katastrophal waren).

Diese Frage unterscheidet sich von der Frage Wie viele Menschen braucht man, um eine Population auf unbestimmte Zeit zu erhalten? aufgrund des gegebenen Kontextes, dass jeder in der Gruppe der genetische Elternteil von genau zwei Kindern mit jeweils einem anderen Partner ist, was gegen obige Annahmen verstößt.

Diese Frage unterscheidet sich von der Frage Minimum Population For a High Tech Society? weil es nicht um genetische Vielfalt geht, sondern um die Fähigkeiten und die Intelligenz, die erforderlich sind, um eine High-Tech-Gesellschaft zu führen (was möglicherweise eine Folgefrage ist).

Einige andere Fragen berühren dieses Thema, aber sie unterscheiden sich (leicht) entweder in den Annahmen oder in der Richtung der Frage.

wäre dies von Nutzen als Referenz ? newscientist.com/article/…
Dieser Artikel geht davon aus, dass die Population nach etwa zehn Generationen mit einer größeren Population in Kontakt kommt. Also nicht ganz das was ich suche.
Eine der zentralen Fragen ist, wie bewusst der Paarungsprozess im Hinblick auf die genetische Vielfalt gestaltet wird. Sie können die genetische Vielfalt lange Zeit aufrechterhalten, wenn Sie Inzucht ausreichend verhindern, aber in einer kleinen Population, insbesondere wenn nicht alle zeitlich synchron sind, kann dies bedeuten, dass sich viele Menschen mit jemandem paaren, der es nicht ist ihre erste Wahl, und Sie müssen auch den frühkindlichen Kontakt von Kindern mit anderen Kindern in der Gemeinschaft bewältigen, damit sie ihre genetisch optimalen Partner nicht als Geschwister sehen (dh der Westermarck-Effekt).
„Eine Art erschaffen“ weist darauf hin, dass es kein Mensch sein muss. Ein großer Teil der Antwort hängt davon ab, wie viele Chromosomen und wie viele Gene? Dies würde in erster Linie eine Vorstellung von der genetischen Komplexität der Art vermitteln. Beispielsweise würde eine Art mit nur einer Haarfarbe, Augenfarbe, Hautfarbe, einem Größenbereich usw. (d. h. eine sehr homogene Art) keinen großen Genpool benötigen, um die Vielfalt aufrechtzuerhalten, da zunächst nur eine begrenzte Vielfalt vorhanden ist . Mit anderen Worten, jede Fortpflanzung wäre Inzucht.
Das Problem besteht dann darin, eine ausreichende Population aufrechtzuerhalten, um zu verhindern, dass sich schädliche abbauende Mutationen etablieren. Das heißt, ausreichend genetisches Material, um gesunde Gene zu erhalten.
Gute Argumente. Die Art ist zwar nicht menschlich, aber um unnötige Komplexität zu vermeiden, bin ich davon ausgegangen, dass die Genetik ähnlich funktioniert.

Antworten (3)

Ich arbeite zufällig in der Populationsgenetik mit Schwerpunkt Naturschutz. In der Vergangenheit habe ich auch in der Humangenetik gearbeitet (menschliche Populationen waren für die meiste Zeit der Existenz unserer Spezies wirklich klein).

Der allgemeine Kern der obigen Antworten ist völlig richtig.

Es gibt eine Regel in der Erhaltungsgenetik, die besagt, dass Sie mindestens eine effektive Populationsgröße von ~50 benötigen, um eine lebensfähige Population zu haben. Verwechseln Sie den Fachbegriff „effektive Bevölkerungsgröße“ nicht mit „Zensusgröße“. Effektive Populationsgrößenmodelle setzen eine gewisse Anzahl theoretischer Ideen voraus, wie zB zufällige Paarung.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie Sie die genetische Vielfalt erhalten können:

