Wie relevant ist die neue genetische Vielfalt für Pflanzen-/Tierpopulationen, die vor mehreren Jahrhunderten stark unter Engpässen litten?

Szenario: Vor 500 Jahren ereignete sich eine große ökologische Katastrophe, bei der eine große Anzahl von Arten (darunter fast alle Wildtiere) ausstarben. Nehmen Sie an, dass die Umgebung sowohl davor als auch danach der modernen Erde entspricht; Effekte, die hier nicht diskutiert werden, milderten die großen Auswirkungen auf Temperatur, Umweltzusammensetzung usw. Menschen überlebten, wenn auch nicht in großer Zahl, und bewahrten dabei eine Reihe hochproduktiver und leicht anzubauender Nutzpflanzen zusammen mit einigen domestizierten Tierarten. Ein paar clevere Biologen haben es auch geschafft, einige wirklich ökologisch kritische Wildarten zu erhalten, wie einige relativ flexible Bestäuber. Alle nichtmenschlichen Populationen litten jedoch unter einigen ziemlich extremen Engpässen, in einigen Fällen wahrscheinlich bis zu dem Äquivalent von ein paar Samenpaketen. Die Menschen hatten nur ein paar Monate Vorwarnung, um sich vorzubereiten, und nicht alle Arten wären von Menschen mit einem starken Verständnis der theoretischen oder praktischen Genetik (z. B. Tierzucht) erhalten worden. Im Gegensatz zu den meisten anderen genetischen Engpassszenarien, die ich hier gesehen habe, ist dies hier ausdrücklich der Fallwährend des Engpasses keine maximal vielfältige Bevölkerung haben, was die Auswirkungen vermutlich verschlimmern würde.

Welche Art von Problemen (wenn überhaupt) wird dieser Mangel an Vielfalt fünfhundert Jahre später verursachen, und wie wertvoll wäre es, wenn jemand mit neuen lebensfähigen Proben der ursprünglichen Populationen auftauchte? Machen hundert neue Samples einen bedeutenden Unterschied zu nur einem? Es wird vermutlich je nach Art variieren, aber ich weiß nicht, welche Faktoren auf die eine oder andere Weise einen Unterschied machen würden.

In Bezug darauf, was „wertvoll“ bedeutet: Ich versuche herauszufinden, wie aufgeregt ein Biologe, der in der Erhaltung und Wiederherstellung von Arten arbeitet, diese neuen Proben finden würde. Ich bin leider kein Biologe genug, um die richtigen Kriterien zur Bewertung dieser Frage auch nur zu erraten. Ich werde die Frage gerne überarbeiten, wenn jemand Vorschläge für genauere Kriterien hat.

Wir können davon ausgehen, dass die Menschen seit der Katastrophe alle domestizierten Arten verantwortungsvoll bewirtschaften und einige Jahrzehnte nach der Katastrophe damit begannen, zumindest einige Bemühungen zur Erhaltung der wilden Arten zu unternehmen. Einige Arten wären wahrscheinlich aufgrund gemeinsamer Anfälligkeit auf dem Weg durch Krankheiten verloren gegangen; Würden wir uns darüber noch Gedanken machen, fünfhundert Jahre später?

Kannst du dein Problem etwas konkretisieren? "wie wertvoll ist ..." kann einfach mit verschiedenen Abstufungen von "sehr" oder "überhaupt" beantwortet werden.
Ich habe versucht, mein Ziel zu verdeutlichen, indem ich zumindest die Frage gestellt habe, was hoffentlich helfen wird. Ich würde mich sehr über Vorschläge von Spezialisten freuen, wie man diese Bestimmung treffen kann.
Der einzige Weg, wie ich Ihren Mangel an genetischer Vielfalt als schädlich ansehen könnte, wäre, wenn ein lebenswichtiges Glied in der Nahrungskette fehlt, wie Kühe, aber kein Gras. Es hängt wirklich von den spezifischen Arten ab, die verloren gehen.

