Genetyka w ochronie
Genetyka w ochronie
Genetyka w ochronie
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Genetyka</strong> w <strong>ochronie</strong><br />
przyrody<br />
Prowadzący:<br />
Prof. dr hab. Jacek Radwan<br />
konsultacje: środy 13-14 s. 0.12
Frankham, R; Ballou, J.D. David A. Briscoe, D.A.<br />
Introduction to Conservation Genetics; 2nd<br />
Edition. Cambridge University Press. 2010<br />
http://www.amu.edu.pl/~biolewo/<br />
Zaliczenie:<br />
Wykład: test zaliczeniowy<br />
Ćwiczenia: zadania, kolokwium zaliczeniowe<br />
Konwersatoria: referat (ocena 1), aktywność<br />
(ocena 2).
Główne cele Międzynarodowej Unii<br />
Ochrony Przyrody i Jej Zasobów<br />
(IUCN, International Union for<br />
Conservation of Nature)<br />
Extinction crisis alleviated<br />
The extinction crisis and massive loss in biodiversity are<br />
universally adopted as a shared responsibility, resulting in action<br />
to reduce this loss of diversity within species, between species<br />
and of ecosystems.<br />
Ecosystem integrity<br />
Ecosystems are maintained and where necessary restored, and<br />
any use of natural resources is sustainable and equitable
Krytycznie<br />
zagrożone<br />
Ryzyko<br />
wyginięcia<br />
Czas do<br />
wyginięcia<br />
50% 10 lat/3<br />
pokolenia<br />
Zagrożone 20% 20 lat/5 pokoleń<br />
Wrażliwe 10% 100 lat
<strong>Genetyka</strong> a ochrona gatunków<br />
Zmiany środowiskowe wymagają adaptacji:<br />
kluczowa rola zmienności genetycznej<br />
Wzrost homozygotyczosci (inbredu) w małych<br />
populacjach<br />
Hybrydyzacja i introgresja<br />
Identyfikacja gatunków<br />
Wiedza o biologii gatunków (system kojarzeń,<br />
zasięg dyspersji itp.)
Puma florydzka (Puma<br />
concolor coryi) z powodu<br />
małej wielkości populacji i<br />
inbredu wykazuje m.in. wady<br />
rozwojowe i niską jakość<br />
nasienia. Zmienność<br />
genetyczną gatunku<br />
zwiększono poprzez<br />
krzyżowanie z najbliższym<br />
genetycznie podgatunkiem<br />
Szakal abisyński = kaberu<br />
(Canis simensis),<br />
najbardziej zagrożony<br />
przedstawiciel canidae,<br />
narażony jest na utratę<br />
integralności genetycznej z<br />
powodu domieszki genów<br />
psa
<strong>Genetyka</strong> konserwatorska<br />
(Conservation genetics)<br />
Obejmuje zastosowania teorii i metod genetyki do<br />
zmniejszenia ryzyka wyginięcia gatunków<br />
Wywodzi się z genetyki populacyjnej, ilościowej i<br />
ewolucyjnej, stosując ich metody od analizy<br />
zagroæonych populacji
Poruszane zagadnienia<br />
Zmienność genetyczna w populacjach, jej miary i znaczenie<br />
Efektywna wielkość populacji i populacyjne procesy kształtujące<br />
zmienność genetyczną: dryf, dobór, przepływ genów<br />
Szkodliwe efekty homozygotyczności<br />
Zmienność genetyczna i potencjał ewolucyjny<br />
Genetyczne skutki fragmentacji i izolacji populacji<br />
Losowe efekty genetyczne (dryf genetyczny)<br />
Gromadzenie się szkodliwych mutacji<br />
<strong>Genetyka</strong> gatunków inwazyjnych i obcych<br />
Genetyczne jednostki ochrony gatunkowej i programy genetycznej<br />
odnowy gatunków
Zarządzanie zasobami<br />
genetycznymi<br />
gatunków zagrożonych
<strong>Genetyka</strong> wymierania gatunków<br />
Inbred i homozygotyczność
Współczynnik inbredu F (Wright 1921):<br />
prawdopodobieństwo, że dwa allele są<br />
identyczne ze względu na pochodzenie (IBD,<br />
identical by descent)<br />
0>F>1<br />
F=1 oznacza kompletną homozygotyczność<br />
ale<br />
F ≠ heterozygotyczność !!!<br />
np. allele A i a równie częste, losowe<br />
krzyżowanie: 50% homozygot Aa
A x – allel identyczny ze względu na pochodzenie (IBD), nie na<br />
stan; np. w populacji mogą występować tylko dwie formy<br />
alleliczne, A i a<br />
P (outbred):<br />
A 1 a 2 X A 3 A 4<br />
F 1 (outbred):<br />
F 2 (inbred):<br />
X<br />
A 1 A 3 A 1 A 4<br />
a 2 A 3<br />
X<br />
a 2 A 4<br />
A 1 A 1<br />
A 1 A 3 A 3 A 3<br />
A 1 A 3<br />
A 1 A 3<br />
a 2 a 2 a 2 A 4 A 3 a 2 A 3 A 4<br />
Kojarzenia między krewnymi prowadzą do F>0
Rodzice<br />
F<br />
Niespokrewnieni 0<br />
Samozapłodnienie 1/2<br />
Rodzeństwo, rodzice-potomstwo 1/4<br />
Rodzeństwo przyrodnie, dziadkowie-wnuki 1/8<br />
Kuzyni 1wszego stopnia 1/16<br />
Wzrost F w kolejnych pokoleniach kojarzeń bratsiostra<br />
1 2 3 4 5 … 20<br />
0,25 0,437 0,578 0,683 0,762 0,996
Jeżeli allel a szkodliwy/letalny, to będzie występował w populacji<br />
w niskiej częstości = prawie wyłącznie w heterozygotach<br />
Przy kojarzeniach krewniaczych będzie występował w<br />
homozygotach dużo częściej<br />
P:<br />
A 1 a 2 X A 3 A 4<br />
F 1 :<br />
X<br />
A 1 A 3 A 1 A 4<br />
a 2 A 3<br />
X<br />
a 2 A 4<br />
F 2 :<br />
A 1 A 1<br />
A 1 A 3 A 3 A 3<br />
A 1 A 3<br />
A 1 A 3<br />
a 2 a 2 a 2 A 4 A 3 a 2 A 3 A 4
Inbred ma miejsce także wówczas, gdy populacja<br />
jest mała (kojarzenia miedzy osobnikami<br />
posiadającymi allele IBD dużo częstsze niż w<br />
populacjach o wysokiej liczebności)<br />
Inbred może prowadzić do ujawniania w<br />
homozygotach szkodliwych, recesywnych<br />
mutacji<br />
Depresja inbredowa: spadek wartości cechy (np.<br />
rozrodczości, przeżywalnośći) na skutek inbredu
Negatywne skutki inbredu<br />
Przeżywalność młodych osobników w populacjach 44<br />
gatunków ssaków – porównanie osobników zinbredowanych<br />
z outbredami (Ralls i Ballou 1983)
Proporcja wymierających linii D. melanogaster<br />
wzrasta z F
Większość gatunków ginie z powodów środowiskowych<br />
zanim zadziałają czynniki genetyczne? (Lande 1988)
Większość gatunków ginie z powodów środowiskowych<br />
zanim zadziałają czynniki genetyczne? (Lande 1988)
Większość gatunków nie ginie z powodów środowiskowych<br />
zanim zadziałają czynniki genetyczne (Spielman i in. 2004)
www.freewildlife.co<br />
Prawdopodobieństwo ekstynkcji populacji<br />
motyla Melitaea cinxia korelowało<br />
negatywnie z heterozygotycznością<br />
w 42 loci
Wir wymierania (extinction vortex): czynniki<br />
środowiskowe zmniejszają wielkość populacji, powodując<br />
wzrost inbredu i ograniczenie zdolności adaptacyjnych,<br />
co zwiększa wrażliwość na stres środowiskowy (Gilpin i<br />
Soulé 1986)
<strong>Genetyka</strong> wymierania gatunków<br />
Ograniczona zmienność uniemożliwia adaptację
Populacje, w których brak jest odpowiedniej zmienności<br />
genetycznej, mogą nie być w stanie przystosować się do<br />
drastycznie zmienionego środowiska (w którym brak jest<br />
możliwości „oczekiwania” na korzystną mutację)<br />
Bradshaw 1991, Proc. R. Soc. Lond. B 233: 289-306
<strong>Genetyka</strong> wymierania gatunków<br />
Specyficzne mechanizmy
Locus samoniezgodności u roślin
o Populacja Hymenoxys<br />
acaulis w Illinois po<br />
przejściu przez wąskie<br />
gardło populacyjne nie<br />
rozmnażała się z powodu<br />
braku zmienności w locus<br />
samoniezgodności<br />
o Populację uratowano przez<br />
przeniesienie pyłku z Ohio<br />
http://www.desert-tropicals.com
Zmienność genetyczna
Zmienność genetyczna: występowanie w obrębie<br />
populacji lub gatunku więcej niż jednego wariantu<br />
genetycznego<br />
Polimorfizm: występowanie w jednym locus co najmniej<br />
dwóch alleli<br />
Miary zmienności genetycznej:<br />
Średnia heterozygotyczność (H): średnia proporcja<br />
heterozygot/locus, np. w 3 loci proporcja<br />
heterozygot=0.3, 0.0 i 0.0, H=0,1<br />
Proporcja polimorficznych loci (P): np. 3 loci<br />
polimorficzne na 10 zbadanych, P=0.3<br />
Różnorodność alleli (A): Średnia liczba alleli/locus<br />
Bogactwo alleli (allelic richeness): liczba alleli z<br />
poprawką na wielkość próby (metoda rarefakcji, Leberg<br />
2002)
Heterozygotyczność i proporcja polimorficznych loci są<br />
pozytywnie skorelowane z liczebnością populacji<br />
nowozelandzkiej sosny bagiennej Halacharpus bidwilli<br />
(Billington 1992)
Wybór markerów<br />
molekularnych<br />
Sposób dziedziczenia<br />
Po obu rodzicach:<br />
zlokalizowane na autosomach<br />
Po jednym z rodziców:<br />
na chromosomach płci<br />
chromosom W u ptaków tylko po samicach<br />
chromosom Y u ssaków tylko po samcach<br />
w organellach<br />
mitochondria u zwierząt dziedziczą się po matce, u niektórych<br />
roślin po ojcu<br />
chloroplasty zazwyczaj dziedziczą się po matce
Wybór markerów molekularnych<br />
Tempo ewolucji<br />
W zależności od badanego problemu przydatne będą<br />
markery ewoluujące szybko:<br />
identyfikacja osobników<br />
analiza pokrewieństwa w grupach rodzinnych i populacjach<br />
migracje (przepływ genów) między populacjami<br />
W średnim tempie:<br />
Wolno:<br />
historia określonego gatunku<br />
identyfikacja jednostek ochrony gatunkowej (MU,<br />
management units)<br />
szybka ocena bioróżnorodności (kody kreskowe DNA)<br />
pokrewieństwa ewolucyjne większych grup<br />
ewolucja genomów i cech
Wybór markerów molekularnych<br />
podlegające doborowi vs. neutralne<br />
Loci/markery nieneutralne (np. część podstawień<br />
niesynonimowych, sekwencje regulatorowe; lub markery<br />
sprzężone)<br />
Utrata zmienności ogranicza potencjał adaptacyjny<br />
Recesywne (lub częściowo recesywne) mutacje są źródłem<br />
depresji inbredowej<br />
Loci/markery neutralne (np. większość mikorsatelit,<br />
sekwencji intronów, cichych substytucje:<br />
dają pojęcie o zmienności ogólnogenomowej<br />
Pozwalają szacować efektywną wielkość populacji, procesy<br />
demograficzne itp.