  • Je weniger Inzucht, desto besser. Monogamie ist tatsächlich besser als zufällige Paarung und viel besser als "Winner takes all".
  • Stellen Sie sicher, dass sich Menschen über Generationen hinweg mit entfernten Individuen (auch wenn sie aus einer kleinen Population stammen) paaren. Die Paarung mit Ihren Geschwistern ist keine gute Idee, um die Vielfalt zu erhalten
  • Wenn Sie beispielsweise einen Einwanderer pro Generation zulassen, sind Sie wahrscheinlich sicher. Es gibt viele Studien, die zeigen, dass wenn ein Migrant (ein einziger!) in den Genpool eintritt und reproduktiven Erfolg hat, dies ausreicht, um die genetische Vielfalt in sehr kleinen Populationen zu erhalten.
    • Das Geschlechterverhältnis Ihrer Bevölkerung (Anzahl der geborenen Männer gegenüber den geborenen Frauen) sollte sich 1 nähern

Beachten Sie, dass Sie, wenn Ihre Welt eine minimale Migration tolerieren kann, meistens sortiert sind.

Hallo Tiago und willkommen bei Worldbuilding. Es ist großartig, Fachexperten um sich zu haben; Ich hoffe, dass wir mehr von Ihnen in Ihrem/Ihren Fachgebiet(en) sehen werden! Genetik ist ein Thema voller Missverständnisse (und ich gebe definitiv nicht vor, ein Experte zu sein!), daher ist es großartig, Leute in der Nähe zu haben, die tatsächlich in der Lage sind, diese Fehler zu erkennen und zu erklären, wie die Dinge wirklich funktionieren.
Interessante Punkte, insbesondere darüber, dass Monogamie besser ist als zufällige Paarung und dass Einwanderer einen solchen Unterschied machen können. Damit kann ich arbeiten.
Wenn ich mich erinnere, ist Monogamie besser, wenn sich das Geschlechterverhältnis einem nähert (das tut es zum Beispiel bei Menschen. Und es tut es bei den meisten sexuellen Arten).
Es gibt einen generischen Antrieb für das Geschlechterverhältnis, sich eins anzunähern.
Männer können mehr Kinder zeugen, was zu einer höheren Zahl von Notgeburten führt, aber Botschaften werden mit Sicherheit Kinder zeugen. Was bei den meisten Arten auf der Erde zu einem Verhältnis von 1 zu 1 bei männlichen und weiblichen Geburten führt.
Er sagte nicht, Monogamie sei besser, er sagte, Monogamie sei besser, wenn man Vielfalt bevorzugen möchte.

Nun, das Wichtigste zuerst: Wenn 90% der Geborenen das reproduktive Alter erreichen und eigene Nachkommen haben (was langfristig alles ist) und jedes Paar zwei Nachkommen hat, dann wird die Art rechnerisch zurückgehen. Wenn ich 2÷0,9 in meinen Rechner stecke, braucht man mindestens etwa 2,23 Geburten pro Paar , nur um eine stabile Population mit einer Reproduktionsrate von 90 % aufrechtzuerhalten, unabhängig davon, was mit den restlichen 10 % passiert. Runden wir das auf 2,25 und jedes vierte Paar muss einen zusätzlichen Nachwuchs für insgesamt drei haben (da 4 * 0,25 = 1 und 3 * 2 + 1 * (2 + 1) = 9). In diesem Fall ist die häufigste Anzahl ( Modus ) von Nachkommen pro Paar 2, mit einem Durchschnitt ( arithmetisches Mittel ) von 2,25. Das ist deinsabsolutes Minimum , um sicherzustellen, dass die Population nicht einfach aus Mangel an Reproduktion zurückgeht.

Das lässt Ihnen jedoch so gut wie keinen Spielraum für unvorhergesehene Ereignisse. Wenn irgendetwas passiert, dann brauchen Sie an anderer Stelle in der Population mehr Nachkommen, die sich am Ende fortpflanzen, um den Verlust auszugleichen. Wenn eine Mutter zum Beispiel bei der ersten Geburt stirbt und dies den Tod des Nachwuchses verursacht (bei guter Gesundheitsversorgung nicht unbedingt selbstverständlich, aber durchaus ein Risiko), dann braucht man jemand anderen für vier (oder zwei für je drei) wo sie normalerweise nur zwei Nachkommen brauchen würden.

