En befolknings effektiva storlek är ett nyckelbegrepp inom befolkningsgenetik. Deras kunskap gör att vi exakt kan beräkna antalet reproduktiva individer i en befolkning, vilket är oerhört användbart i vissa situationer.
Från artbevarande till epidemiologisk dynamik hos levande varelser, termer som den vi visar dig idag är av avgörande betydelse för forskare inom flera biologiska områden. Idag berättar vi allt du behöver veta om den effektiva storleken på en djurpopulation.
Befolkningsgenetik: vad är det?
Som vi redan vet, den information som bestämmer egenskaper hos levande varelser är kodad i gener. En gen är en del av kromosomen som innehåller information om ett tecken, till exempel antalet fingrar eller hårets färg.
Gener är avgörande för artens överlevnad, eftersom egenskaperna i dem gör djuret bättre anpassat till sin miljö -eller inte-. Enligt evolutionsteorin är det bara den arten som är väl anpassad till ekosystemet kommer den att trivas genom generationerna.
Befolkningsgenetik är kort sagt en gren av biologin som försöker förklara evolutionära fenomen, vanligtvis genom studier av genetiska frekvenser i en djurpopulation.
Några grunder i genetik
Genetik är en komplex vetenskap som hanterar mycket abstrakta termer. Denna disciplin är dock relativt lätt att förstå om vissa begrepp tidigare är tydliga. Vi kommer att förklara några av dem nedan.
De flesta djur, som människor, är diploida. Det betyder att vi har två kopior av genetiskt material i kärnan i varje cell - två uppsättningar av homologa kromosomer. Dessa kopior ärvs det ena från modern och det andra från fadern.
Detta är viktigt, eftersom individen kan vara:
- Homozygot, om båda kopiorna är desamma. Till exempel om djuret har ärvt den gen som bestämmer grå ögonfärg från båda föräldrarna.
- Heterozygot, om varje allel är olika. Till exempel om djuret har ärvt genen för grå ögon från sin far och genen för gröna ögon från sin mamma.
Betydelsen av genetiska parametrar
Dessa till synes lättbegripliga begrepp, är avgörande för att förstå beteendet hos gener i populationer. Det bör noteras att dessutom kan en individ vara homozygot för en karaktär men heterozygot för en annan.
Befolkningsgenetik analyserar förändringen av vissa parametrar av genetisk natur i djurpopulationer för att beskriva evolutionära effekter. Några av dessa parametrar är andelen heterozygoter, ett nyckeltal för att förstå utvecklingen av en allel.
Befolkningens effektiva storlek
Inom populationsgenetik är det viktigt att ha en uppfattning om avelspopulationens storlek. Även om detta kan verka lika enkelt som en enkel folkräkning, så är det i verkligheten inte det, eftersom befolkningarna är komplexa. Ibland är antalet män och kvinnor inte proportionellt eller reproduktionen är inte slumpmässig.
Begreppet effektiv befolkningsstorlek avser till antalet individer i vuxen ålder med förmåga att reproducera. Detta är relevant på många nivåer, eftersom endast individer i reproduktiv ålder kommer att bidra genetiskt till nästa generation.
På grund av begränsningarna i beräkningen av detta koncept, genetiker tillgriper tanken på en idealpopulation. Detta koncept är en befolkning som uppfyller följande egenskaper:
- Parningen är slumpmässig.
- Alla individer bidrar genetiskt till nästa generation.
- Generationer av föräldrar och barn överlappar inte varandra.
Om en befolkning uppfyller alla dessa krav, effektiv storlek är lika med folkräkningens storlek. Tyvärr är detta nästan aldrig fallet. Det är dags att använda genetiska verktyg för att utläsa släktträd mellan föräldrar och barn och endast på detta sätt kommer en ungefärlig verklig effektiv storlek att erhållas.
Användningar av effektiv befolkningsstorlek
Därefter presenterar vi några användningar av den effektiva befolkningsstorleken i bevarandearbete och biologisk kunskap.
Filogeografi
Filogeografi försöker förklara den geografiska fördelningen av genetisk variation i populationer. Denna disciplin kan hjälpa till att förstå processen för bildande av nya arter eller deras utrotning.
För att rekonstruera historien etableras genealogier och tack vare statistiska metoder, du kan uppskatta den effektiva storleken på en befolkning tidigare.
Vilken betydelse har denna kunskap? Tack vare det är det möjligt att uppskatta hur storleken på den populationen har varierat över tiden för att ta reda på om till exempel en naturkatastrof förde en djurart till utrotningens rand.
Detta hände med vissa djur som mammutar, vars befolkning var så utarmad att de dog på grund av genetiska brister i deras population. All denna kunskap hade inte nått oss om det inte vore för att använda en effektiv befolkningsstorlek.
epidemiologi
Den effektiva befolkningsstorleken är ett mycket användbart koncept inom epidemiologi. Anledningen till detta är att om en patogen kan fastställas vara en ättling till endast en eller få förfäder kommer dess genetiska variation att vara låg. Detta är avgörande för att förhindra att det mikroskopiska medlet utvecklar resistens mot antibiotika eller vacciner.
Om den ursprungliga befolkningsstorleken däremot var hög, kommer variationen att vara större och det blir svårare att kontrollera, på grund av dess höga anpassningskapacitet, som sker med influensavirus. Som vi kan se kan dessa parametrar också rapportera användbara användningsområden för människor.
Bevarande
Även om en population av djur är mycket stor, detta betyder lite om bara en liten andel av dem reproducerar.Genom att veta den effektiva storleken på en befolkning kan vi uppskatta i vilken utsträckning den är hotad eller på väg att försvinna och, tack vare detta, genomföra förebyggande bevarandeplaner.
Som vi kan se är den effektiva storleken på befolkningen ett begrepp som är något förvirrande och svårt att definiera. Det är dock extremt användbart med många applikationer.