Elektroforeza białek – Allozymy,<br />
Izozymy<br />
Białka o różnym ładunku będą się przemieszczać w żelu w<br />
polu elektrycznym z różną prędkością.<br />
Pierwsza technika biochemiczna szeroko stosowana w<br />
genetyce populacji: Drosophila pseudoobscura (Lewontin i<br />
Hubby 1966); człowiek (Harris 1966)<br />
CC AB BB AA<br />
+<br />
1 2 3 4<br />
-
Homogenat tkanki lub całego organizmu<br />
Elektroforeza<br />
skrobia<br />
octan celulozy<br />
akrylamid<br />
Specyficzne barwienie<br />
enzymy (kilkadziesiąt)<br />
hemoglobina<br />
transferyny<br />
fot. M. Ratkiewicz
Elektroforeza białek – Allozymy,<br />
Izozymy<br />
Zalety:<br />
Można zbadać stosunkowo dużo loci (30-50)<br />
Metoda tania<br />
Prosty sposób dziedziczenia<br />
Opracowane narzędzia analizy danych<br />
Można badać niemal wszystkie taksony<br />
Ograniczenia:<br />
umiarkowany poziom zmienności<br />
mogą być pod wpływem doboru naturalnego (wiele zastosowań<br />
wymaga markerów neutralnych)<br />
trudności porównywania wyników różnych prac<br />
technika nie nadająca się do automatyzacji<br />
wymaga świeżej lub zamrożonej tkanki<br />
technika prawie zawsze destrukcyjna, dlatego trudną ją<br />
stosować u gatunków rzadkich i chronionych
Techniki DNA<br />
Dają dostęp do zmienności na najbardziej podstawowym<br />
poziomie<br />
Praktycznie nieograniczona liczba markerów<br />
Stosowane dla wszystkich organizmów<br />
Wiele rodzajów, w zależności od potrzeb<br />
Zazwyczaj niedestrukcyjne<br />
Mogą być też nieinwazyjne<br />
Łatwe do automatyzacji i miniaturyzacji
Typowe etapy analizy DNA<br />
pobranie prób<br />
izolacja DNA<br />
genotypowanie<br />
markerów<br />
namnożenie<br />
(PCR)<br />
określonych<br />
markerów
Pobieranie prób do analiz genetycznych<br />
Metody inwazyjne –<br />
Dużo DNA, dobrej jakości<br />
destrukcyjne (zabicie<br />
organizmu !)<br />
niedestrukcyjne (pobranie<br />
krwi, fragmentu tkanki,<br />
włosów, piór, liści)<br />
Metody nieinwazyjne –<br />
Mało DNA, często słabej<br />
jakości<br />
pobranie tzw. śladów<br />
biologicznych pozostawionych<br />
przez zwierzę w terenie<br />
(pióra, włosy, odchody,<br />
wyplówki sów)<br />
Odpowiednie utrwalenie:<br />
wysuszenie, zamrożenie,<br />
alkohol, bufor, itd.
Sekwencje powtarzalne (VNTR- variable<br />
number tandem repeats)<br />
Minisatelity: powtórzenia<br />
ciągów 10-50 pz (np.<br />
GGGCAGGANG),<br />
zlokalizowane głównie w<br />
rejonach centromerów i<br />
telomerów; także<br />
„recombination hotspots”<br />
Mikrosatelity (STR – short<br />
tandem repeats):<br />
powtórzenia ciągów 2-5 pz
Minisatelity – zmienność
Minisatelity – zmienność<br />
Ciecie enzymem<br />
restrykcyjnym w rejonach<br />
flankujących
Profilowanie DNA – genetyczne odciski palców<br />
Całkowity DNA tnie się enzymem restrykcyjnym<br />
Fragmenty rozdziela się w żelu agarozowym – polimorfizm<br />
długości fragmentów restrykcyjnych (RFLP)<br />
DNA przenosi się na membranę i wiąże do niej<br />
Hybrydyzacja ze znakowaną sondą
Profilowanie DNA – genetyczne odciski<br />
palców<br />
Gdy jako sondy użyjemy sekwencji minisatelitarnej,<br />
tworzącej w genomie wiele powtórzeń, każdy osobnik<br />
uzyska indywidualny wzór prążków<br />
Technika idealna dla identyfikacji osobników<br />
(unikatowe profile jak odciski palców)<br />
Trudna technicznie<br />
Wymaga dużo,<br />
dobrej jakości DNA<br />
Ma znaczenie historyczne –<br />
pierwsza technika stosowana<br />
do identyfikacji osobników<br />
w erze przed-PCR (od 1985) r.)<br />
Reprezentuje szerszą<br />
rodzinę technik RFLP<br />
opartych na hybrydyzacji Southerna
Mikrosatelity<br />
Wielokrotne powtórzenia 2-5 nukleotydów<br />
Prawdopodobnie losowo rozmieszczone w genomie<br />
Doskonałe markery w badaniach biologicznych gdyż<br />
wykazują zazwyczaj ogromną zmienność – wiele alleli w<br />
populacji<br />
Bardzo wysokie tempo mutacji (tysiące razy wyższe niż<br />
mutacji punktowych)<br />
Sposób mutacji złożony lecz prawdopodobnie dominuje<br />
poślizg polimerazy DNA<br />
powtórzenie TA<br />
TCATGTACGTTGATATATATATATATATGTCCTGATGTTA<br />
sekwencje flankujące
kapilary<br />
intensywność sygnału<br />
Mikrosatelity: genotypowanie zazwyczaj w<br />
automatycznym analizatorze DNA<br />
PCR ze znakowanymi fluorescencyjnie starterami<br />
locus 1 locus 2<br />
osobnik 1<br />
osobnik 2<br />
osobnik 3<br />
osobnik 4<br />
długość fragmentu
Analiza polimorfizmu długości namnożonych<br />
fragmentów DNA - AFLP<br />
+<br />
1. Cięcie enzymami restrykcyjnymi i ligacja adapterów<br />
setki tysięcy fragmentów
AFLP<br />
uzyskany obraz to setki<br />
prążków<br />
rejestrowanie obecności<br />
lub braku prążka<br />
o danej wielkości<br />
(system 1, 0; dwa allele)<br />
markery dominujące –<br />
nie potrafimy rozróżnić<br />
heterozygot od<br />
homozygot
Sekwencjonowanie DNA metodą<br />
Sangera
Sekwencjonowanie nowej<br />
generacji<br />
Różnorodne technologie umożliwiające sekwencjonowanie<br />
setek milionów lub miliardów par zasad za jednym<br />
zamachem – np. całe genomy<br />
Można sekwencjonować złożoną mieszaninę DNA<br />
Nie wymaga indywidualnego przygotowania matrycy<br />
Zazwyczaj stosunkowo krótkie sekwencje<br />
Obróbka i składanie sekwencji wymagają dedykowanych<br />
programów i dużej mocy obliczeniowej<br />
W praktyce od 2005 roku, cały czas testowane nowe<br />
rozwiązania
Illumina<br />
Amplifikacja „mostkowa” na szkiełku<br />
www.illumina.com<br />
Metzker 2010<br />
Setki milionów skupień, każde >10 3 identycznych<br />
(pochodzących z jednej cząsteczki) cząsteczek DNA
Illumina – sekwencjonowanie<br />
z odwracalnymi terminatorami<br />
Cztery dNTP w każdym cyklu, działają jako<br />
terminator, każdy wyznakowany innym<br />
barwnikiem– elongacja o 1 pz<br />
Odpłukanie niewykorzystanych terminatorów i<br />
obrazowanie<br />
Odcięcie terminatora wraz z barwnikiem –<br />
łańcuch gotowy na kolejnego kroku<br />
wydłużania<br />
Metzker 2010
Polimorfizm Pojedynczych Nukleotydów<br />
SNP – ang. Single Nucleotide Polymorphism<br />
W genomie człowieka około 10-30 mln SNPs (srednio co<br />
1000 pz) o częstości > 1%<br />
Mogą występować w rejonach kodujących i nie<br />
kodujących<br />
Wiele z nich nie ma wpływu na zdrowie i funkcjonowanie<br />
organizmów, ale istnieją SNP, które decydują o<br />
wystąpieniu pewnych chorób czy cech<br />
wiele metod badawczych w tym mikromacierze<br />
pozwalające na jednorazowe genotypowanie nawet<br />
milionów SNP u tysięcy osobników
SNP – metody niskoprzepustowe<br />
Mikrosekwencjonowanie (np. SNaPshot)<br />
Wszystkie dodawane nukleotydy<br />
to terminatory<br />
Wydłużanie tylko o 1 zasadę<br />