Antworten (3)

Arten mit geringer genetischer Vielfalt haben zwei Probleme:

  1. Inzucht. Wenn Sie von einer sehr kleinen Gründerpopulation ausgehen und sie sich alle miteinander kreuzen, dann werden alle rezessiven genetischen Merkmale viel häufiger auftauchen als in einer großen, sich auskreuzenden Population. Ein Beispiel ist eine Hutterer-Religionsgemeinschaft, die von etwa 100 Personen gegründet wurde und die es vorzieht, innerhalb ihrer eigenen religiösen Sekte zu heiraten. Eine der ursprünglich 100 Frauen hatte die Gene für eine erbliche Form der Taubheit. Ein großer Teil der modernen Bevölkerung (13 % IIRC) ist taub, weil sie alle ihre Vorfahren auf sie zurückführen können. Und natürlich ist Taubheit kein lebensbedrohlicher Zustand. Die Rezessiven könnten genauso gut etwas sein, das in der Kindheit, im Säuglingsalter oder im Mutterleib tötet. Reduzierte Fruchtbarkeit ist eine weitere Folge von Inzucht.
  2. Mangel an Krankheitsresistenz . Wenn Sie eine reduzierte Diversität haben, haben Sie auch einen reduzierten Pool unterschiedlicher genetischer Resistenzen gegen Krankheiten. Tatsächlich züchten oder züchten Sie eine Monokultur. Wenn eine Krankheit auftritt, kann dies viel verheerender sein, als wenn es eine vielfältige Bevölkerung mit vielen verschiedenen Arten von Resistenzen gibt. Beispielsweise soll Blutgruppe B Resistenz gegen die Beulenpest verleihen und Blutgruppe O besonders anfällig für Cholera sein.

Die Erweiterung des Genpools wird Ihren Biologen begeistern, weil es die oben genannten Probleme lösen kann. Außerdem sind verschiedene Pflanzen- und Tierarten besser für unterschiedliche Klimazonen und Mikroklimata geeignet. Schafe, die für nasse, walisische Hänge geeignet sind, werden in trockenem, nahöstlichem Gelände nicht glücklich. Kartoffelsorten, die trockene, gut durchlüftete Böden mögen, werden in feuchten, lehmigen Böden nicht glücklich. Wenn Sie neue Sorten haben, haben Sie plötzlich mehr Möglichkeiten, wo Sie anständige Erträge aus Ihren Pflanzen erzielen können, und Sie können kreuzen, um neue Kombinationen von Merkmalen zu schaffen.

Die Natur ist ziemlich brillant darin, sich von Naturkatastrophen zu erholen . Mehr als einmal sind die meisten (Fauna-)Arten aufgrund von Katastrophen ausgestorben, aber viele Pflanzen und Mikroorganismen wie Bakterien oder Algen haben all dies Milliarden von Jahren überlebt, ohne dass ihnen etwas aufhalten könnte. So haben viele Fische, Haie, Tintenfische, Krokodile und Insekten wie Ameisen.

Da Sie davon ausgehen, dass (einige) Menschen 500 Jahre überlebt haben, müssen Sie eine ausreichende Menge an Pflanzen konserviert haben, um Sauerstoff und Nahrung für sie und ihr konserviertes Vieh zu produzieren. Selbst wenn einige Pflanzenarten aus Mangel an Bestäubern aussterben, hat die Vegetation andere Möglichkeiten zu überleben, solange noch etwas Sonnenlicht die Oberfläche erreichen kann, um sie mit Energie für die Photosynthese zu versorgen. Wenn viele Pflanzenarten aussterben, werden andere an ihre Stelle treten. Sonnenlicht ist eine zu wertvolle Energiequelle, um nicht die gesamte Oberfläche des Planeten zu nutzen, sei es an Land oder im Meer. Dies wird natürlich die Flora verändern, wenn die gesamte Oberfläche von Pflanzen abgewischt wird, werden nur Algen oder Flechten - Algen-Pilze-Symbionten - allmählich die Planetenoberfläche zurückerobern, während sich Algen im Meer wahrscheinlich schneller erholen werden. Wenn die Überlebensbedingungen für fast jede Form dieses Lebens zu extrem werden, gibt es immer noch Archaebakterien, die vor jeder anderen Lebensform Millionen von Jahren der Anpassung an extreme Bedingungen hatten. Wenn die Oberfläche unbewohnbar genug wird, um kein anderes Leben als Archaebakterien zuzulassen, müssen Sie sich keine Sorgen über die Wiedereinführung einer aktuellen Pflanzen- oder Tierart machen, keine wäre in der Lage zu überleben.

