Inbreeding (příbuzenské křížení) — genetika, dopady a použití
Přehled příbuzenského křížení (inbreedingu): definice, genetické mechanismy, dopady jako inbrední deprese, příklady u rostlin a živočichů, využití v šlechtění a zásady řízení rizik.
Inbreeding (česky příbuzenské křížení) označuje páření nebo křížení organismů, které jsou si blízce příbuzné. Termín pochází z oblasti genetiky a vyjadřuje situaci, kdy potomek má zvýšenou pravděpodobnost zdědit dvě stejné alely od společného předka. V praxi jde o spektrum od mírného sňatku mezi vzdálenými příbuznými po extrémní formy, jako je samoplození u rostlin nebo páření sourozenců.
Galerie obrázků
7 ObrázkyGenetické mechanismy a důsledky
Hlavním genetickým důsledkem inbreedingu je nárůst homozygotnosti a snížení heterozygotnosti v populaci. To zvyšuje šanci, že recesivní škodlivé alely budou v organismech exprimovány, což může vést ke snížení biologické výkonnosti, známému jako inbrední deprese. Typické projevy zahrnují nižší plodnost, pomalejší růst, větší náchylnost k nemocem a nižší přežívání mláďat. Proti tomu stojí procesy jako purging, kdy dlouhodobé inbreedování může odstranit některé škodlivé alely selekcí, ale to není spolehlivé a často s sebou nese ztrátu genetické variability.
Rozdíly a souvislosti
Inbreeding se liší od jiných forem neselektovaného páření — například od outcrossingu, což je křížení nepříbuzných jedinců téhož druhu (členové téhož druhu) a obecně vede k obnovení heterozygotnosti. Mezi příbuzenským křížením a asortativním pářením existují rozdíly: asortativní páření znamená výběr partnera na základě podobných znaků, nikoli nutně příbuznosti. V chovu se rovněž používají pojmy jako linebreeding nebo inbrední kmen, které popisují kontrolované praktiky udržení specifických linií.
Historie, příklady a využití
Historicky byla praxe příbuzenského křížení využívána v šlechtění rostlin i zvířat k vytvoření stabilních linií s žádoucími vlastnostmi. Vědci a šlechtitelé vytvářejí inbrední linie pro zkoumání dědičnosti nebo k získání homogenních experimentálních populací. U rostlin, které mají oboupohlavné květy, je samoplození běžné a vede k rychlé fixaci znaků; u zvířat se inbreeding používá opatrně, protože rizika často převažují nad výhodami.
- V přírodě: malé, izolované populace divokých druhů mohou podléhat inbreedingu, což zvyšuje riziko vyhynutí.
- V zemědělství: selektivní šlechtění využívá kombinace inbreedingu a outcrossingu k udržení i obnově vlastností.
- V laboratořích: modelové organismy jsou často uchovávány jako inbrední linie pro konzistentní výsledky experimentů.
Právní, etické a společenské aspekty
U člověka je příbuzenské páření široce stigmatizováno a většina kultur má pravidla či zákazy vůči incestním svazkům; konkrétní omezení se liší, některé tradice nebo zákony zakazují sňatek i mezi vzdálenějšími příbuznými. Odkazy na kulturní normy a právní úpravy je možné nalézt u pravidel týkajících se incestu a příbuzenství. Z hlediska veřejného zdraví a etiky jsou rizika dědičných poruch hlavním důvodem těchto omezení.
Řízení rizik a praktická doporučení
V managementu populací a chovu se doporučuje sledovat genetickou variabilitu, podporovat výměnu jedinců mezi populacemi (genetic rescue) a v šlechtitelských programech kombinovat cílený inbreeding s pravidelným outcrossingem. V ochraně ohrožených druhů je často klíčové zabránit dlouhodobému uzavření genofondu.