Elektroforeza znakowanego<br />
produktu mikrosekwencjonowania<br />
Multipleks<br />
Genotyp<br />
homozygota G
SNP – techniki wysokoprzepustowe<br />
Dostępne komercyjnie<br />
mikromacierze<br />
(np. Affymetrix, Illumina)<br />
pozwalają na milionów<br />
SNP u organizmów<br />
modelowych i człowieka
Użyteczność markerów molekularnych<br />
Identyfikacja<br />
osobników<br />
Zmienność<br />
genetyczna<br />
Zróżnicowanie<br />
genetyczne<br />
allozymy AFLP mikrosatelity SNP sekwencje<br />
genów<br />
jądrowych<br />
sekwencje<br />
cpDNA i<br />
mtDNA<br />
+ ++ +++ + - +<br />
++ + +++ ++ + -<br />
++ + +++ +++ ++ ++<br />
Przepływ<br />
genów<br />
(migracje)<br />
+ + +++ ++ + +<br />
Filogeografia<br />
+ + + ++ +++ +++<br />
Hybrydyzacja<br />
++ ++ ++ +++ +++ +++
Popularność<br />
Wybór markerów molekularnych<br />
Możliwości techniczne, koszt, moda<br />
RFLP<br />
RAPD AFLP<br />
sekwencjonowanie<br />
SNP<br />
allozymy<br />
minisatelity<br />
mikrosatelity<br />
Schlotterer 2004
Wybór markerów molekularnych<br />
Możliwości techniczne, koszt, moda<br />
Seeb et al. 2011
a)<br />
Locus a b c d e f g Śr.<br />
A 6 5 5 6 3 6 6 5,75<br />
H 0,647 0,712 0,718 0,799 0,615 0,737 0,780 0,705<br />
b)<br />
takson<br />
H<br />
Ssaki 0,054<br />
Ptaki 0,054<br />
Gady 0,090<br />
Płazy 0,094<br />
Ryby 0,054<br />
Owady 0,113<br />
Zmienność genetyczna różni się<br />
pomiędzy typami markerów<br />
a) Zmienność loci<br />
mikrosatelitarnych u<br />
szympansów z Gombe (za<br />
Constable i in. 2001)<br />
b) Zmienność allozymów w różnych<br />
grupach zwierząt (za Ward i in.<br />
1992)
Gatunki zagrożone wyginięciem<br />
charakteryzują się niską<br />
zmiennością genetyczną<br />
Żubr – współczesna populacja wywodzi się od 7<br />
osobników<br />
Tylko 4 allele MHC-DRB; bydło>100 alleli (Radwan et al.<br />
2009 Mol. Ecol.16: 531-540)<br />
Ograniczona zmienność także w innych loci (Pertoldi et<br />
al. 2010 Conserv. Genet. 11:627–634
Zmienność genetyczna a żywotność<br />
populacji<br />
Ewolucja na drodze doboru naturalnego<br />
polega na zróżnicowanej rozrodczości i/lub<br />
przeżywaniu osobników różniących się<br />
cechami dziedzicznymi – niska zmienność<br />
ją uniemożliwia<br />
Niska zmienność genetyczna jest cechą<br />
charakterystyczną małych populacji,<br />
zagrożonych inbredem
Zmienność genetyczna<br />
w pojedynczym locus
Genotypy allozymów ovoalbuminy miekkopióra<br />
(Eider duck) Somateria mollissima<br />
Genotyp<br />
FF FS SS razem<br />
liczba 37 24 6 67<br />
częstość 37/67=0,552 24/67=0,358 6/67=0,090 1<br />
p – częstość allelu F; q – częstość allelu S<br />
p = (2*FF + FS)/(2*suma genotypów)<br />
p = (2*37 + 24)/(2*67) = 0,73<br />
q = 1 – p = 0.27
Panmiksja: jednakowe prawdopodobieństwo<br />
kojarzenie się z każdym osobnikiem płci<br />
przeciwnej<br />
Prawo Hardy’ego i Weinberga: w dużej<br />
populacji panmiktycznej, w której nie działa<br />
dobór, nie występują mutacje oraz migracje,<br />
genotypy (homo- i heterozygoty) będą<br />
występować w kolejnych generacjach w tych<br />
samych proporcjach, określonych częstością<br />
występowania alleli w populacjach<br />
Jeżeli:<br />
P - proporcja A<br />
q – proporcja a<br />
to genotypy AA, Aa, aa będą występowały z<br />
częstością odpowiednio: p 2 , 2pq, q 2
Prawo Hardy’ego-Weinberga<br />
haploidalne gamety z allelami<br />
A 1 (częstość p)<br />
A 2 (częstość q)<br />
A 2 A 2 A 2 A 1<br />
łączą się losowo tworząc<br />
diploidalne osobniki o<br />
genotypach:<br />
A 1 A 1 (częstość p 2 )<br />
A 1 A 2 (częstość 2pq)<br />
A 2 A 2 (częstość q 2 )<br />
A 1 A 2<br />
A 1 A 1
Częstość genotypów<br />
jako funkcja częstości alleli
Genotypy allozymów ovoalbuminy miekkopióra<br />
(Eider duck) Somateria mollissima<br />
Genotyp<br />
FF FS SS razem<br />
liczba 37 24 6 67<br />
częstość 37/67=0,552 24/67=0,358 6/67=0,090 1<br />
Częstość<br />
oczekiwana<br />
Liczebności<br />
oczekiwane<br />
P 2<br />
0,533<br />
2pq<br />
0,394<br />
q 2<br />
0,073<br />
35,7 26,4 4,9 67<br />
1<br />
p = 0.73, q = 0.27<br />
Np. oczekiwana liczebność FF = 67 * 0.533 = 35.7
Genotypy allozymów ovoalbuminy miekkopióra<br />
(Eider duck) Somateria mollissima<br />
Genotyp<br />
FF FS SS razem<br />
liczba 37 24 6 67<br />
częstość 37/67=0,552 24/67=0,358 6/67=0,090 1<br />
Częstość<br />
oczekiwana<br />
Liczebności<br />
oczekiwane<br />
P 2<br />
0,533<br />
2pq<br />
0,394<br />
q 2<br />
0,073<br />
35,7 26,4 4,9 67<br />
1<br />
Liczebności obserwowane nie różnią się istotnie<br />
od oczekiwanych (χ 2 =0,51, P=0.47)
Możliwe powody odchyleń od równowagi H-W<br />
Nielosowe kojarzenia<br />
Wzrost proporcji osobników homozygotycznych na skutek<br />
samozapłodnienia<br />
Aa<br />
AA 2Aa aa<br />
AA AA 2Aa aa aa<br />
Efekt Wahlunda<br />
A 1 A 1 A 2 A 2<br />
Dobór naturalny<br />
Migracje
Efekt Wahlunda<br />
Mamy dwie izolowane populacje w równowadze H-W<br />
różniące się częstościami alleli, ale myślimy że<br />
pobieramy próbę z jednej niepodzielonej populacji<br />
populacja I<br />
p = 0.9 q = 0.1<br />
Proporcja heterozygot<br />
2pq = 2 x 0.9 x 0.1 = 0.18<br />
populacja II<br />
p = 0.1 q = 0.9<br />
Proporcja heterozygot<br />
2pq = 2 x 0.1 x 0.9 = 0.18<br />
Nasza próba<br />
p o = 0.5 q o = 0.5<br />
Oczekiwana proporcja heterozygot<br />
2p o q o = 2 x 0.5 x 0.5 = 0.5<br />
Obserwowana proporcja heterozygot 0.18<br />
Pozorny niedobór heterozygot wynika z podziału populacji
Przewaga heterozygot odchyla proporcje<br />
genotypów od równowagi H-W po<br />
zadziałaniu doboru<br />
Częstości przy<br />
urodzeniu<br />
A 1 A 1 A 1 A 2 A 2 A 2<br />
p 2 2pq q 2<br />
Dostosowanie 1-s 1 1-t<br />
Częstości po doborze p 2 (1-s) 2pq q 2 (1-t)
Równowaga H-W dla loci sprzężonych z płcią<br />
samice<br />
samce<br />
X A X A X A X a X a X a X A Y X a Y<br />
p 2 2pq q 2 p q<br />
p=0.8, q=0.2<br />
bez uwzględnienia sprzężenia z płcią:<br />
H e =2pq=0.32<br />
Z uwzględnieniem (równej) proporcji płci:<br />
H e =0.16
Heterozygotyczność oczekiwana H e<br />
(mniej wrażliwa na wlk. próby niż H obs )<br />
H-W: p 2 + 2pq + q 2 = 1<br />
Oczekiwana proporcja heterozygot: 2pq = 1 – p 2 – q 2<br />
Jeżeli w locus mamy 3 allele o częstościach p, q i r, to:<br />
heterozygoty<br />
p 2 + q 2 + r 2 + 2pq + 2pr + 2qr = 1<br />
Ogólnie:<br />
n<br />
H e = 1 - p<br />
2<br />
i=1 i gdzie n-liczba alleli
Bogactwo alleli (allelic richeness): liczba alleli z<br />
poprawką na wielkość próby (metoda rarefakcji, Leberg<br />
2002)<br />
Efektywna liczba alleli n e : liczba alleli dająca<br />
heterozygotyczność oczekiwaną przy równych proporcjach<br />
alleli (bo wówczas zmienność genetyczna najwyższa,<br />