Ich würde stark vermuten, aber es fehlen Zitate, um dies zu untermauern, dass, wenn Sie mit einem gesunden Genpool beginnen, die genetische Degradation über zehn Generationen ausreichend gering sein sollte, um kurzfristig keine größeren Probleme zu verursachen. Erforschung der Zucht bei einigen ungewöhnlichen Hunderassen, wo die effektive Populationsgröße liegtinsbesondere innerhalb eines Landes in der gleichen Größenordnung liegen kann wie das, was Sie besprechen, kann hier einige Erkenntnisse liefern. (Während Hunde zu Zuchtzwecken grenzüberschreitend erworben werden, sei es als ausgewachsener Hund für einen oder wenige Würfe oder als Welpe von Züchtern in der Hoffnung auf ein gutes Gelingen des Individuums, gibt es dafür auch z. B. innerhalb der EU erhebliche Hindernisse, die z Der Austausch von genetischem Material soll weniger häufig erfolgen, als es möglich wäre, und folglich die effektive Populationsgröße verringern. )Über längere Zeiträume wird dies bei einer kleinen Ausgangspopulation und einer so niedrigen Reproduktionsrate zu einem erheblichen Problem. An diesem Punkt müssen Sie überlegen, was eine lebensfähige Mindestpopulation über Ihre gewünschte Zeitskala mit einer angemessenen Überlebenswahrscheinlichkeit wäre, bei der eine potenziell große Anzahl von Faktoren eine Rolle spielt, aber wahrscheinlich die genetische Degeneration und die Unfallrate (und die Unfallüberlebensrate). Hauptfaktoren sein. Wir haben bereits eine Reihe von Fragen und Antworten zur Diskussion von MVPs , daher werde ich das hier nicht wiederholen. Obwohl die Situation offensichtlich nicht genau dieselbe ist, können Sie sich für etwas Inspiration auch die Wolfspopulation auf Isle Royale ansehen (siehe auch hier , hier und hier, unter vielen anderen; verwenden Sie Ihre bevorzugte Suchmaschine für mehr), was wahrscheinlich eines der interessanteren ungeplanten Experimente in der Genetik einer isolierten Population ist.

Gute Punkte über die Anzahl der Kinder, ich habe bereits hinzugefügt, dass ich auf drei erhöhen könnte, aber jetzt sehe ich Ihre Berechnungen, ich denke, das modewar das, was in meinem Kopf vor sich ging, nicht der Durchschnitt. Denn Durchschnitt geht natürlich nicht mit 90%. Und Sie brauchen etwas mehr Spielraum, wie Sie sagen, also sind drei besser. Kann ich meine Frage bearbeiten? Ich vermisse jedoch, was Sie als Startpopulation vorschlagen.
@Century Sie haben bereits angegeben, dass bei Bedarf drei zulässig sind. Ich versuche hauptsächlich zu veranschaulichen, was das Minimum ist, das Sie zum Überleben Ihrer Bevölkerung benötigen, und wie Sie mit so wenig Änderung wie möglich zu Ihren gewünschten zwei pro Paar dorthin gelangen. Ich denke, das beantwortet Ihre Frage unter dem Gesichtspunkt der erforderlichen Reproduktionsrate. Was die Mindestanzahl von Individuen anbelangt, mit denen man beginnen sollte, so unterscheidet sich das meines Erachtens nicht wesentlich von der einfachen Diskussion der minimal lebensfähigen Populationen im Allgemeinen, aber auch hier kann die Hundezucht Erkenntnisse liefern, da viele Hundezüchter bereits mit solchen Problemen kämpfen.
Das stimmt, und ich bin froh, eine Richtung bezüglich der Reproduktionsrate zu haben. In Bezug auf die minimal lebensfähigen Populationen habe ich nichts gefunden, was innerhalb der Grenzen meiner Annahmen bleibt. Aber ich werde mir deinen geposteten Link mit Beiträgen ansehen :)
@Century Ich habe gerade "minimum viable population" in das Suchfeld oben auf der Seite eingefügt. Möglicherweise bekommen Sie auch auf der Biology SE einige Ideen, etwas Ähnliches zu tun .

