Würde eine Kolonie mit nur einem Männchen und einem Weibchen zusammenbrechen?

Populationen, die von einem einzigen Paar gegründet werden, sind im Labor recht häufig

Das Drosophila Genetic Reference Panel , ein solches Beispiel für hochgradige künstliche Inzucht, ist eine Reihe von Inzuchtlinien, bei denen die Forscher Bruder und Schwesterfliegen über 20 Generationen hinweg paarten, um die Linien zu bilden, was bedeutet, dass sie hochgradig Inzucht sein werden . Wenn Sie dies tun, verlieren Sie jedoch oft viele der ursprünglichen Linien aufgrund von Inzuchtdepression. Inzuchtdepression ist eine verringerte Fitness als Ergebnis einer erhöhten Homozygotie in den Linien - schädliche Mutationen werden häufiger exprimiert. Ich habe versucht, die Anzahl der anfänglichen Paare zu finden, die sie verwendet haben, um die ~ 200 DGRP-Linien herzustellen, aber ich bin erfolglos geblieben, aber ich habe gehört, dass es ungefähr 1500 Paare waren, obwohl das vielleicht weit daneben liegt ^*.

Was würde mit Ihren Mäusen passieren?

Genau wie bei den DGRP-Leitungen besteht ein hohes Risiko, dass die Population zusammenbricht. Wenn sie jedoch einige Generationen der Inzucht überstehen und unter stabilen Bedingungen gehalten werden (dh die Selektion ändert sich nicht, sobald sich die Linien gebildet haben), dann haben sie gute Chancen, zu überleben. Wenn Sie mit mehreren Gründerpaaren begonnen haben, besteht eine größere Chance, dass Sie in ein paar Generationen immer noch einige (sehr Inzucht-)Mäuse haben werden. Die Erfolgsrate hängt von der Häufigkeit schädlicher Mutationen und der Stärke ihrer Auswirkungen ab.

Was ist Inzucht?

Inzucht ist eine erhöhte Homozygotie in der Population, als bei zufälliger Paarung zu erwarten wäre. Wenn zum Beispiel die Häufigkeit von zwei Allelen ($A_1$und$A_2$) an einem Gen sind$p = 0.1$und$q = 0.9$bzw. die erwartete Häufigkeit von$A_1A_1$homozygot ist

$p^2 = 0.1^2 = 0.01$

die erwartete Häufigkeit von$A_2A_2$homozygot ist

$q^2 = 0.9^2 = 0.81$

und die erwartete Häufigkeit von Heterozygoten ist

$A_1A_2$ist$2pq = 2 \times 0.1 \times 0.9 = 0.18$

Wenn die wahre Häufigkeit von Heterozygoten ($A_1A_2$) kleiner als 0,18 ist, dann liegt Inzucht vor.

Hat Inzucht einen Vorteil?

Nun, Inzucht kann eine gute Sache sein. Stellen Sie sich all diese Linien vor, die nicht zusammengebrochen sind. Es ist möglich, dass eine aus diesen gebildete Population eine höhere Fitness aufweist als die ursprüngliche Population, da möglicherweise schädliche Mutationen entfernt wurden (Linien mit schädlichen Mutationen kollabieren eher). So kann eine stark durch Inzucht geprägte Population gedeihen. Diese Population hätte jedoch auch eine geringere genetische Varianz. Genetische Varianz setzt dem Anpassungspotential Grenzen , geringe genetische Varianz bedeutet geringes Potential, auf Selektion zu reagieren. Wenn die Selektion also nicht konstant ist, ist es wahrscheinlicher, dass Inzuchtpopulationen aussterben, da sie sich nicht an neue Szenarien anpassen können.

Inzucht in der Natur

Ein klassisches Beispiel für hohe Inzucht in der Natur sind Geparden, von denen angenommen wird, dass sie vor etwa 10.000 Jahren einen starken genetischen Engpass durchmachten. Die Probleme, mit denen Geparden heute konfrontiert sind, heben die Probleme der hohen Inzucht hervor, weil sie Schwierigkeiten haben, sich anzupassen. Genetische Engpässe sind ein ernsthaftes langfristiges Problem für viele Arten, darunter das Java-Nashorn , der Kakapo , Berggorillas und andere ; Selbst wenn wir die Wilderei und den Verlust von Lebensräumen stoppen können, die diese Arten kurzfristig auslöschen, werden sie Schwierigkeiten haben, sich an Klimaveränderungen usw. anzupassen.