miara mniej wrażliwa na wielkość próby i częstości<br />
rzadkich alleli)<br />
1<br />
n e =<br />
∑pi 2<br />
np. częstości alleli p 1 – p 5 odpowiednio: 0.92, 0.02, 0.02,<br />
0.02 i 0.02,<br />
n e = 1/(0.92 2 + 0.02 2 + 0.02 2 + 0.02 2 + 0.02 2 )=1,17<br />
ale<br />
p 1 =p 2 … = p 5 = 0.2, n e =5
Charakterystyka zmienności na<br />
poziomie sekwencji DNA<br />
zmienność haplotypowa h = 1-∑f i<br />
2<br />
gdzie<br />
f i – częstość haplotypu i<br />
haplotyp – ciąg SNP ( ~ sekwencja DNA)/alleli na<br />
tym samym chromosomie<br />
zmienność nukleotydowa π = ∑π<br />
gdzie<br />
n c<br />
π i,j – proporcja różnych nukleotydów między<br />
sekwencjami i,j<br />
n c =(n-1)n/2 – liczba porównań<br />
ij
Zmienność genetyczna<br />
Cechy poligenowe (ilościowe)
Wiele cech ma charakter ilościowy a nie jakościowy<br />
Cechy ilościowe mają zwykle rozkład normalny, co<br />
sugeruje poligenowe dziedziczenie<br />
<strong>Genetyka</strong> ilościowa zakłada, że na cechę wpływają<br />
efekty środowiskowe i bardzo wiele genów o małych<br />
efektach
V P = V G +V E<br />
V P - zmienność fenotypowa<br />
V G - zmienność genetyczna<br />
V E - zmienność środowiskowa<br />
H 2 = V G /V P<br />
H 2 - odziedziczalność w szerokim sensie<br />
V G = V A + V D + V I<br />
V A - zmienność genetyczna addytywna (związana ze średnimi<br />
efektami alleli na tle innych alleli w danym locus)<br />
V D - zmienność genetyczna dominacyjna<br />
V I - zmienność epistatyczna (wynikająca z interakcji miedzy loci)<br />
h 2 =V A /V P – odziedziczalność w wąskim sensie (podlegająca<br />
doborowi)
A – frekw. p, a – frekw. q; załóżmy p=q=0.5<br />
częstość genotypu wartość cechy (np. śr. liczba pasożytów)<br />
AA – 0.25 2<br />
Aa – 0.5 8<br />
aa – 0.25 10<br />
Średnia wartość osobnika<br />
dziedziczącego A<br />
Średnia w populacji<br />
Addytywny efekt A: (0.25*2*2 + 0.5*8) - (0.25*2 + 0.5*8 + 0.25*10) = 5-7 = -2<br />
Addytywny efekt a: (0.5*8 + 0.25*2*10) - (0.25*2 + 0.5*8 + 0.25*10) = 9-7 = 2<br />
Efekt addytywy zależy tez od częstości genotypów!
Metody szacowania odziedziczalności<br />
h 2 = r , gdzie r -współczynnik regresji potomstwo/rodzice (ale pod<br />
warunkiem eliminacji efektów wspólnego środowiska; często w<br />
tym celu stosuje się korelacją potomstwo/ojciec, wówczas h 2 = 2r)<br />
Zalezność między liczbą jaj<br />
składanych prze matki i córki<br />
śnieżycy (Chen caerulescens)<br />
C=2.54+0,31M<br />
h 2 =2*0,31
Metody szacowania odziedziczalności<br />
h 2 = r , gdzie r -współczynnik regresji potomstwo/rodzice (ale pod<br />
warunkiem eliminacji efektów wspólnego środowiska; często w<br />
tym celu stosuje się korelacją potomstwo/ojciec, wówczas h 2 = 2r)<br />
Zalezność między liczbą jaj<br />
składanych prze matki i córki<br />
śnieżycy (Chen caerulescens)<br />
C=2.54+0,31M<br />
h 2 =2*0,31 Górny pułap – efekty matczyne i<br />
wspólne środowisko gniazda!
Metody szacowania odziedziczalności<br />
Regresja wartości cech fenotypowych na rodowód<br />
(Animal Model): rodowody można odtworzyć w<br />
populacjach naturalnych na podstawie markerów<br />
molekularnych!<br />
Z odpowiedzi na selekcję: h 2 =R/S,<br />
gdzie R -odpowiedź na selekcję (zmiana wartości cechy w<br />
odpowiedzi na selekcję), S – różnica selekcyjna (różnica<br />
między średnią populacji a średnią osobników<br />
selekcjonowanych)
Odziedziczalność determinuje<br />
możliwości adaptacyjne populacji<br />
R = Sh 2<br />
Odpowiedż na dobór na wysokość<br />
dzioba u darwinki czarnej Geospiza<br />
fortis dobrze zgadzała się z<br />
przewidywaniami (za Roff 1997 i Grant i<br />
Grant 1989)
Odziedziczalność cech historii<br />
życiowych jest niższa niż cech<br />
morfologicznych (Stirling i in.<br />
2002)
Odziedziczalność cech<br />
ilościowych jest często<br />
ograniczona u<br />
gatunków zagrożonych,<br />
mają więc zmniejszony<br />
potencjał ewolucyjny<br />
Gatunek<br />
zagrożony<br />
Saguinus<br />
oedipus<br />
Ślimaki:<br />
Partula<br />
taeniata<br />
Partula<br />
saturialis<br />
Cecha h 2 Gatunek<br />
niezagrożony<br />
Masa<br />
ciała<br />
Szer.<br />
muszli<br />
Szer.<br />
muszli<br />
0.35 Ssaki (średnio) Masa<br />
ciała<br />
0.40 Arianta<br />
arbustorum<br />
0.52<br />
Cecha h 2<br />
Szer.<br />
muszli<br />
0.5<br />
0.70
Zmienność dominacyjna V D<br />
V A = 2pq[a+d(q-p)] 2 V D = (2pqd) 2<br />
Historie<br />
życiowe<br />
Fizjologia Morfologia Behawior<br />
V D /V G 54 27 17 24<br />
V D /V P 31 21 13 4
Genetyczne skutki małej<br />
liczebności populacji<br />
Dryf genetyczny<br />
Inbreeding
Dryf genetyczny – zmiany częstości alleli z<br />
powodów losowych, mogące prowadzić do<br />
zaniku zmienności genetycznej<br />
Allel A 3 został<br />
utracony z powodów<br />
losowych
Z populacji o częstościach alleli A 1 i A 2 równych p=0.6 i q=0.4<br />
2 losowe osobniki dają początek następnej generacji<br />
A 1<br />
A 1<br />
A 1<br />
P=p 4 =0.196<br />
A 1<br />
p=0.6<br />
q=0.4<br />
A 1<br />
A 1 A 1<br />
A 2<br />
P=4p 3 q=0.3456<br />
A 1<br />
A 2<br />
A 2<br />
A 1<br />
P=6p 2 q 2 =0.3456<br />
Osobniki te zostaną<br />
utworzone z 4<br />
gamet: rozwinięcie<br />
dwumianu (p+q) 4<br />
A 2<br />
A 2<br />
A 1<br />
A 2<br />
P=4pq 3 = 0.1563<br />
A 2<br />
A 2<br />
A 2<br />
A 2<br />
P=q 4 =0.0256
Dla dowolnej liczby N osobników rozkład będzie<br />
dany:<br />
p + q 2N =<br />
2N<br />
r=0<br />
2N<br />
r<br />
p r q 2N−r<br />
Gdzie r – liczba alleli A 1 , 2N r<br />
=2N!/[r!(N-r)!]<br />
Prawdopodobieństwo wylosowania r alleli A 1 i 2N-r<br />
alleli A 2:<br />
2N<br />
r<br />
p r q 2N−r
Rozkłady częstości allelu A 1 w populacjach<br />
składających się z 10 i 100 osobników
Jeżeli populacja utrzymuje mała liczebność,<br />
prawdopodobieństwo utraty alleli rośnie<br />
p=q=0.5<br />
11111<br />
11111<br />
11111<br />
22222<br />
P=0.5 10 0.5 0 =0.001<br />
P=5!0.5 5 0.5 5 /5!5!=0.246<br />
11111<br />
11222<br />
P=0.17<br />
P=0.7<br />
11111<br />
11111<br />
P=0.028
Dryf genetyczny w populacjach trojszyka (Tribolium<br />
castaneum); wszystkie 24 populacje zaczynały z<br />
częstością allelu determinującego ubarwienie równą 0.6<br />
(Falconer and Mackay 1996)
Wąskie gardło populacyjne (population<br />
bottleneck): okres drastycznego spadku<br />
liczebności populacji<br />
Gatunek<br />
Oryks arabski 10<br />
Żubr europejski 7<br />
Nosorożec indyjski 14<br />
Koń Przewalskiego 12<br />
Tygrys syberyjski 25<br />
liczebność w okresie<br />
wąskiego gardła
Oczekiwana utrata zmienności w czasie 1<br />
generacji wąskiego gardła N=2<br />
gamety częstość H e (2pq) częstość*H e<br />
4A 1 p 4 2*1*0=0 0<br />
