Genetyka populacji zwierząt – co to jest?

Napisane i zweryfikowane przez biologa Samuel Sanchez

Ostatnia aktualizacja: 27 grudnia, 2022

Genetyka populacji zwierząt to dziedzina biologii. Dotyczy DNA, dziedziczenia, dryfu genów, procesu stochastycznego itp. Ekscytujący świat genów może być zagmatwany, ponieważ jest pełen terminów, które wprawią w zakłopotanie nawet najbardziej obeznane osoby.

Z tego powodu chcieliśmy skorzystać z okazji, aby w przyjazny sposób powiedzieć Wam trochę o związku genetyki z populacjami zwierząt.

Uważamy, że ten temat jest szczególnie interesujący, a podstawą tego wywodu będą informacje z badań populacji płazów. Głównym źródłem jest wiedza zdobyta podczas współpracy z Museo Nacional de Ciencias Naturales (Narodowe Muzeum Nauk Przyrodniczych) w Madrycie.

Podstawowe zasady

Genetyka to dziedzina biologii, której celem jest zrozumienie i wyjaśnienie przekazywania biologicznego dziedzictwa z pokolenia na pokolenie.

Geny są jednostkami przechowywania informacji. To znaczy, że segmenty DNA zawierają instrukcje dotyczące funkcjonowania komórek organizmu.

Upraszczając, można powiedzieć, że wszyscy mamy dwie kopie każdego genu, który zawiera informacje o człowieku. Jedną odziedziczoną po ojcu i drugą po matce.

• Genotyp każdego osobnika to fragment specyficznej informacji genetycznej w postaci DNA. Genom każdego gatunku zwierząt reprezentuje różnorodne odmiany wielu genów, co odróżnia je od pozostałych.
• Podobnie, ekspresja genu w określonym środowisku nazywana jest fenotypem. Dotyczy cech fizycznych i behawioralnych. Na przykład, jeden gen może kodować kolor oczu, a uzyskanym fenotypem będą brązowe oczy.

Jaki związek ma genetyka populacji zwierząt z tymi pojęciami?

Kluczem do genetyki populacyjnej jest zrozumienie wzorców dziedziczenia od rodziców do dzieci. Weźmy podany wyżej przykład płazów:

• Wyobraźmy sobie staw z 300 żabami tego samego gatunku, tworzącymi populację. 100 z nich to samice, a 200 to samce. Tego typu oszacowania można dokonać za pomocą technik, takich jak metoda wielokrotnych złowień.
• Wiosną, wraz z nadejściem deszczy, w stawie widać wiele sznurów pływających jaj. Oczywiście każdy sznurek pełen młodych ma ojca i matkę.
• Ile więc samców i samic z populacji uczestniczyło w tym epizodzie reprodukcyjnym? Która samica złożyła najwięcej jaj? Czy jest samiec, który zapłodnił więcej niż jedną samicę?

Badania genetyczne próbują odpowiedzieć na takie pytania.

Rozszyfrowanie potomstwa

Na podstawie próbek dorosłych z populacji zwierząt i reprezentatywnej grupy larw można oszacować pokrewieństwo.

W końcu potomstwo dziedziczy swoje geny po rodzicach, prawda? Można określić, kto jest rodzicem, na podstawie próbki DNA, będącej wynikiem połączenia DNA dwóch dorosłych osób z danej populacji.

Może to w pewnym stopniu odpowiedzieć na postawione wcześniej pytania, a także zapewnia wgląd w ważny parametr:

• Liczba zwierząt, które żyją w populacji, nie jest równa liczbie ich reprodukcji w jej obrębie.
• Efektywna wielkość populacji odnosi się do dorosłych, którzy są potwierdzonymi reproduktorami przy użyciu wcześniej opisanych technik.
• Na przykład, kontynuując omawianie poprzedniej populacji, w stawie jest 300 żab. Mimo to badania genetyczne potwierdzają, że tylko 60 z nich rozmnażało się w tym roku. To całkiem inny scenariusz, prawda?

Genetyka populacji zwierząt i jej skupienie na ochronę gatunków

Tego rodzaju badania genetyczne są niezbędne z punktu widzenia ochrony gatunków.

Wreszcie, jeśli w populacji 300 osobników tylko 60 z nich rozmnaża się, to powinniśmy być zaniepokojeni. Jest tak, ponieważ mniejsza liczba reproduktorów prowadzi do zmniejszenia zmienności genetycznej populacji.

Ten brak zmienności może prowadzić do większej podatności na zmiany środowiskowe, prowadząc – w najbardziej ekstremalnych przypadkach – do wyginięcia gatunku.

Dlatego konieczne jest przeprowadzenie tego typu podstawowych badań zoologicznych. Głównie dlatego, że dostarczają informacji o dzikich populacjach zwierząt. Przynajmniej „genetycznie”.