TL;DR – Die Bevölkerung kann beliebig klein sein, aber es gibt Risiken

Hier ist das Ding...

Mangelnde genetische Vielfalt ist ein Problem, aber kein automatisches Todesurteil. Low gd bedeutet zwei Dinge:

  • Ihre Bevölkerung hat alle das gleiche (oder sehr ähnliche) Krankheitsresistenzprofil. Das bedeutet, dass sie einem höheren Risiko ausgesetzt sind, dass eine Pandemie sie alle auslöscht.

  • Ihre Population ist genetisch ähnlich. Das bedeutet eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass verstärkt negative rezessive Gene auftauchen, was zu kränklichen Nachkommen führt.

Diese können mit der richtigen Tierhaltung (oder zum Teufel, Menschenhaltung!) überwunden werden. Auf diese Weise werden tatsächlich neue Rassen geschaffen – schwere Inzucht, mit der Keulung von Exemplaren, die kränklich sind oder nicht dazu passen. Beachten Sie, dass Inzucht-Wildarten nicht den Vorteil der Keulung haben; Stattdessen laufen kranke Tiere herum. Das Keulen findet statt, aber es ist viel langsamer und schadet der Gesamtbevölkerung mehr. Und in der Bevölkerung der königlichen Häuser kann man nicht einfach herumlaufen und den Kronprinzen ausmerzen, oder?

Die Population des Wisents (Europäischer Bison) war zeitweise unter 50 gesunken und wurde wieder auf mehrere Tausend gebracht. Siehe: https://en.wikipedia.org/wiki/European_bison .

Sie können also eine fast beliebig kleine Anzahl haben (aus Gründen der Vernunft sagen wir ein paar Hundert), solange einige Regeln befolgt werden:

  • Halten Sie Ihre Medizintechnik so gut es geht in Schuss. Sie werden vielleicht keine Seuche bekommen, aber wenn Sie es tun, wird es ein Trottel.

  • Seien Sie auf echten Herzschmerz gefasst. Viele Kinder werden tot geboren oder haben eine genetische Krankheit, verglichen mit der Anzahl auf der Erde. Aber im Laufe der Zeit, mit (schaudernder, aber gut für Fiktion) ausreichender Euthanasie, werden Sie sowohl schädliche als auch gute Rezessive entlarven.

Interessante Diskussion hier: https://en.wikipedia.org/wiki/Inbreeding

Zitat Geld:

Trotz aller Nachteile kann Inzucht auch eine Reihe von Vorteilen haben, wie z. B. die Verringerung der Rekombinationslast[16] und das Ermöglichen der Ausprägung rezessiver vorteilhafter Phänotypen. Es wurde vorgeschlagen, dass unter Umständen, in denen die Vorteile der Inzucht die Nachteile überwiegen, die bevorzugte Zucht innerhalb kleiner Gruppen gefördert werden könnte, was möglicherweise zur Speziation führt.[17]

Also, um es zusammenzufassen: Inzucht ist ein Problem, aber ein überschaubares, das Risiken birgt.

Oh, letztes Wort, nur zum Spaß. Geparden in Afrika haben einen so niedrigen gd, dass sie Hauttransplantate fast überall problemlos akzeptieren können. Ihre Bevölkerung wird also in der Lage sein, einander viel leichter Organe zu spenden...

Hey, gleichberechtigte Vertretung!! Gute Haltung UND gute Ehefrau.
@JustinThyme Ich verstehe, wirklich, aber das letzte Mal habe ich ein Seminar mit dem Titel "Neue Techniken in der Tierhaltung" gegeben ... na ja. Es stellte sich heraus, dass die Zusammenfassung in der Google-Suche sichtbar war, und ... na ja.
Interessante Perspektive; Ich sehe Inzucht bei Pferden, um gute Gene zu etablieren, und die Meinungen über diese Praxis gehen auseinander. Aber ich habe nicht an die Vorteile für meine Frage gedacht.
Wie klein darf eine Population im Hinblick auf die genetische Vielfalt sein?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v