Pro další informace o základních pojmech genetiky a příbuzenského křížení viz také přehledy a výkladové zdroje dostupné online: genetika - vstup, samoplození u rostlin, outcrossing, pojem druh, šlechtění a selekce, inbrední deprese a fitness a právní a kulturní aspekty.
Ztráta genetické variability
Ztráta genetické variability znamená, že mnoho genových lokusů, které byly heterozygotní, je nyní homozygotních. Výsledek mutace obou genů v lokusu může být závažný.
Nejintenzivnější formou příbuzenské plemenitby je samoplození u hermafrodita, při němž se podíl heterozygotů v každé generaci snižuje na polovinu.p139 Aa x Aa (100 %) dává 1 AA: 2 Aa; 1 aa (50 %) atd. Podobný efekt trvá dvakrát déle při páření bratr-sestra a ještě déle při páření ve velmi malých izolovaných skupinách. Posledně jmenovaná situace je známá, protože Sewall Wright provedl své výpočty právě pro takové skupiny a nazval tento proces genetickým driftem. Genetický drift a inbreeding jsou úzce související pojmy.
Míru příbuzenské plemenitby lze měřit různými způsoby. Jednoduchým testem u savců je výměna kožních štěpů. Pokud štěpy nejsou odmítnuty, musí být zvířata geneticky téměř identická. Kožní štěpy lze úspěšně vyměňovat mezi potkany ve standardních laboratorních kmenech a mezi gepardy odchycenými ve volné přírodě.
Diskuse
Čím to je, že příbuzenská plemenitba vede ke ztrátě životaschopnosti? Existují dvě odpovědi a obě se zdají být pravdivé. První je, že skupina s malou genetickou variabilitou je zranitelná vůči problémům prostředí: infekcím, náhlým klimatickým jevům, predátorům. Malé skupiny jsou zranitelné vůči náhodným událostem v každém případě, ale bez dědičné variability jsou ještě zranitelnější.
Druhé vysvětlení je genetické. Některé z homozygotních genů budou škodlivé recesivní geny, které by za normálních okolností byly chráněny dominantní alelou. Také existují některé lokusy, kde je heterozygot ze své podstaty zdatnější než oba homozygoti. V takovém případě příbuzenské křížení automaticky způsobí ztrátu vitality. p103
Mnoho druhů rostlin se v přírodě samoopyluje, ale u velké většiny dochází k občasnému křížení. To jim poskytuje dostatečnou rozmanitost pro jejich přežití.
Související stránky
- Plemeno
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to příbuzenská plemenitba?
Odpověď: Příbuzenská plemenitba je termín z genetiky, který označuje páření blízce příbuzných zvířat nebo rostlin.
Otázka: Co je to samoplození u rostlin?
Odpověď: Samooplození u rostlin je nejextrémnější druh příbuzenského křížení, kdy rostliny nesou samčí i samičí květy na jedné rostlině.
Otázka: Co je to outcrossing?
Odpověď: Křížení je páření nepříbuzných příslušníků téhož druhu.
Otázka: K čemu se používá kombinace inbreedingu a outcrosingu?
Odpověď: Kombinace příbuzenské plemenitby a křížení je standardní metodou umělé selekce.
Otázka: Co je to inbrední kmen?
Odpověď: Inbrední kmen je skupina organismů, která je natolik inbrední, že má malou nebo žádnou genetickou variabilitu.
Otázka: Co je inbrední deprese?
Odpověď: Inbreedingová deprese je snížená kondice, obvykle nedostatečná plodnost a předčasné onemocnění a úmrtí, způsobené příbuzenským křížením.
Otázka: Proč mají téměř všechny kultury tabu incestu u lidí?
Odpověď: Téměř ve všech kulturách je incestní tabu pro lidi, protože příbuzenské křížení je destruktivní.
Související články
Autor
AlegsaOnline.com Inbreeding (příbuzenské křížení) — genetika, dopady a použití Leandro Alegsa
URL: https://cs.alegsaonline.com/art/46987