3A 1 : 1A 2 4p 3 q 2*¾*¼=0.375 1.5p 3 q<br />
2A 2 : 2A 2 6p 2 q 2 2*½*½=0.5 3p 2 q 2<br />
1A 1 : 3A 2 4pq 3 2*¼*¾=0.375 1.5pq 3<br />
4A 2 q 4 2*0*1=0 0<br />
Suma: 1.5pq(p 2 +2pq+q 2 )<br />
=1.5pq<br />
H 1 /H 0 =1.5pq/2pq=0.75 = 1 – 1<br />
2N
Efektywna wielkość populacji Ne: wielkość<br />
teoretycznej populacji, która traci heterozygotyczność<br />
w takim samym tempie, jak populacja obserwowana<br />
Ne zwykle mniejsza niż N, np. z powodu<br />
Fluktuacji liczebności populacji )<br />
N e ~<br />
t<br />
(1/N t )<br />
Nierównej proporcji płci<br />
N e ~ 4NfNm<br />
N f + N m<br />
Nierówny sukces rozrodczy<br />
N e ~<br />
8N<br />
V km + V kf + 4 , gdzie<br />
V k – wariancja sukcesu rozrodczego (przy losowym kojarzeniu = 2)
Spadek heterozygotyczności i N e<br />
H 1/ H 0 = (1 – 1<br />
2N e )<br />
H 1 = (1 – 1<br />
2N e )H 0<br />
H 2 = (1 – 1<br />
2N e )H 1 = (1 – 1<br />
2N e ) (1 – 1<br />
2N e )H 0 = (1 – 1<br />
2N e )2 H 0<br />
H t = (1 – 1<br />
2N e )t H 0<br />
H t /H 0 = (1 – 1<br />
2N e )t<br />
N e =<br />
1<br />
t<br />
2( H t /H 0 −1)
Populacja wombata<br />
australijskiego Lasiorhinus<br />
krefftii w ciągu 120 lat (12<br />
pokoleń) spadła z ok. 1000<br />
osobników do 25 w roku 1981<br />
(obecnie ok. 70 osobników)<br />
H t /H 0 = 0.41<br />
N e = 6.9
Inbred w małych populacjach
Inbred w małych populacjach
Inbred w małych, losowo<br />
kojarzących się populacjach<br />
Uzyskanie homozygoty IBD w populacji o skończonej wielkości<br />
może nastąpić w wyniku dwóch procesów:<br />
Nowy inbred:<br />
prawdopodobieństwo wylosowania dwóch alleli IBD<br />
= 1/2N<br />
Wylosowanie alleli IBD z powodu inbredu w poprzednich<br />
generacjach:<br />
prawdopodobieństwo wylosowanie dwóch różnych alleli<br />
= 1- 1/2N; proporcja F t-1 będzie IBD z powodu inbedu w<br />
poprzedniej generacji t-1
Inbred w generacji t:<br />
F t = 1<br />
2N + (1 – 1<br />
2N )F t-1<br />
Przyrost inbredu/generację<br />
ΔF = 1<br />
2N<br />
Całkowity inbred po t generacjach:<br />
1- F t = 1 - 1<br />
2N - (1 – 1<br />
2N )F t-1 = (1 – 1<br />
2N )(1- F t-1)<br />
1 – F t = (1 – 1<br />
2N )t (1 –F 0 )<br />
Przyjmując F 0 = 0<br />
F t = 1 – (1 – 1<br />
2N )t
Przyrost inbredu w zależności od wielkości populacji
Spadek heterozygotyczności na skutek<br />
inbredu<br />
Populacja F Genotyp<br />
Kojarzenia<br />
losowe<br />
Całkowity<br />
inbred<br />
Częściowy<br />
inbred<br />
+/+ +/m m/m<br />
0 p 2 2pq q 2<br />
1 p 0 q<br />
F (1-F)p 2 + Fp (1-F)2pq + F*0 (1-F)q 2 + Fq
Spadek heterozygotyczności na skutek<br />
inbredu<br />
Populacja F Genotyp<br />
Kojarzenia<br />
losowe<br />
Całkowity<br />
inbred<br />
Częściowy<br />
inbred<br />
+/+ +/m m/m<br />
0 p 2 2pq q 2<br />
1 p 0 q<br />
F (1-F)p 2 + Fp (1-F)2pq + F*0 (1-F)q 2 + Fq<br />
H o<br />
H = 2pq(1−F)<br />
e 2pq<br />
= 1-F , stąd F =1 - H o<br />
H e<br />
gdzie H 0 –obserwowana, He -oczekiwana
Obliczanie współczynnika inbredu z<br />
rodowodu<br />
A 1 A 2 A 3 A 4<br />
½<br />
½<br />
½<br />
X<br />
½<br />
Pr(X=A 1 A 1 lub A 2 A 2 )<br />
= (0.5) 4 (0.5) 4 + (0.5) 4 (0.5) 4<br />
F X =Pr(X=A 1 A 1 lub A 2 A 2 lub A 3 A 3 lub A 4 A 4 )<br />
=0.0078<br />
=1/16+1/16+1/16+1/16=1/4
Utrzymywanie się<br />
zmienności genetycznej
Podstawowym źródłem zmienności genetycznej są mutacje:<br />
• Korzystne (rzadkie)<br />
• Neutralne<br />
• Szkodliwe (częste)
Utrzymywanie się<br />
zmienności genetycznej<br />
Mutacje neutralne
Częstość nowej mutacji = 1/2N e<br />
Prawdopodobieństwo utrwalenia nowej mutacji = 1/2N e<br />
Liczba mutacji/pokolenie 2N e u, gdzie u – tempo mutacji<br />
Prawdopodobieństwo zastąpienia jednego allelu przez<br />
drugi (tempo ewolucji molekularnej) = 2N e u * 1/2N e = u<br />
H e =<br />
4N e u<br />
4N e u + 1<br />
n e = 4N e u + 1<br />
N e =100, u = 10 -6 : H e = 0.001<br />
N e =10 000 000, u = 10 -6 : H e = 0.99
H e jest zwykle niższa niż przewiduje model<br />
neturalny; niektóre mutacje korzystne, wiele<br />
innych szkodliwych
Utrzymywanie się<br />
zmienności genetycznej<br />
Mutacje szkodliwe: równowaga miedzy mutacjami a<br />
doborem
Model doboru naturalnego przeciw<br />
homozygotom recesywnym<br />
s – współczynnik selekcji, np. s=0.05 – dostosowanie<br />
aa o 5% niższe niż AA i Aa<br />
Genotyp: AA Aa aa Razem<br />
Częstości początkowe p 2 2pq q 2 1<br />
Współczynnik selekcji 0 0 s<br />
Dostosowanie: 1 1 1-s<br />
Częstości po doborze: p 2 2pq q 2 (1-s) 1-sq 2<br />
q 1 =(q 2 (1-s)+pq))/(1-sq 2 )= (q 2 (1-s)+(1-q)q)/(1-sq 2 )=<br />
(q 2 -q 2 s+q-q 2 )/(1-sq 2 )=(q-sq 2 )/(1-sq 2 )
Zmiana częstości na skutek doboru przeciw recesywnym mutacjom:<br />
q 1 =(q-sq 2 )/(1-sq 2 ),<br />
Δq=q 1 -q= (q-sq 2 -q+sq 3 )/(1-sq 2 )= sq 2 (1-q)/(1-sq 2 )<br />
Zmiana częstości na skutek mutacji (u - częstość mutacji/locus/pokolenie)<br />
p 1 = p 0 – p 0 u<br />
Δp = p 0 - p 1 = p 0 – p 0 + p 0 u = p 0 u = (1-q 0 )u<br />
Po uwzględnieniu mutacji i selekcji<br />
Δq = (1-q)u - sq 2 (1-q)/(1-sq 2 )<br />
Równowaga między presją mutacji a doborem<br />
Δq = 0 gdy (1-q)u = sq 2 (1-q)/(1-sq 2 )<br />
q e= √(u/(1+u)s ~ √(u/s)<br />
np. u = 10 -6 , s=0.05, q e = 0,0044<br />
W genomie człowieka średnio kilkaset szkodliwych mutacji (np..<br />
Chun i Fei 2009)
Kimura wykazał, że rozkład lekko szkodliwych mutacji<br />
jest podobny do rozkładu alleli neturalnych (s=0) do<br />
momentu, gdy s
Utrzymywanie się zmienności<br />
genetycznej<br />
Dobór równoważący
Dobór równoważący = mogący utrzymywać<br />
zmienność w loci nieneutralnych<br />
Przewaga heterozygot<br />
Dobór negatywnie zależny od częstości<br />
Dobór fluktuujący w czasie lub przestrzeni
Dobór faworyzujący heterozygoty, np:<br />
Genotyp: AA Aa aa<br />
Dostosowanie: 0.6 1 0.2
Częstość genotypu gospodarza<br />
Dobór zależny od częstości może działać np. na<br />
skutek koewolucji gospodarza i pasożyta<br />
g<br />
G oporny na P<br />
g oporny na p<br />
G<br />
P<br />
Częstość genotypu pasożyta<br />
P
Zmienność genów głównego<br />
kompleksu zgodności tkankowej<br />
MHC<br />
• Białka MHC wiążą antygeny<br />
pasożytów wewnątrzkomórkowych<br />
(MHCI) lub zewnątrzkomórkowych<br />
(MHCII) z wysoką specyficznością<br />
• Geny kodujące klasyczne białka<br />
MHC są silnie polimorficzne<br />
•Zmienność dotyczy głównie<br />
regionów wchodzących w interakcję z<br />
antygenem
Przykłady związków alleli MHC z chorobami i pasożytami<br />
Gen/gatunek<br />
HLA-B53<br />
HLA-B57<br />
Drób<br />
DRB Gerbilus paeba, Rhabdomys<br />
pumilio<br />
MHCI Trzciniak zwyczajny<br />
Heterozygotycznośc MHCII<br />
czawyczy<br />
Heterozygotyczność MHC myszy<br />
Choroba/pasożyt<br />
Malaria (Hill et al. 1991)<br />
