Učinkovita veličina populacije ključni je koncept populacijske genetike. Njihovo nam znanje omogućuje točno izračunavanje broja reproduktivnih jedinki u populaciji, što je iznimno korisno u nekim situacijama.
Od očuvanja vrsta do epidemiološke dinamike u živim bićima, pojmovi poput ovog koje vam danas prikazujemo od suštinske su važnosti za istraživače u više područja biologije. Danas vam govorimo sve što trebate znati o učinkovitoj veličini životinjske populacije.
Populacijska genetika: što je to?
Kao što već znamo, informacije koje određuju karakteristike živih bića kodirane su u genima. Gen je dio kromosoma koji sadrži podatke o liku, poput broja prstiju ili boje kose.
Geni su odlučujući za opstanak vrsta, budući da karakteristike kodirane u njima čine životinju bolje prilagođenom okolišu -ili ne -. Prema Teoriji evolucije, samo ona vrsta koja je dobro prilagođen ekosustavu uspjet će kroz generacije.
Populacijska genetika, ukratko, grana je biologije koja nastoji objasniti evolucijske pojave, obično proučavanjem genetskih frekvencija u životinjskoj populaciji.
Neke osnove genetike
Genetika je složena znanost koja se bavi vrlo apstraktnim pojmovima. Međutim, ovu je disciplinu relativno lako razumjeti ako su određeni koncepti prethodno jasni. U nastavku ćemo objasniti neke od njih.
Većina je životinja, poput ljudi, diploidna. To znači da u jezgri svake stanice imamo dvije kopije genetskog materijala - dva skupa homolognih kromosoma. Ove kopije su naslijeđene jedna od majke, a druga od oca.
To je važno, budući da ovisno o tome kako su te kopije za određeni alel -svaku od manifestacija koje gen može steći -, pojedinac može biti:
- Homozigotni, ako su obje kopije iste. Na primjer, ako je životinja naslijedila gen koji određuje boju sive oči od oba roditelja.
- Heterozigotni, ako je svaki alel različit. Na primjer, ako je životinja naslijedila gen za sive oči od oca, a gen za zelene oči od majke.
Važnost genetskih parametara
Ovi naizgled lako razumljivi pojmovi, ključni su za razumijevanje ponašanja gena u populacijama. Valja napomenuti da, osim toga, pojedinac može biti homozigotan za jedan lik, ali heterozigotan za drugi.
Populacijska genetika analizira promjenu određenih parametara genetske prirode u populaciji životinja kako bi opisala evolucijske učinke. Neki od ovih parametara su udio heterozigota, ključni broj za razumijevanje evolucije alela.
Učinkovita veličina populacije
U populacijskoj genetici bitno je imati predodžbu o veličini uzgojne populacije. Iako se ovo može činiti jednostavnim kao jednostavan popis, u stvarnosti nije, budući da je populacija složena. Ponekad broj mužjaka i ženki nije proporcionalan ili reprodukcija nije slučajna.
Pojam učinkovite veličine populacije odnosi se na na broj pojedinaca u odrasloj dobi sa sposobnošću reprodukcije. To je važno na mnogim razinama, jer će samo pojedinci u reproduktivnoj dobi genetski pridonijeti sljedećoj generaciji.
Zbog ograničenja izračuna ovog koncepta, genetičari pribjegavaju ideji idealne populacije. Ovaj koncept je populacija koja zadovoljava sljedeće karakteristike:
- Parenje je nasumično.
- Svi pojedinci genetski doprinose sljedećoj generaciji.
- Generacije roditelja i djece ne preklapaju se.
Ako populacija ispunjava sve ove uvjete, efektivna veličina jednaka je veličini popisa. Nažalost, to gotovo nikada nije slučaj. Vrijeme je da se iskoriste genetski alati za zaključivanje genealoških stabala između roditelja i djece i samo će se na taj način dobiti približna stvarna učinkovita veličina.
Korištenje učinkovite veličine populacije
Zatim predstavljamo neke primjene učinkovite veličine populacije u očuvanju i biološkom znanju.
Filogeografija
Filogeografija pokušava objasniti geografsku raspodjelu genetskih varijacija u populacijama. Ova disciplina može pomoći u razumijevanju procesa nastajanja novih vrsta ili njihovog izumiranja.
Kako bi se rekonstruirala povijest, ustanovljene su genetske geneze i, zahvaljujući statističkim metodama, možete procijeniti stvarnu veličinu populacije u prošlosti.
Koja je važnost ovog znanja? Zahvaljujući njoj moguće je procijeniti kako se veličina te populacije s vremenom mijenjala kako bi se ustanovilo je li, primjerice, prirodna katastrofa dovela životinjsku vrstu na rub izumiranja.
To se dogodilo s određenim životinjama, poput mamuta, čija je populacija bila toliko iscrpljena da su uginule zbog genetskih nedostataka u njihovoj populaciji. Sve ovo znanje ne bi do nas došlo da nije korištenja učinkovite veličine populacije.
epidemiologija
Učinkovita veličina populacije vrlo je koristan koncept u epidemiologiji. Razlog tome je što ako se može utvrditi da je patogen potomak samo jednog ili nekoliko predaka, njegova genetska varijacija bit će mala. To je ključno kako bi se spriječilo da mikroskopski agens razvije otpornost na antibiotike ili cjepiva.
S druge strane, ako je njegova prvotna veličina populacije bila velika, njezina će varijacija biti veća i bit će je teže kontrolirati, zbog velike sposobnosti prilagodbe, kao što se to događa s virusima gripe. Kao što vidimo, ti parametri također mogu prijaviti korisnu uporabu ljudima.
Konzervacija
Čak i ako je populacija životinja vrlo velika, to znači malo, ako se samo mali postotak njih razmnožava.Poznavanje učinkovite veličine populacije omogućuje nam približnu procjenu u kojoj je mjeri ugrožena ili je na rubu nestanka te, zahvaljujući tome, provodimo preventivne planove očuvanja.
Ukratko, kao što vidimo, učinkovita veličina populacije koncept je koji je donekle zbunjujući i teško ga je definirati. Međutim, izuzetno je koristan u mnogim aplikacijama.