„Als Spezies haben Geparden bekanntermaßen ein geringes Maß an genetischer Variation. Dies kann wahrscheinlich auf einen Populationsengpass zurückgeführt werden, den sie vor etwa 10.000 Jahren erlebten und am Ende der letzten Eiszeit nur knapp dem Aussterben entgingen. In der Moderne hat sich die Situation jedoch verschlechtert Eingriffe in den Lebensraum und Wilderei haben die Anzahl der Geparden weiter reduziert, wodurch noch mehr genetische Variationen ausgelöscht wurden und Geparden noch anfälliger für das Aussterben sind.

^* Unterstützendes Material aus dem DGRP-Papier deutet darauf hin, dass es tatsächlich aus 1500 isoweiblichen Linien gebildet wurde.

Es gab mehrere Studien mit ähnlicher Struktur und ähnlichem Hintergrund wie Ihr Experiment, wie z .

Es war ein Experiment, um diese Hypothese zu untersuchen:

Sanghvis Hypothese zu den langfristigen Auswirkungen von Inzucht wurde in Kotas getestet. Kota ist eine zahlenmäßig kleine Stammesbevölkerung im Distrikt Nilgiri, Bundesstaat Tamil Nadu, Indien. Blutsverwandte Ehen sind in diesem Stamm üblich. Insgesamt wurden 95 Paare für diese Studie ausgewählt und die notwendigen Daten wurden auf einem festgelegten Formular gesammelt. Von den 95 Paaren waren 28 (29,5 %) blutsverwandt. Der Inzuchtkoeffizient für autosomale Gene beträgt 0,022 und für geschlechtsgebundene Gene 0,03. Inzuchteffekte auf Reproduktionsverluste wurden durch ein exponentielles Regressionsmodell untersucht. Obwohl die Werte des Regressionskoeffizienten B positiv sind, sind sie unbedeutend, was darauf hindeutet, dass es keine konsistente Beziehung zwischen dem Grad der Blutsverwandtschaft und den Reproduktionsverlusten gibt. Die Schätzungen der genetischen Belastung betragen 1,8 tödliche Äquivalente pro Gamete und das durchschnittliche B/A-Verhältnis beträgt 5.

Die Zusammenfassung des Experiments von 1992:

Die Auswirkungen von Inzucht auf das Fortpflanzungsergebnis in Bezug auf Fruchtbarkeit, vorgeburtliche Verluste und präreproduktive Sterblichkeit sowie das sekundäre Geschlechterverhältnis von lebenden und toten Kindern wurden in einer großen Stichprobe von 2078 Frauen der Vadde-Fischereipopulation des Kolleru-Sees in Andhra Pradesh, Indien, untersucht. Demographisch gesehen ist diese Population eine einzige endogame Einheit. Durch die Verwendung eines exponentiellen Regressionsmodells mit dem Überlebensanteil der Nachkommen als abhängige Variable und dem Inzuchtkoeffizienten als unabhängige Variable untersuchte ich die Inzuchteffekte weiter. Die Ergebnisse wurden mit Ergebnissen anderer Fischergruppen und anderer südindischer und nicht-indischer Populationen verglichen. Die Ergebnisse bei den Vadde stimmten mit denen überein, die bei anderen Gruppen von Telugu-sprechenden Fischern und mehreren anderen südindischen Bevölkerungsgruppen gefunden wurden, da die Auswirkungen weder wahrnehmbar noch signifikant waren. Der durchschnittliche B-Wert und die Anzahl der tödlichen Äquivalente, die für die stark inzuchtverseuchten südindischen Populationen im Allgemeinen und für die Vadde im Besonderen gefunden wurden, waren viel kleiner als die aus anderen Teilen der Welt, was Sanghvis Hypothese zu den langfristigen Auswirkungen empirisch stützt Inzucht.

Die Hypothese wurde auch durch eine andere Untersuchung gestützt, die sich mit den Auswirkungen von Inzucht auf Mortalität und Morbidität bei Telugu-sprechenden Bevölkerungsgruppen in Kharagpur, Westbengalen, Indien, befasste.