HIV (Haynes et al. 1996; Kaslow et<br />
al.1996)<br />
Choroba Mareka (Briles et al. 1977)<br />
Nicienie jelitowe (Harf and Sommer 2005;<br />
Froeschke and Sommer 2005)<br />
Malaria (Westerdahl et al. 2005)<br />
HNV (Arkush et al. 2002)<br />
Oporność na infekcję mieszanymi<br />
szczepami salmonellli (Penn et al. 2002)
Mechanizmy utrzymujące wysoki<br />
polimorfizm genów MHC<br />
dobór faworyzujący heterozygoty:<br />
osobniki produkujące dwa różne białka<br />
MHC mogą związać i zaprezentować<br />
limfocytom więcej antygenów (Doherty<br />
and Zinkernagel 1975)<br />
dobór zależny do częstości: dobór<br />
działający na szybko ewoluujące pasożyty<br />
utrwala formy nie wychwytywane przez<br />
częste genotypy MHC (Bodmer 1972)<br />
zmienność kierunku doboru w czasie<br />
(Hedrick 2002)<br />
preferencje płciowe w oparciu o<br />
podobieństwo MHC (Hedrick 1992)
U susła perełkowanego<br />
zmienność genów MHC spada<br />
w podobnym tempie jak<br />
zmienność neutralna:<br />
S
Zmienność MHC zachowana mimo<br />
spadku zmienności neutralnej<br />
Zmienność MHC spada wraz ze spadkiem<br />
zmienności neutralnej<br />
• Lis wyspowy (Aguillar et al. 2004) • Łosoś atlantycki (Landry and Bernatchez 2001)<br />
• Rudzik nowozelandzki (Miller and Lambert 2004)<br />
• Półdzikie owce (Worley et al. 2006)<br />
• Pstrąg (Campos et al. 2006)<br />
• Pstrąg tęczowy (Aguillar and Garza 2006);<br />
• Traszka alpejska (Babik et al. 2008)<br />
• Łosoś Gila (Peters and Turner 2008)<br />
• Suseł perełkowany (Biedrzycka and Radwan 2008)
Czy utrata zmienności MHC zagraża przetrwaniu<br />
gatunków?<br />
Gatunki zagrożone mogą być bardziej narażone<br />
na infekcję ponieważ:<br />
allele MHC zdolne do prezentacji nowych<br />
antygenów zostały utracone<br />
pasożyty mogą łatwiej przystosowywać się do<br />
częstych alleli MHC
Czy utrata zmienności MHC zagraża<br />
przetrwaniu gatunków?<br />
Gatunki o niskiej zmienności MHC wydają<br />
się bardziej wrażliwe na infekcje<br />
gepard – zakaźne zapalenie otrzewnej (O’Brien 1990)<br />
diabeł tasmański – zakaźny nowotwór (Siddle et al.<br />
2007)<br />
żubr (astwortioza, postithis; Radwan et al. 2007, 2010)<br />
niektóre dawniej zagrożone populacje<br />
zwiększają liczebność mimo małej<br />
zmienności MHC<br />
bóbr (Ellegren et al. 1993, Babik et al. 2005), łoś<br />
północnoamerykański (Mikko i in. 1995)
N e , zmienność genetyczna<br />
i żywotność populacji
Genetycznie zdrowe populacje:<br />
Unikniecie inbredu (na krótką metę): N e > 50<br />
ΔF = 1<br />
2N e<br />
= 1%<br />
Zachowanie potencjału adaptacyjnego: N e > 500 –<br />
5000<br />
utrata heterozygotyczności/pokolenie: 1<br />
2N e<br />
utrata zmienności genetycznej/pokolenie : V A<br />
2N e<br />
przyrost zmienności na skutek mutacji: V m<br />
aby zmienność nie spadała: V m = V A<br />
2N e<br />
N e = V A<br />
2V m<br />
Przy zgrubnych założeniach (opartych o istniejące<br />
oszacowania):<br />
V m = 0.001V E , h 2 = 50%, czyli V A ~V E. N e =<br />
V E<br />
2∗0.001V E<br />
= 500
53% z 743 „wrażliwych”<br />
gatunków roślin w<br />
Kalifornii miało<br />
populacje < 100<br />
osobników (Ellstrand i<br />
Elam 1993)<br />
Efektywne wielkości<br />
populacji to średnio<br />
zaledwie 11%<br />
liczebności cenzusowej
Depresja inbredowa
Depresja inbredowa: spadek wartości<br />
cechy na skutek inbredu<br />
Hipoteza (częściowej) dominacji: inbred może<br />
prowadzić do ujawniania w homozygotach<br />
szkodliwych, recesywnych i częściowo recesywnych<br />
mutacji<br />
Hipoteza naddominacji: zakłada wyższe<br />
dostosowanie heterozygot (naddominację); wzrost<br />
homozygotyczności powoduje spadek dostosowania
Depresja inbredowa: spadek wartości<br />
cechy na skutek inbredu<br />
Hipoteza (częściowej) dominacji: inbred może<br />
prowadzić do ujawniania w homozygotach<br />
szkodliwych, recesywnych i częściowo recesywnych<br />
mutacji<br />
Hipoteza naddominacji: zakłada wyższe<br />
dostosowanie heterozygot (naddominację); wzrost<br />
homozygotyczności powoduje spadek dostosowania
Współczynnik depresji inbredowej:<br />
b x = X O − XI<br />
X O<br />
= 1 - X I<br />
X O<br />
gdzie X 0, X I – wartości cechy odpowiednio u<br />
outbredów i inbredów<br />
Standardowy współczynnik depresji inbredowej:<br />
b X0 = X O − XI<br />
FX O<br />
Spadek wysokości i produkcji<br />
ziaren u kukurydzy na skutek<br />
samopylności (linia<br />
przerywana) lub krzyżówek<br />
w obrębie rodzeństwa.<br />
Współczynnik depresji<br />
wsobnej można też mierzyć<br />
jako nachylenie krzywej<br />
regresji cechy na F
X0 (mediana)<br />
Cechy historii życiowych 0.582<br />
Cechy morfologiczne 0.086<br />
Cechy historii życiowych są<br />
bardziej wrażliwe na inbred niż<br />
cechy morfologiczne (De Rose<br />
i Roff 1999)<br />
Ilustracja: badania Wright et al.<br />
2002 na D. simulans
Depresja inbredowa<br />
często jest dotkliwsza<br />
w trudnych warunkach<br />
środowiska<br />
Rycina: liczba propagul<br />
produkowanych przez Sabatia<br />
angularis
Populacja<br />
izolowana 69 %<br />
zasadnicza 91%<br />
Przeżywalność<br />
potomstwa<br />
Zmije vipera berus z izolowanej z powodu rozwoju rolnictwa<br />
populacji w Szwecji (N e = 15) wykazywały silną depresję<br />
wsobną (Madsen i in. 1996)<br />
W latach 90tych populacja ta była na progu wyginięcia
Wprowadzenie dwudziestu nowych samców do izolowanej<br />
populacji żmij uchroniło ją przed wyginięciem (Madsen i in. 2004)
Poeciliopsis lucida: po wprowadzeni do górnych, silnie<br />
zibredowanych populacji osobników z dołu strumienia, ich<br />
liczebność znacznie wzrosła
Równowaga miedzy mutacjami a doborem<br />
przy inbredzie<br />
Kojarzenia<br />
losowe<br />
Inbred<br />
Mutacje<br />
recesywne<br />
u/s<br />
~<br />
(F 2 + 4u/s) −F<br />
2<br />
Częściowo<br />
recesywne<br />
u<br />
sh<br />
~ u<br />
s(h+F)<br />
h – wsp. dominacyjości: h = 1, selekcja przeciw<br />
heterozygotom równa selekcji przeciw homozygotom
Równowaga miedzy mutacjami a doborem<br />
przy inbredzie<br />
Kojarzenia<br />
losowe<br />
Inbred<br />
Mutacje<br />
recesywne<br />
u/s<br />
~<br />
(F 2 + 4u/s) −F<br />
2<br />
Częściowo<br />
recesywne<br />
u<br />
sh<br />
~ u<br />
s(h+F)<br />
W stanie równowagi w populacji zinbredowanej<br />
utrzymuje się mniej szkodliwych recesywnych<br />
mutacji
Oczyszczanie z depresji inbredowej (purging)<br />
Inbreeding eksponuje efekty recesywnych i<br />
częściowo recesywne mutacje: dobór naturalny<br />
może je usuwać efektywniej<br />
Czy kontrolowany inbreeding może być<br />
zastosowany do oczyszczania genomów gatunków<br />
zagrożonych ze szkodliwych mutacji (Templeton<br />
and Read 1983)?