Sobald Arten aussterben, werden andere versuchen, sich zu entwickeln, um die zurückbleibende Nische zu füllen. 500 Jahre bedeuten für Bakterien, Pilze und Algen mehr als Milliarden Generationen, genug Chance, sich weiterzuentwickeln und anzupassen. Insekten können Hunderte von Generationen haben und Sie brauchen nur 1 überlebende „wilde“ Ameisen-, Bienen- oder Wespenkönigin, um ihre Populationen wieder aufzubauen, wenn sie noch Nahrungsquellen zur Verfügung haben. Da Ameisen anpassungsfähig, Allesfresser und in der Lage sind, selbst eine Nuklearkatastrophe zu überleben, würden sie höchstwahrscheinlich Ihre Ereignisse überleben und die Kadaver der sterbenden Wildtiere ernähren und auffüllen, Pilze züchten, wenn ihnen andere Nahrungsmittel ausgehen, oder sogar die Bestäubung von Bienen übernehmen. wenn die Notwendigkeit entsteht, ihre Nahrung von den blühenden Pflanzen zu beziehen, wenn alternative Nahrungsquellen zur Neige gehen. Wenn Sie sie während der Haupteinwirkung der Katastrophe bewahren,

Größere Tiere und langlebige Pflanzen wie Bäume haben es schwerer, da sie in einer so evolutionär kurzen Zeitspanne nur sehr wenige Generationen durchlaufen. Einige Bäume könnten tatsächlich noch von vor der Katastrophe stehen, es sei denn, sie wären direkt betroffen, und die Wiedereinführung ihrer Bestäuber würde für sie einen Unterschied machen, falls ihre Art auf Bestäuber angewiesen ist. Die Wiedereinführung von Raubtieren ohne nachhaltige Mengen ihrer Beute wird nutzlos sein. Die Wiedereinführung von pflanzenverdauenden Tieren ohne eine Flora, die mit unserer jetzigen vergleichbar ist und deren Verdauungssystem entwickelt ist, wird dies auch tun.

Die größte Herausforderung besteht nicht darin, Arten auf der Grundlage einiger weniger konservierter Samen oder wiederhergestellter Individuen wieder einzuführen, sondern genügend Biodiversität in Ihren konservierten Arten zu erhalten, um sie am Leben zu erhalten, gesund und genetisch flexibel genug, um sich an neue Situationen anpassen zu können. Das Fehlen eines ausreichend großen genetischen Pools für eine schnelle Anpassung der Wiederansiedlung könnte tatsächlich die größte Herausforderung Ihres Programms zur Wiederansiedlung ausgestorbener Arten sein, da dies heute ein großes Problem für Zoos darstellt, wenn sie Arten am Rande des Aussterbens züchten, um ihr Überleben zu erhalten.

Insbesondere für Pflanzen ist eine geringe genetische Vielfalt per se kein Problem , kann aber zu Problemen führen, wenn eine Krankheit oder ein Befall auftritt. Viele landwirtschaftliche Produkte haben nur wenige Vorlagen, die weltweit verwendet werden, was normalerweise völlig in Ordnung ist ... bis es nicht mehr der Fall ist. Denken Sie an das Schicksal der Banane Gros Michel , die von der Fäulnis verwüstet wurde. In diesem Fall war es keine so große Sache, weil a) es andere, resistente Bananensorten gab, mit denen die Produktion fortgesetzt werden konnte, und b) Bananen nicht wirklich lebensnotwendig sind, wie wir es kennen, aber wenn es ein Grundnahrungsmittel gewesen wäre Ernte, Hungersnot und/oder ökologischer Zusammenbruch (zumindest regional) hätten auf dem Tisch liegen können.

(Nebenbei: Der ökologische Zusammenbruch wäre in der modernen Welt keine Folge dieser Art von Problemen, weil wilde Ökosysteme nicht den gleichen Mangel an Vielfalt aufweisen wie die Landwirtschaft. Aber in Ihrer Welt fehlt es der Wildnis auch an Vielfalt, Das Problem kann also möglicherweise viel größer sein.)

Wenn Sie nach einem Szenario suchen, in dem es wichtig ist, eine bestimmte Saatgutprobe zu finden, könnten Sie Folgendes haben: Ernte A, von der die Wirtschaft und die Nahrungsmittelversorgung des Landes/Kontinents/der Welt abhängen, ist durch Krankheit B gefährdet. Nein ein bekannter Stamm von Ernte A ist resistent gegen Krankheit B und eine Katastrophe scheint unmittelbar bevorzustehen. Alten Aufzeichnungen zufolge gibt es jedoch einen Stamm oder eine verwandte Art C, die verwendet werden könnte, um A zu ersetzen/zu hybridisieren/genetisch zu manipulieren, um die Bedrohung zu beenden. Alles, was sie tun müssen, ist es zu lokalisieren. Wenn Sie möchten, dass der Einsatz niedriger ist, ersetzen Sie das Grundnahrungsmittel durch einen Luxus: Vielleicht steht der weltweit einzige Vorrat an Rosen auf dem Spiel, und Ruhm und Reichtum warten auf jeden, der sie retten kann.