Współczynnik wsobności

Być może słyszałeś lub przeczytałeś, że aksolotle mają "współczynnik inbredu" na poziomie 35%. Być może słyszałeś, że jest to złe. Ale co to tak naprawdę oznacza?

Istnieje wiele błędnych przekonań na temat chowu wsobnego u aksolotli. Niektóre z nich wynikają z nieporozumień z lekcji biologii w szkole średniej i żartów o Uniwersytecie w Kentucky, a inne są celowo propagowane przez nieetycznych hodowców. Mam nadzieję, że uda mi się wyjaśnić kilka z nich.
Aksolotle są wsobne. Wszystkie. BARDZO. Nie tylko te hodowane w niewoli, udomowione - bardzo niewiele pozostałych "dzikich" też jest. Inbreeding to kojarzenie dwóch aksolotli, które są ze sobą spokrewnione.
To trochę rozmyta definicja, tak naprawdę. Wszystkie żywe istoty są spokrewnione w ten czy inny sposób, jeśli spojrzysz wystarczająco daleko wstecz w ich rodzinie. Na przykład wszystkie istoty ludzkie pochodzą od jednej kobiety, która żyła około 200 000 lat temu. My jesteśmy (prawie) wszyscy potomkami jednego mężczyzny, który żył około 74 000 lat temu.
Ogólnie rzecz biorąc, organizm jest uważany za "wsobny" tylko wtedy, gdy jego rodzice byli pierwszymi kuzynami lub bliżej, co skutkuje minimalnym współczynnikiem wsobności 1/16, czyli 6,25%. Jeśli rodzice byliby bratem i siostrą, współczynnik inbredu wynosiłby ¼, czyli 25%.
Oznacza to, że każda losowa para "niespokrewnionych" aksolotli ma wyższy współczynnik inbredu niż Ty, jeśli Twoi rodzice byliby bratem i siostrą! Czy zaczynasz rozumieć, dlaczego tak martwimy się o aksolotle?
Biolodzy mierzą inbreeding używając czegoś, co nazywamy "współczynnikiem inbredu".
Oto definicja: Współczynnik inbredu to prawdopodobieństwo, że dwa allele w dowolnym locus u osobnika są identyczne w wyniku pochodzenia od wspólnego przodka(ów) dwojga rodziców.
Jeśli tego nie zrozumiałeś, to prawdopodobnie nie przykładałeś się zbytnio do biologii w szkole średniej, Nie martw się; nie byłeś sam. Już wyjaśniam...
Aksolotle (i ludzie, i inne kręgowce) mają około 30 000 funkcjonujących genów. Definicja genu zajęłaby kilka stron wyjaśnień, więc uprościmy to i powiemy, że są to instrukcje w DNA dotyczące tworzenia rzeczy. Dla każdej cechy i funkcji twoich komórek masz dwa geny.
Wiele z tych genów od mamy i taty jest identycznych, jak pięć palców u każdej ręki (u większości z nas), a niektóre nie, jak geny koloru włosów i oczu. Jeden z nich otrzymujesz od matki, a drugi od ojca. Na przykład, twoja matka przekazała ci gen odpowiedzialny za kształt płatków uszu, podobnie jak twój ojciec.
Oznacza to, że połowę genów na wszystko otrzymujesz od matki, a połowę od ojca. Otrzymujesz te geny w sposób losowy.
Jeśli twój ojciec ma czarne włosy, ale jego matka była ruda, to ma on rude włosy, czyli ma jeden gen na rude i jeden na czarne. Kiedy wyprodukował spermę, połowa z nich otrzymała gen na rude włosy, a połowa na czarne. Każde z jego dzieci ma ½ szansy na odziedziczenie genu rudych włosów. Oznacza to, że prawdopodobieństwo, że zarówno ty, jak i twoje rodzeństwo otrzymaliście gen rudości od ojca wynosi ¼, czyli 25%. Jeśli spłodzisz dziecko ze swoim rodzeństwem, dziecko otrzyma połowę twoich genów i połowę genów twojego rodzeństwa, więc prawdopodobieństwo, że twoje dziecko odziedziczy gen rudych włosów, który twój ojciec otrzymał od swojej matki, jest równe prawdopodobieństwu, że twój ojciec go otrzymał (½), pomnożonemu przez prawdopodobieństwo, że ty go otrzymałeś od niego (½), pomnożonemu przez prawdopodobieństwo, że twoje rodzeństwo go otrzymało (½), pomnożonemu przez prawdopodobieństwo, że ty przekazałeś go swojemu dziecku (½), co daje w sumie 1/16, czyli 6,25%.
Tak właśnie obliczamy współczynnik inbredu, gdy znamy zależności między organizmami. Liczymy liczbę pokoleń między dwoma osobnikami, a następnie bierzemy ½ do potęgi tej liczby pokoleń plus jeden. W opisanej przed chwilą sytuacji między tobą a twoim rodzeństwem są trzy pokolenia: (1) twoi rodzice, z powrotem do (2) twoich dziadków, potem znowu w dół do (3) twoich rodziców. Następnie dodajesz jedno dla swoich poważnie zdezorientowanych dzieci.