Efektywność oczyszczania zależy od współczynnika<br />
doboru:<br />
mutacje o małym wpływie na dostosowanie nie są<br />
usuwane, natomiast łatwo utrwala je dryf, co<br />
zwiększa ryzyko ekstynkcji (Hedrick 1994)
Brat-siostra<br />
(7 pokoleń)<br />
I1<br />
I2<br />
I3<br />
I4<br />
BLO1<br />
…<br />
I153<br />
I154<br />
BLO22<br />
O1<br />
O2 …<br />
O1 x O1 (inbreds)<br />
O1 x O2 (outbreds)<br />
.<br />
.<br />
O21 x O22 (outbreds)<br />
O22 x O22 (inbreds)<br />
BLO1 x BLO1 (inbreds)<br />
BLO1 x BLO2 (outbreds)<br />
.<br />
.<br />
BLO21 x BLO22 (outbreds)<br />
BLO22 x BLO22 (inbreds)
Gdyby zaszło oczyszczanie:<br />
o Depresja inbredowa po okresie<br />
kojarzeń krewniaczych niższa<br />
o Płodność outbredów po okresie<br />
kojarzeń krewniaczych wyższa<br />
(wpływ usunięcia częściowo<br />
recesywnych mutacji)<br />
Out<br />
Inbr<br />
BLO<br />
Out<br />
Inbr<br />
Populacja<br />
wyjściowa
Gdyby zaszło oczyszczanie:<br />
o Depresja inbredowa po okresie<br />
kojarzeń krewniaczych niższa<br />
o Płodność outbredów po okresie<br />
kojarzeń krewniaczych wyższa<br />
(wpływ usunięcia częściowo<br />
recesywnych mutacji)<br />
Wyniki:<br />
o Oczyszczanie nieistotne<br />
o 58% linni wsobnych wyginęło<br />
(bezpłodność lub śmiertelność)<br />
KONTROLOWANE OCZYSZCZANIE<br />
NIEEFEKTYWNE I RYZYKOWNE!<br />
Inbr<br />
Out<br />
BLO<br />
Inbr<br />
Out<br />
Populacja<br />
wyjściowa
Fragmentacja i struktura<br />
populacji
Fragmentacja lasu<br />
w stanie San Paulo<br />
w Brazylii
Populacja: grupa osobników żyjących wystarczająco<br />
blisko siebie, by możliwe były kojarzenia między nimi<br />
Fragmentacja prowadzi do podziału populacji i<br />
ograniczenia przepływu genów<br />
a) Żródło – ujście<br />
b) Struktura wyspowa<br />
c) Stepping-stone<br />
d) 2-D stepping stone<br />
e) Metapopulacja
Izolacja prowadzi do zróżnicowania<br />
częstości genów między populacjami<br />
i (przy małej N e ) do utraty zmienności<br />
w niektórych populacjach<br />
P 0 =0.5 P 0 =0.1<br />
Wariancja częstości alleli po t generacjach:<br />
σ p<br />
2<br />
= (1 – 1<br />
2N e )t
Rozkład czestości genu bw 75<br />
w 105 populacjach<br />
D. melanogaster<br />
N=16, p 0 = 0.5
Pomiar fragmentacji: statystyka F<br />
inbred osobników w obrębie sub-populacji czy fragmentu<br />
F IS = 1 - H I<br />
H S<br />
F ST – inbred spowodowany zróżnicowaniem pomiędzy<br />
populacjami<br />
F ST = 1 - H S<br />
H T<br />
F IT – całkowity inbred<br />
F IT = 1 - H I<br />
H T<br />
H I – heterozygotyczność obserwowana (uśredniona dla<br />
wszystkich sub-populacji) H S – heterozygotyczność oczekiwana<br />
dla sub-populacji (uśredniona dla wszystkich sub-populacji)<br />
H T – heterozygotyczność oczekiwana dla populacji traktowanej<br />
jako jedna całość
Przykład 1.<br />
Brak fragmentacji,<br />
nielosowe kojarzenia w<br />
jednej z populacji:<br />
F=1-H o /H e = 1-<br />
(0.2/0.5) = 0.6<br />
H I = (0.5+0.2)/2<br />
= 0.35<br />
Przykład 2.<br />
Fragmentacja, losowe<br />
kojarzenia:<br />
H S = (0.5+0.32)/2<br />
= 0.41<br />
H T = 2*0.35*0.65 = 0,455
Fragmentacja siedliska doprowadziła do znacznej<br />
izolacji populacji susłów perełkowanych na obszarze<br />
Polski i zachodniej Ukrainy (Biedrzycka i Konopiński<br />
2007 na podstawie 11 loci mikrosatelitarnych)<br />
F ST =0.2<br />
F ST =0.03
Stopień izolacji sub-populacji zależy od tempa migracji:<br />
F ST =<br />
1<br />
4N e m + 1<br />
gdzie m = liczba migrantów (przy założeniu symetrycznej<br />
migracji i małej liczby migrantów)<br />
Z wartości F ST można szacować przepływ genów:<br />
1<br />
N e m =<br />
4(FST + 1)
Izolacja przez dystans
Strukturę populacji, tempo migracji, izolację przez<br />
dystans itp. powinno się szacować używając markerów<br />
neutralnych<br />
Geny pod doborem mogą wykazywać zawyżone (z<br />
powodu lokalnych adaptacji) lub zaniżone (z powodu<br />
doboru równoważącego) wartości F ST<br />
Dryf działa na wszystkie<br />
loci tak samo,<br />
a więc neutralne winny<br />
mieć podobne F ST<br />
Dobór<br />
różnicujący<br />
MHC - troć<br />
atlantycka Salmo<br />
trutta<br />
Spodziewamy się<br />
że loci odpowiedzialne<br />
za lokalne adaptacje<br />
będą miały wyższe F ST<br />
Dobór<br />
równoważący<br />
MHC – suseł<br />
perełkowany
Depresja outbredowa
Populacje (podgatunki)<br />
odległe genetycznie:<br />
różnice w liczbie<br />
chromosomów, geny w<br />
różnych loci mogą nie<br />
współdziałać<br />
Niekompatybilność<br />
Dobzhansky’ego-Mullera<br />
Przystosowane do<br />
odmiennych warunków<br />
siedliskowych:<br />
rekombinacja rozbija<br />
korzystne układy<br />
współdziałających alleli<br />
Hetorozygoty mogą być gorzej<br />
dostosowane niż homozygoty<br />
AB i ab mogą współdziałać<br />
lepiej niż Ab i aB
Introdukcje Cottus cognatus z<br />
czystych populacji żródłowych<br />
kończyły się wyższym sukcesem<br />
niż z populacji mieszanych (Huff i<br />
in. 2011)
Ostatnia analiza teoretyczna (Frankham i in. 2011)<br />
wskazuje, że depresja outbredowa może mieć miejsce<br />
gdy:<br />
Populacja są w rzeczywistości odrębnymi gatunkami<br />
Mają utrwalone różnice chromosomowa<br />
Nie wymieniały genów przez co najmniej 500 lat<br />
Zamieszkują odmienne środowiska<br />
ale: dobór naturalny z czasem utrwali korzystne allele<br />
lub ich kombinacje: depresja outbredowa przejściowa<br />
W większości wypadków ryzyko depresji outbredowej<br />
będzie niskie w porównaniu do korzyści z redukcji<br />
inbredu (Frankham i in. 2011).
Jednostki istotne ewolucyjnie ESU (Evolutionarily<br />
Significant Units): populacje zróżnicowane genetycznie<br />
i ekologicznie, podlegające odrębnej <strong>ochronie</strong> (Moritz<br />
1995)<br />
Kryteria: wzajemna monofiletyczność mtDNA,<br />
zróżnicowanie markerów jądrowych ~ podgatunek<br />
Często wyróżnia się na podstawie markerów<br />
neutralnych, tymczasem istotne są loci odpowiadające<br />
za lokalne adaptacje
Jednostki ochrony gatunkowej<br />
(MU - Management Units):<br />
populacje zróżnicowane<br />
ekologicznie i genetycznie, które<br />
powinny być traktowane jako<br />
odrębne (Crandall i in. 2000)<br />
Wymienialność<br />
Genetyczna<br />
Ekologiczna<br />
Niedawna ? ?<br />
Historyczna ? ?<br />
o Genetyczna: na podstawie wielu<br />
loci<br />
o Ekologiczna: cechy historii życia,<br />
morfologiczne, geny<br />
odpowiadające za<br />
przystosowania<br />
+ odrzucenie hipotezy<br />
o wymienialności
Genomika populacji umożliwia odnalezienie regionów<br />
genomu odpowiedzialnych za lokalne adaptacje<br />
Dwie morskie<br />
Morska vs<br />
słodkowodna1<br />
Rozkład F ST wzdłuż<br />
genomu<br />
słodkowodnych i<br />
morskich populacji<br />
ciernika na postawie<br />
45000 SNP<br />
(Hohenlohe i in.<br />
2010)<br />
Morska vs<br />
słodkowodna 2<br />
Morska vs<br />
słodkowodna 3
Rozwiązywanie problemów taksonomicznych<br />
DNA barcoding: na podstawie fragmentu genu oksydazy<br />
cytochromowej (mtDNA); rośliny: chloroplastowe geny rbcL i<br />
matK<br />
Ptaki: między gatunkami 7.3%, w obrębie: 0.43% różnic w<br />
sekwencjach<br />
Problemy:<br />
Dobór działający na sekwencje mtDNA<br />
Inrogresja (np. mtDNA traszki karpackiej pochodzi od traszki<br />
zwyczajnej)<br />
Wędrówka genów mtDNA do jądra<br />
Przepływ genów może zależeć od płci<br />
Barcody definiują MOTU (molecular operational taxonomic units),<br />
a nie gatunki
Rozwiązywanie problemów taksonomicznych<br />
Sekwencje DNA ułatwiają<br />
rekonstrukcję filogenezy,<br />
jednak genealogie<br />
pojedynczych genów nie<br />
zawsze pokrywają się z<br />
genealogiami gatunków<br />
Drzewo zawierające<br />
nowozeladzkie sowice<br />
ciemnolice (Ninox<br />
novaeseelandiae) na<br />
podstawie fragmentu<br />
mtDNA cyt b (metodą<br />
UPGMA); zagrożona<br />
populacja Nofork<br />
Island została<br />
zasilona genami z<br />
Nowej Zelandii
Rozwiązywanie problemów taksonomicznych<br />
Tuatara (Sphenonon punctatus) -<br />
zagrożony wyginięciem, jedyny<br />
przedstawiciel rzędu<br />
Rhynchocephalia, uważany za<br />
jeden gatunek, składa się z trzech<br />
genetycznie zróżnicowanych grup<br />
(Hay i in. 2003)<br />
Podgatunki pum<br />
północnoamerykańskich nie<br />
okazały się istotnie zróżnicowane<br />
genetycznie<br />
Wydaje się, że polegający <strong>ochronie</strong><br />
wilk czerwony jest mieszańcem<br />
wilka z kojotem (Wayne i in. 1996)
Najważniejsze pytania dotyczące<br />
genetyki populacji zagrożonych:<br />
Czy gatunek przeszedł okres wąskiego gardła?<br />
Jaka jest efektywna wielkość populacji?<br />
Czy gatunek utracił zmienność genetyczną?<br />
Czy wykazuje oznaki depresji inbredowej?<br />
Jakie jest jego rozmieszczenie geograficzne/siedliskowe?<br />
Czy populacje ulegają fragmentacji?
