Inbrīdings — ģenētikas definīcija, cēloņi, sekas un piemēri

Inbrīdings — ģenētikas ceļvedis: definīcija, cēloņi, sekas un piemēri dzīvniekos un augos. Uzzini inbredcelma, inbreddepresijas ietekmi un novēršanas iespējas.

Inbrīdings ir ģenētikas termins, kas apzīmē tuvu radniecīgu dzīvnieku vai augu krustošanos (pārošanos). Augu pašapaugļošanās ir ekstrēmākais inbrīdinga veids un ir plaši izplatīta sugām, kurām uz viena auga ir gan vīrišķie, gan sievišķie ziedi. Inbrīdings bieži tiek salīdzināts ar krustošanai, kas parasti apzīmē vienas sugas nesaistītu pārstāvju savstarpēju krustošanos. Gan inbrīdings, gan outkrosings ir standarta metodes mākslīgajā selekcijā, ko izmanto augkopībā un lopkopībā.

Cēloņi

• Mazs populācijas izmērs vai izolācija — retas vai ģeogrāfiski izolētas populācijas spiesta vai nejauši krustoties radiniekiem.
• Selektīva audzēšana — cilvēka izvēlētas saimes (piem., šķirnes) tiek turētas šaurā ģenētiskā lokā, lai stiprinātu vēlamas iezīmes.
• Fundatora efekts un noslāņošanās — populācija sākas no neliela skaita indivīdu vai daļa populācijas tiek atdalīta.
• Augu pašapaugļošanās — daudzas sugas dabiski vai ekoloģisku apstākļu dēļ izmanto pašapaugļošanos.

Sekas un mehānismi

Inbrīdings palielina homozigotisko lokusu īpatsvaru individuālajā genomā. Tas nozīmē, ka recesīvie kaitīgie gēni, kas parasti ir maskēti heterozigotā stāvoklī, tiek izteikti biežāk. Galvenās sekas:

• Inbreddepresija — samazināta reproduktīvā spēja, palielināta slimību jutība, augstāks mirstības līmenis un bremzēta attīstība; parādās īsākā termiņā.
• Samazināta ģenētiskā daudzveidība — mazāka spēja pielāgoties vides izmaiņām un palielināta izmiršanas risks.
• Genētiskā slodze — uzkrājas deleterīvie recesīvie aleli, kas pasliktina populas veselību.
• Iespējama īslaicīga "purgēšana" — ilgtermiņā, ja inbrīdings notiek ļoti ilgi, vāji indivīdi var tikt izvadīti no populācijas, samazinot noteiktu recesīvo aleļu biežumu; tomēr šis process ir nenoteikts un var neatgriezeniski samazināt adaptīvās iespējas.

Mērījumi un termini

• Inbredas celms — organismu grupa, kas ir tik inbredi, ka tiem ir maz vai nav ģenētisko variāciju.
• Inbreeding coefficient (F) — statistisks rādītājs, kas izsaka varbūtību, ka indivīds saņēmis identisku aleli no abiem vecākiem, kas cēlušies no kopīga priekšteča.
• Heterozigotitātes zudums — svarīgs rādītājs ģenētiskajai veselībai; zema heterozigotitāte bieži korelē ar inbreddepresiju.

Praktiskie piemēri

• Laboratorijas dzīvnieki: inbredas žurku un peles līnijas tiek īpaši izveidotas, lai samazinātu ģenētisko variāciju un nodrošinātu reproducējamu pētījumu vidi.
• Audzēšana un šķirnes: daudzas mājdzīvnieku un mājlopu šķirnes (piem., noteiktas suņu šķirnes, šķirnes liellopi) cieš no slimībām, kas saistītas ar stingru selekciju un ierobežotu genofondu.
• Dabas populācijas: gepardi un daži citi savvaļas sugu populācijas ir norādītas kā piemēri zemas ģenētiskās daudzveidības dēļ, kas palielina jutību pret vīrusiem un samazina reproduktīvo veiksmīgumu.
• Cilvēku piemēri: cilvēku sabiedrībās radniecīgas laulības bieži ir sociāli vai juridiski aizliegtas. Vēsturiski zināmas ģimenes (piem., dažas karaliskās dinastijas) ir piedzīvojušas ģenētiskus traucējumus, kas saistīti ar ilgstošu tuvu radniecību.

Profilakse un vadība

• Genētiskās dažādības saglabāšana — piesaistīt nesavienotus indivīdus populācijai (genetiskā glābšana) un uzturēt lielu efektīvo populācijas izmēru.
• Plānota audzēšana — selekcijas programmās iestrādāt krustojumus ar ārēju materiālu, uzraudzīt inbreeding coefficient un izvairīties no pārmērīgas savstarpējas saistības.
• Monitoring un ģenētiskā testēšana — izmantot molekulāro ģenētiku, lai identificētu riskantās aleles un kontrolētu heterozigotitātes līmeni.

Citi termini, kas bieži tiek lietoti saistībā ar inbrīdingu: inbredas celms — organismu grupa ar ļoti mazu ģenētisko variāciju, un inbreddepresija — inbredizācijas izraisīta pasliktināta veselība (bieži izpaužas kā zema auglība, agrīnas slimības un paaugstināta mirstība).

Cilvēkiem radniecība bieži tiek uzskatīta par sociāli un bioloģiski nevēlamu, un daudzās kultūrās pastāv incesta tabu. Piemēram, daudzviet ir aizliegtas laulības starp pirmās pakāpes brālēniem un māsīcām un vēl tuvākiem ģimenes locekļiem, lai samazinātu ģenētisko risku nākamajām paaudzēm.

Īsumā, inbrīdings ir spēcīgs evolūcijas un audzēšanas instruments — tas var gan īslaicīgi nostiprināt vēlamas iezīmes, gan ilgtspējīgi mazināt populācijas veselību, ja netiek pārvaldīts apdomīgi.

Jautājumi un atbildes

Jautājums: Kas ir inbrīdings?

J: Kas ir pašapaugļošanās augos?

J: Kas ir ārējā krustošana?

J: Kādam nolūkam izmanto krustošanas un krustošanas kombināciju?

J: Kas ir inbreds celms?

J: Kas ir inbridinga depresija?

Jautājums: Kāpēc gandrīz visās kultūrās incests cilvēkiem ir tabu?

Meklēt pēc burta