Erhöhte Sterblichkeit und Morbidität, einschließlich angeborener Missbildungen, bei den Nachkommen aus Blutsverwandtschaftsehen wurden in großem Umfang in menschlichen Populationen aus verschiedenen Teilen der Welt berichtet. Es gibt jedoch nur wenige Studien zum Einfluss der Inzuchtintensität und unterschiedlicher Inzuchtgrade auf Mortalität und Morbidität. Die vorliegende Studie ist ein Versuch, die Auswirkungen von Inzucht auf Mortalität und Morbidität, einschließlich angeborener Störungen, in verschiedenen Inzuchtgraden unter Telugu-sprechenden Bevölkerungsgruppen in Kharagpur, Westbengalen, Indien, auf der Grundlage von Daten zu untersuchen, die durch umfangreiche Stammbäume gesammelt wurden. Die Studie zeigt, dass die Häufigkeit von spontanen Aborten und Totgeburten bei den Nachkommen aus blutsverwandten Ehen höher ist als bei denen aus nicht blutsverwandten Ehen. Ein ähnlicher Effekt ist auch bei der Säuglingssterblichkeit zu beobachten, die bekanntermaßen eine genetische Komponente hat, nicht aber bei der Sterblichkeitsrate von Kindern und Jugendlichen. Die Morbiditätsrate ist bei den Nachkommen aus blutsverwandten Ehen mit einer geschlechtsspezifischen Vorliebe zugunsten von Inzuchtweibchen durchweg höher. Die erhöhten Morbiditätsraten bei Inzucht-Individuen sind tendenziell umgekehrt mit dem Anstieg des durchschnittlichen autosomalen Inzuchtkoeffizienten korreliert. Dies scheint Sanghvis Hypothese eines Rückgangs der Häufigkeit schädlicher Gene mit einer Intensivierung der Inzucht über Generationen hinweg zu stärken. Die vorliegende Studie bestätigt auch eine Zunahme genetischer Störungen mit einer Zunahme der Inzucht in fast allen Populationen. Die Morbiditätsrate ist bei den Nachkommen aus blutsverwandten Ehen mit einer geschlechtsspezifischen Vorliebe zugunsten von Inzuchtweibchen durchweg höher. Die erhöhten Morbiditätsraten bei Inzucht-Individuen sind tendenziell umgekehrt mit dem Anstieg des durchschnittlichen autosomalen Inzuchtkoeffizienten korreliert. Dies scheint Sanghvis Hypothese eines Rückgangs der Häufigkeit schädlicher Gene mit einer Intensivierung der Inzucht über Generationen hinweg zu stärken. Die vorliegende Studie bestätigt auch eine Zunahme genetischer Störungen mit einer Zunahme der Inzucht in fast allen Populationen. Die Morbiditätsrate ist bei den Nachkommen aus blutsverwandten Ehen mit einer geschlechtsspezifischen Vorliebe zugunsten von Inzuchtweibchen durchweg höher. Die erhöhten Morbiditätsraten bei Inzucht-Individuen sind tendenziell umgekehrt mit dem Anstieg des durchschnittlichen autosomalen Inzuchtkoeffizienten korreliert. Dies scheint Sanghvis Hypothese eines Rückgangs der Häufigkeit schädlicher Gene mit einer Intensivierung der Inzucht über Generationen hinweg zu stärken. Die vorliegende Studie bestätigt auch eine Zunahme genetischer Störungen mit einer Zunahme der Inzucht in fast allen Populationen. Dies scheint Sanghvis Hypothese eines Rückgangs der Häufigkeit schädlicher Gene mit einer Intensivierung der Inzucht über Generationen hinweg zu stärken. Die vorliegende Studie bestätigt auch eine Zunahme genetischer Störungen mit einer Zunahme der Inzucht in fast allen Populationen. Dies scheint Sanghvis Hypothese eines Rückgangs der Häufigkeit schädlicher Gene mit einer Intensivierung der Inzucht über Generationen hinweg zu stärken. Die vorliegende Studie bestätigt auch eine Zunahme genetischer Störungen mit einer Zunahme der Inzucht in fast allen Populationen.

Quellen & weiterführende Literatur:

• http://www.jstor.org/stable/41465109?seq=1#page_scan_tab_contents
• http://www.popline.org/node/184635
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2080450/
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1398609
• http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Exogamy_and_endogamy