Zwiększenie liczebności populacji<br />
Zapewnienie odpowiednio pojemnego siedliska<br />
(rezerwaty, parki narodowe)<br />
Zakaz polowań, walka z kłusownictwem<br />
Eliminacja nienaturalnej konkurencji i drapieżnictwa<br />
Ograniczenie negatywnych, antropogennych czynników<br />
środowiska
Genetyczne programy ratowania małych,<br />
zabiedowanych populacji (genetic rescue)<br />
przez wprowadzanie osobników z innych<br />
populacji<br />
Wprowadzanie osobników<br />
niezinbredowanych<br />
Wprowadzanie osobników<br />
tego samego podgatunku,<br />
ale z innej populacji<br />
Wprowadzania osobników<br />
innego podgatunku<br />
Krzyżowanie osobników z<br />
różnych, małych populacji<br />
Ipomophis aggregata<br />
doprowadziło do poprawienia<br />
parametrów rozrodczych
Ochrona populacji podlegających<br />
fragmentacji środowiska<br />
Poprawa ciągłości siedliska<br />
Tworzenie korytarzy ekologicznych<br />
Sztuczne zwiększenie przepływu genów (do poziomu<br />
historycznego) przez translokacje: idealnie osobniki<br />
zaadaptowane do podobnych warunków środowiskowych<br />
niezinbredowane, zmienne genetycznie<br />
Reintrodukcja (j.w.)
Genetyczne problemy gatunków<br />
inwazyjnych i obcych<br />
5% gatunków<br />
północnoamerykańskich zawleczono z<br />
Europy i vice-versa<br />
Gatunki inwazyjne i obce mają często<br />
niską zmienność genetyczną, ale<br />
pozbawione są naturalnych czynników<br />
regulujących wielkość populacji<br />
W niektórych przypadkach<br />
wielokrotne introdukcje stworzyły<br />
populacje bardziej zmienne niż<br />
naturalne, ułatwiając ich adaptację od<br />
nowego środowiska (np. jaszczurki<br />
Anolis)
Gatunki inwazyjne/obce mogą hybrydyzować z<br />
gatunkami rodzimymi, stwarzając zagorzenie dla ich<br />
integralności genetycznej<br />
Jelenie sika (introdukowane z Azji) mieszają się z jeleniem<br />
szlachetnym (Biedrzycka niepublikowane dane).
Genetyczne problemy populacji hodowanych<br />
w niewoli<br />
Co najmniej 25 gatunków zwierząt, włączając żubra,<br />
oryks arabskiego, konia Przewalskiego, przetrwało tylko<br />
w niewoli<br />
Populacje przetrzymywane w niewoli mogą być<br />
materiałem do reintrodukcji<br />
Mogą służyć do edukacji, badań naukowych<br />
IUCN zaleca zakładanie hodowli, gdy liczebność populacji<br />
w warunkach naturalnych spada poniżej 1000
Genetyczne problemy populacji hodowanych<br />
w niewoli<br />
Utrata zmienności genetycznej<br />
Inbred<br />
Adaptacja do warunków hodowlanych (niekorzystna przy<br />
reintrodukcji)
Metoda minimalizowania średniego pokrewieństwa<br />
można zrównoważyć udział założycieli w populacji<br />
(czyli zwiększyć N e)<br />
Pokrewieństwo – prawdopodobieństwo<br />
posiadania alleli IBD przez 2 osobniki = F<br />
ich wspólnego potomstwa<br />
W planowaniu rozrodu faworyzuje się<br />
osobniki o najmniejszym średnim<br />
pokrewieństwie do innych osobników w<br />
populacji
Unikanie inbredu jest<br />
możliwe tylko przez<br />
niewielką liczbę<br />
pokoleń, musi być<br />
prowadzone od<br />
pierwszego pokolenia<br />
i jest w praktyce<br />
często trudne do<br />
przeprowadzenia<br />
1234 5678
Zmniejszanie tempa adaptacji do<br />
warunków hodowli<br />
Tempo adaptacji: R = Sh 2<br />
Ograniczenie liczby pokoleń w niewoli<br />
Zmniejszenie zmienności genetycznej w<br />
obrębie populacji<br />
Zmniejszenie N (s0.2<br />
Podział na częściowo izolowane<br />
pod-populacje zmniejsza tempo<br />
adaptacji i ułatwia zachowanie<br />
zmienności genetycznej w całej<br />
populacji i zmniejszenie inbredu<br />
przez połączenia podpopulacji<br />
przed re-introdukcją
Inbred może wpływać na sukces re-introdukcji
Populacje reintrodukowane powinny mieć jak największą<br />
zmiennośc genetyczną (np. skrzyżowane osobniki z róznych<br />
populacji)<br />
• osobniki jak najmniej zinbredowane<br />
• jak najwyższa efektywna liczba alleli<br />
jeżeli różne środowiska – najlepiej lokalnie zaadaptowane<br />
Często konflikt interesów<br />
między populacją w niewoli a<br />
reintrodukowaną<br />
Zalecenie: najpierw uwalniać<br />
D, po zdobyciu doświadczenia<br />
B, na koniec A
Informacja o biologii gatunku<br />
N e, historia demograficzna populacji<br />
Struktura populacji i przepływ genów<br />
Identyfikacja imigrantów<br />
Identyfikacja mieszańców<br />
Systemy kojarzeń<br />
Dieta<br />
Geny odpowiadające za lokalne adaptacje
Historia demograficzna populacji<br />
Rozkład liczby różnic między<br />
haplotypami (mismatch<br />
distribution)<br />
a) Populacja stabilna: rozkład<br />
geometryczny<br />
b) Wzrost wykładniczy: nadmiar<br />
stosunkowo dywergentnych<br />
haplotypów (nowe mutacje nie<br />
są tracone przez dryf)<br />
c) Wąskie gardło: większość<br />
haplotypów podobnych,<br />
niewielka liczba nowych<br />
mutacji i starych polimofizmów<br />
d) Fluktuacje wielkości populacji<br />
lub wtórny kontakt
Żółwie morskie powracają na te same<br />
miejsca rozrodu, natomiast mieszają się na<br />
żerowiskach (A, B, C – haplotypy mtDNA)
Identyfikacja imigrantów i<br />
mieszańców<br />
Metody pozwalające na szacownie, na podstawie genotypu<br />
określonego dla wielu części genomu (np. wielu<br />
mikrosatelitów), jaki procent genomu danego osobnika<br />
pochodzi z każdej populacji<br />
Oparte na modelach probablistycznych i twierdzeniu Bayesa<br />
– np. STRUCTURE – stosuje się do badania zarówno<br />
hybrydyzacji między gatunkami jak i migracji między słabo<br />
zróznicowanymi genetycznie populacjami<br />
Lecis et al. 2006
Skład diety żubra na<br />
podstawie analizy pętli p6<br />
chloroplastowego intronu<br />
trnL namnożonego z DNA<br />
wyekstrahowanego z<br />
odchodów (Kowalczyk i in.<br />
2011)
Analiza żywotności populacji<br />
Zmienne<br />
wprowadzane do<br />
symulacji<br />
komputerowych<br />
Algorytm typowej<br />
symulacji
PVA – żubr<br />
Deleszczyk i Bunevich<br />
2009, Biol. Cons.<br />
142:3068-3075<br />
<br />
<br />
Przepływ genów między<br />
populacją polską i białoruską<br />
zwiększyłby zmienność<br />
genetyczną zwłaszcza<br />
populacji białoruskiej<br />
Identyfikacja parametrów,<br />
wpływających na ryzyko<br />
wyginięcia populacji polskiej