De effectieve omvang van een populatie is een sleutelbegrip in de populatiegenetica. Hun kennis stelt ons in staat om het aantal reproductieve individuen in een populatie nauwkeurig te berekenen, wat in sommige situaties enorm nuttig is.
Van het behoud van soorten tot epidemiologische dynamiek in levende wezens, termen zoals degene die we u vandaag laten zien, zijn van essentieel belang voor onderzoekers op meerdere gebieden van de biologie. Vandaag vertellen we je alles wat je moet weten over de effectieve omvang van een dierenpopulatie.
Populatiegenetica: wat is het?
Zoals we al weten, de informatie die de kenmerken van levende wezens bepaalt, is gecodeerd in genen. Een gen is een deel van het chromosoom dat de informatie voor een karakter bevat, zoals het aantal vingers of de kleur van het haar.
Genen zijn bepalend voor het voortbestaan van soorten, omdat de daarin gecodeerde kenmerken het dier beter aanpassen aan zijn omgeving -of niet-. Volgens de evolutietheorie is alleen die soort goed aangepast aan het ecosysteem zal het door de generaties heen gedijen.
Populatiegenetica, kortom, is een tak van de biologie die evolutionaire verschijnselen probeert te verklaren, meestal door de studie van genetische frequenties in een dierenpopulatie.
Enkele basisprincipes van genetica
Genetica is een complexe wetenschap die met zeer abstracte termen omgaat. Deze discipline is echter relatief eenvoudig te begrijpen als bepaalde concepten vooraf duidelijk zijn. We zullen er hieronder een aantal toelichten.
De meeste dieren zijn, net als mensen, diploïde. Dit betekent dat we twee kopieën genetisch materiaal in de kern van elke cel hebben - twee sets homologe chromosomen. Deze kopieën worden geërfd van de moeder en de andere van de vader.
Dit is belangrijk, want afhankelijk van hoe deze kopieën zijn voor een specifiek allel - elk van de manifestaties die een gen kan verwerven -, kan het individu zijn:
- homozygoot, als beide exemplaren hetzelfde zijn. Bijvoorbeeld als het dier van beide ouders het gen heeft geërfd dat de grijze oogkleur bepaalt.
- Heterozygootals elk allel anders is. Bijvoorbeeld als het dier het gen voor grijze ogen heeft geërfd van zijn vader en het gen voor groene ogen van zijn moeder.
Het belang van genetische parameters
Deze schijnbaar gemakkelijk te begrijpen concepten, zijn cruciaal voor het begrijpen van het gedrag van genen in populaties. Opgemerkt moet worden dat bovendien een individu homozygoot kan zijn voor het ene karakter, maar heterozygoot voor een ander.
Populatiegenetica analyseert de verandering in bepaalde parameters van genetische aard in dierpopulaties om evolutionaire effecten te beschrijven. Sommige van deze parameters zijn het aandeel heterozygoten, een sleutelgetal om de evolutie van een allel te begrijpen.
De effectieve omvang van de populatie
In de populatiegenetica is het essentieel om een idee te hebben van de grootte van de broedpopulatie. Hoewel dit misschien zo eenvoudig lijkt als een eenvoudige telling, is het dat in werkelijkheid niet, aangezien de populaties complex zijn. Soms is het aantal mannetjes en vrouwtjes niet evenredig of is de reproductie niet willekeurig.
Het concept van effectieve populatieomvang verwijst naar: tot het aantal individuen op volwassen leeftijd met het vermogen om zich voort te planten. Dit is op veel niveaus relevant, aangezien alleen individuen in de vruchtbare leeftijd genetisch zullen bijdragen aan de volgende generatie.
Vanwege de beperkingen van de berekening van dit concept, genetici nemen hun toevlucht tot het idee van een ideale populatie. Dit concept is een populatie die voldoet aan de volgende kenmerken:
- De paring is willekeurig.
- Alle individuen dragen genetisch bij aan de volgende generatie.
- De generaties ouders en kinderen overlappen elkaar niet.
Als een populatie aan al deze eisen voldoet, effectieve grootte is gelijk aan tellingsgrootte. Helaas is dit bijna nooit het geval. Het is tijd om gebruik te maken van genetische hulpmiddelen om genealogische bomen tussen ouders en kinderen af te leiden en alleen op deze manier zal een geschatte werkelijke effectieve grootte worden verkregen.
Gebruik van effectieve populatieomvang
Vervolgens presenteren we enkele toepassingen van de effectieve populatieomvang in natuurbehoud en biologische kennis.
Fylogeografie
Fylogeografie probeert de geografische spreiding van genetische variatie in populaties te verklaren. Deze discipline kan helpen om het proces van vorming van nieuwe soorten of hun uitsterven te begrijpen.
Om de geschiedenis te reconstrueren, worden genealogieën opgesteld en, dankzij statistische methoden, je kunt de effectieve omvang van een populatie in het verleden schatten.
Wat is het belang van deze kennis? Hierdoor is het mogelijk om in te schatten hoe de omvang van die populatie in de loop van de tijd is veranderd om erachter te komen of bijvoorbeeld een natuurramp een diersoort op de rand van uitsterven heeft gebracht.
Dit gebeurde met bepaalde dieren zoals mammoeten, waarvan de populatie zo uitgeput was dat ze stierven als gevolg van genetische tekortkomingen in hun populatie. Al deze kennis zou ons niet hebben bereikt zonder het gebruik van effectieve populatieomvang.
epidemiologie
De effectieve populatieomvang is een zeer nuttig concept in de epidemiologie. De reden hiervoor is dat als kan worden vastgesteld dat een pathogeen de afstammeling is van slechts één of enkele voorouders, de genetische variatie ervan laag zal zijn. Dit is cruciaal om te voorkomen dat het microscopische agens resistentie ontwikkelt tegen antibiotica of vaccins.
Als daarentegen de oorspronkelijke populatieomvang groot was, zal de variatie groter zijn en zal het moeilijker te controleren zijn vanwege het hoge aanpassingsvermogen, zoals bij griepvirussen het geval is. Zoals we kunnen zien, kunnen deze parameters ook nuttig gebruik voor mensen rapporteren.
Behoud
Zelfs als een populatie dieren erg groot is, dit betekent weinig, al is het maar een klein percentage van hen reproduceert.Door de effectieve omvang van een populatie te kennen, kunnen we inschatten in hoeverre deze wordt bedreigd of op het punt staat te verdwijnen en, dankzij dit, preventieve plannen voor natuurbehoud te implementeren.
Kortom, zoals we kunnen zien, is de effectieve omvang van de bevolking een concept dat enigszins verwarrend en moeilijk te definiëren is. Het is echter uiterst nuttig bij veel toepassingen.
