AlegsaOnline.com

Heterózní efekt

Autor: Leandro Alegsa

18-01-2022

Hybridní vitalita (nebo hybridní síla) je lepší aktivita a přežití hybridního potomstva. Odborný termín v genetice je heteróza.

Příbuzenské křížení v normální populaci vede k tomu, že potomci jsou horší, méně zdatní, méně plodní a obvykle nežijí tak dlouho jako rodiče. Opak, outbreeding, vede ke zdatným, zdravým a plodným potomkům. Tento efekt je znám již dlouho. Chovatelé zvířat ho znají od 18. století a Darwin ho podrobně zkoumal u rostlin.

Na druhou stranu, pokud dva rodiče pocházejí z velmi odlišných populací, například z různých poddruhů, obvykle to neplatí. V takovém případě je obvyklejší, že kříženci mají nižší fitness. Muly obvykle nejsou plodné, a to z nich automaticky činí křížence s nižší fitness, jak se tento termín používá v biologii. Jsou to velmi odolná zvířata, ale zanechávají málo potomků. Hádankou pro vědce bylo vysvětlení těchto skutečností.

Genetické teorie

Pokud je populace malá nebo inbrední, má tendenci ztrácet genetickou rozmanitost. Ztráta fitness je způsobena ztrátou genetické rozmanitosti. Inbrední kmeny mají tendenci být homozygotní pro recesivní alely. Recesivní alely bývají mírně škodlivé. Heteróza neboli hybridní vitalita je naproti tomu tendence outbredních kmenů převyšovat oba inbrední rodiče ve fitness.

Na počátku 20. století, poté, co byly Mendelovy zákony pochopeny a přijaty, byla navržena dvě vysvětlení.

Hypotéza dominance. Nežádoucí recesivní alely jednoho rodiče jsou potlačeny dominantními alelami druhého rodiče. Inbrední kmeny ztrácejí genetickou rozmanitost, protože se stávají homozygotními v mnoha lokusech.
Hypotéza nadvlády. Určité kombinace alel, které lze získat křížením dvou inbredních kmenů, jsou pro heterozygota výhodné. Případy, jako je srpkovitá anémie, to vykazují na jednom genovém lokusu a overdominance se vysvětluje tím, že k tomu dochází na mnoha lokusech.

Genetický základ heterózy . Hypotéza dominance. Scénář A. U homozygotního jedince je exprimováno méně genů. Exprese genů v potomstvu se rovná expresi nejzdatnějšího rodiče. Hypotéza naddominance. Scénář B. Nadměrná exprese některých genů u heterozygotního potomka. (Velikost kruhu znázorňuje úroveň exprese genu A).

Současný stav

V současné době se zdá, že první myšlenka nejlépe odpovídá skutečnosti. "Současný názor ... je, že hypotéza dominance je hlavním vysvětlením poklesu příbuzenské plemenitby a vysokého výnosu hybridů".

U rostlin a také u zvířat byl zjištěn epigenetický efekt heterózy. MikroRNA (miRNA) jsou malé nekódující RNA, které potlačují translaci messengerových RNA (mRNA) nebo degradují mRNA. MiRNA mohou mít také vliv na vitalitu hybridů.

Otázky a odpovědi

Otázka: Co je to hybridní vigor?

Odpověď: Hybridní vitalita, známá také jako heteróza, je lepší aktivita a přežití hybridního potomstva.

Otázka: Co se stane, když v běžné populaci dojde k příbuzenskému křížení?

Odpověď: Příbuzenské křížení v normální populaci vede k tomu, že potomci jsou horší, méně zdatní, méně plodní a obvykle nežijí tak dlouho jako rodiče.

Otázka: Co je opakem příbuzenského křížení?

Odpověď: Opakem příbuzenské plemenitby je outbreeding, který vede ke zdatným, zdravým a plodným potomkům.

Otázka: Jak dlouho už chovatelé zvířat vědí o účincích příbuzenské plemenitby?

Odpověď: Chovatelé zvířat vědí o účincích příbuzenské plemenitby již od 18. století.

Otázka: Co Darwin podrobně zkoumal u rostlin?

Odpověď: Darwin podrobně zkoumal účinky křížení u rostlin.

Otázka: Uplatňuje se hybridní vitalita vždy, když dva rodiče pocházejí z velmi odlišných populací?

Odpověď: Ne, pokud jsou dva rodiče z velmi odlišných populací, například z různých poddruhů, hybridní vitalita se obvykle neuplatňuje. V takovém případě je běžnější, že hybridi mají nižší fitness.

Otázka: Proč mají muly nižší fitness, přestože jsou odolná zvířata?

Odpověď: Muly obvykle nejsou plodné, a proto mají automaticky nižší fitness, jak se tento termín používá v biologii. Jsou to velmi odolná zvířata, ale zanechávají málo potomků.