Wzór (Sewell Wright, 1922) to F = (½) do potęgi n, gdzie F to współczynnik inbredu, a n to liczba pokoleń między osobnikami hodowlanymi plus jeden dla ich potomstwa.
Pamiętaj, że jest to zbytnie uproszczenie, bo jeśli kojarzysz się z rodzeństwem, to jest całkiem spora szansa, że w Twojej rodzinie już się to wcześniej zdarzyło. Jeśli twoi rodzice byli już wsobni, to musisz dodać ich współczynnik wsobności do wzoru, aby uzyskać współczynnik wsobności twoich dzieci. Będziesz musiał poczekać na moją książkę lub trochę pogooglować, żeby dowiedzieć się, jak zastosować to równanie.
Wszystko to oznacza, że aby aksolotle miały współczynnik inbredu na poziomie 35%, nawet pozornie "niespokrewnione" aksolotle są genetycznie znacznie bliżej spokrewnione niż normalne ludzkie rodzeństwo!
Współczynnik chowu wsobnego można również oszacować poprzez policzenie liczby genów, ile zwierzę ma homozygot (są identyczne) dla każdej cechy i porównanie tego z liczbą, która byłaby homozygotyczna przez przypadek, lub poprzez sprawdzenie, jak bardzo tendencja do dziedziczenia genu różni się od oczekiwanej normy. Na przykład, w mojej okolicy w Indianie widziałem jelenie albinosy dwa razy w ciągu 50 lat; gen dla albinosów jest rzadki, więc prawdopodobieństwo odziedziczenia dwóch kopii genu i bycia albinosem jest bardzo niskie. Jeśli nagle znajdę wiele jeleni albinosów na mojej posesji, oznacza to, że jelenie otrzymują dwie kopie genu w tempie, które jest wyższe niż oczekiwane przez przypadek, gdyby rozmnażały się normalnie. oznacza to, że coś się zmieniło, co powoduje, że jelenie są wsobne. Używając odrobiny matematyki, której nie mam czasu tutaj wyjaśnić, możesz użyć frakcji albinosów w populacji do oszacowania współczynnika inbredu. Można to zrobić jeszcze dokładniej, jeśli weźmie się pod uwagę częstotliwość występowania wielu genów jednocześnie.
W ten sposób naukowcy szacują, że nasza hodowana w niewoli populacja aksolotli ma IC na poziomie 35%.
I na wypadek, gdybyś myślał, że jest to problem tylko dla aksolotli hodowanych w niewoli, pomyśl jeszcze raz. Populacja aksolotli na wolności została zredukowana z wielu milionów do kilkuset sztuk w ciągu zaledwie kilku dekad. Wraz ze spadkiem populacji spada również liczba różnych genów w populacji (duh). Nazywamy to "genetycznym wąskim gardłem".
Co gorsza, dla każdego aksolotla jest teraz mniej potencjalnych partnerów, a one nie są zbyt wybredne. Z niewielką ilością dostępnych partnerów i bardzo ograniczoną przestrzenią dla nich, są one bardziej skłonne do łączenia się z bliskim krewnym. Wynikiem tego jest chów wsobny - który w Xochimilco postępuje w coraz szybszym tempie od czasu, gdy Imperium Azteków zaczęło budować miasta, chinaampas i tamy, ale w ostatnich dwóch dekadach uległ OGROMNEMU nasileniu, gdy ludzie wprowadzili drapieżne ryby i zwiększyli zanieczyszczenie środowiska.
Problem został pogorszony przez ludzi o "dobrych intencjach", którzy wypuścili zwierzęta hodowane w niewoli z powrotem do Xochimilco.
Hodowane w niewoli zwierzęta nie zwiększają różnorodności genetycznej dzikiej populacji i prawdopodobnie wprowadzają większy procent genów, które możemy znaleźć w naszych akwariach, ale zmniejszają prawdopodobieństwo przetrwania w warunkach naturalnych.
Hodowcy aksolotli są odpowiedzialni za ograniczenie efektu chowu wsobnego w jak największym stopniu poprzez prowadzenie starannych zapisów rodowodowych i genetycznych swoich zwierząt, a także dystrybucję do handlu domowego zwierząt o jak najniższym współczynniku inbredu i jak największej różnorodności genetycznej...
- Pamiętajcie o tym, że zwierzęta są trudne do oznaczenia jako młode i BĘDĄ się rozmnażać, jeśli trafi się samiec i samica.
Najważniejsze: Wypadki i błędy się zdarzają. Wszystkie niezamierzone jaja powinny być natychmiast zutylizowane. NIE NALEŻY ICH WYLĘGAĆ I HODOWAĆ.
- Tylko mutacje lub krzyżowanie z innymi gatunkami Ambystoma może zwiększyć ich różnorodność genetyczną. Oczywiście, jeśli hybrydyzuje się je z innymi gatunkami, to tak naprawdę nie są już aksolotlami - co już niestety się stało.
- Prawdopodobieństwo, że dwa aksolotle w posiadaniu jednej osoby są blisko spokrewnione (jako drugie kuzynostwo lub bliższe) jest BARDZO wysokie. Odpowiedzialna hodowla wymaga utrzymywania wielu par hodowlanych i starannej dokumentacji rodowodowej przez wiele pokoleń.