mĂrimea efectivĂ a populaȚiei-constandache ionela-prezentare
DESCRIPTION
marimea efectiva a populatiei geneticeTRANSCRIPT
MĂRIMEA EFECTIVĂ A POPULAȚIEI.
STUDENTĂ: CONSTANDACHE IONELA
Universitatea Alexandru Ioan Cuza
Facultatea de Biologie
Master Biodiversitatea si productivitatea ecosistemelor An II
• I. În aproape orice aplicație ce are în vedere
conservarea biologică, mărimea populatională este unul din cei mai importanți parametri de urmărit
• Mărimea populației este un număr de individuali care
actual se reproduc și produc propagarea materialului
genetic la generațiile următoare acesta fiind factorul
determinant pentru variația viitoarelor populații
• Mari îngrijorări aduce mărimea efectivulului populațional- Ne –definit ca mărimea populației care
este așteptată, având în vedere frecvențele alelelor
observate presupunând că o populație de
împerechere a fost aleasă în mod aleatoriu.
• Cunoscând rata de mutație μ este posibilă
calcularea parametrului populațional θ astfel :
θ = 4Neμ
• Ne depinde de mai mulți factori dar însă 3 sunt cei mai
importanți:
1. Variația succesului de reproducere (denumit
uneori ca variația mărimii familiei).
Aici Ne este dat de Ne = 4N / ( 2 + 2)
2 este variația în mărimea populației și N este mărimea
actuală a populației
2. Raporturile sexuale inegale. Atunci când există un număr inegal de masculi și femele activi din punct de
vedere reproductiv. Ne este dat de : Ne = 4NmNf / Nm + Nf
3.Fluctațiile populaționale vor afecta Ne. Mai precis
mărimea efectivului populațional este decis de media
armonică
Ne = n / ((1/N1) + (1/N2) + . . . (1/Nn)) Unde n este mărimea probei si N1,N2......Nn este estimarea mărimii
populației temporale.
Există dificultăți considerabile în aplicarea mărimii
efective populaționale la populațiile reale
(Waples și Gaggiotti 2006).
• În teoriile ecologice se presupune că populațiile tind
să persiste într-un echilibru între extincție și colonizare.
Palm si coordonatorii (2003) au evaluat valoarea variației spațio-temporală genetice, și au estimat Ne din 2 populații de pastrăv maro, Salmo trutta folosind date colectate în peste 20 de ani.
II.
• Într-o populație ideală de N indivizi diploizi, fiecare
generație este constituită dintr-o probă de 2N gameți
ce sunt extrași la întâmplare dintre indivizii viitoarei
generații.
• Așadar fiecare individ din populație este considerat
egal în ceea ce privește capacitatea reproductivă, nu
este nici o suprapunere a indivizilor de la o generație la
alta, înmultirea are loc aleatoriu , și populația rămâne la
o mărime constantă peste timp.
• Gameții sunt selectați aleator astfel niște alele purtate
de gameți, accidental vor fi reprezentați de mai multe
alelele.
Există o varietate de metode prin care populația reală
se poate depărta de populația ideală:
Sex ratio inegală, suprapunerea generațiilor,
succesul reproductiv diferențial, și schimbări în mărimea
populației. Aceste deviații produc abaterea de la
predicțiile bazate pe modelul populației ideale
(Hartl și Clark 1989)
• Pentru orice populație nonideală, numărul său
efectiv reprezentat de Ne, este mărimea populației
ideale care a avut același comportament.
• O definiție mai precisă a mărimii efective a populației
trebuie să fie făcută în mod specific în raport cu un proces ce este dependent de mărimea populației
(Ewens,1982).
• Consangvinizarea dimensiunii efective a populației
este definită în raport cu probabilitatea homozigozității cauzată de strămoșii comuni;
varianța dimensiunii efective a populației este
definită cu privire la frecvența genelor peste timp;
totodată extincția dimensiunii efective a populației
este definită în raport cu alelele pierdute din populație
• Încrucișarea selectivă a mărimii efective a populației
• Depresia consangvinizării este o reducere a fitnessului, care are loc în descendenții împerecherilor între persoane înrudite. Cel puțin două mecanisme sunt cauzatoare de despresia consangvinizării
( revizuit de Charlesworth și Charlesworth, 1987).
• Cel ce este mai ușor de demonstrat este creșterea proporției de locusuri genetice care sunt homozigote pentru alelele rare, recesive cu efecte nocive.
• Aceste alele sunt generate de mutație, și poate persista ca o alelă rară în populații mari deoarece ele în general apar ca heterozigoți, ce nu sunt subiectivi la selecție.
• Există două ocazii când ar fi dorit să se obțină o estimare a
consangvinizării dimensiunii efective a populației.
• 1. O estimare a endogamiei Ne dintr-o populație
netulburate ar putea servi drept punct de referință.
• Depresia endogamiei este de așteptat să apară în cazul
în care Ne a devenit brusc mult mai mic. Estimarea ideală
a NE pentru acest scop ar reprezenta o medie pe termen
lung. Astfel,valoarea Ne, ar fi de dorit să fi fost relativ
insensibilă la schimbările pe termen scurt.
• 2. Într-o populație amenințată sau gestionată.
• O estimare a Ne ar putea fi folosită pentru a evalua
eficacitatea unei strategie de management pentru
reducerea endogamiei, mai ales în cazul în care estimările
Ne din populațiile neperturbate au fost disponibile pentru
comparație.
• În acest caz, estimarea ideală a valorii Ne trebuie să
reflecte starea actuală a populației, și nu istoria sa, înainte
de perturbări.
• Varianța dimensiunii eficiente a populației
• Deriva genetică a fost considerată a fi o forță
importantă în evoluție, deoarece aceasta oferă
oportunități pentru schimbări evolutive în afară de
cele care s-ar produce prin selecție naturală
acționând individual, inclusiv divergența genetică
între populațiile izolate.
• În populații mici, schimbările aleatorii în frecvență
genelor ce apar de la deriva genetică poate reduce efectele selecție
• Sewall Wright (1932) susține că evoluția în cadrul
populațiilor poate deveni extrem de limitată, atunci
când variația genetică devine prinsă într-un echilibru
de forțe selective .
• Echilibrul de forțe selective poate preveni formarea
de combinații noi de gene, și potențial avantajoase
• Extincția Dimensiunii efective e populației
• Extincția alelelor de la o populație este ireversibilă
dacă nu există efectiv surse pentru a le reface.
METODE PENTRU ESTIMAREA MĂRIMII EFECTIVE A POPULAȚIEI
1. Metoda temporală
• Waples (1989) a oferit o sinteză generală a metodei temporale, și a testat performanțele sale prin
simulări .Variabila așteptată din frecvența alelei,
E(F) peste t generații dintr-o populație variabila
dimensiunii efective Ne este
• Au fost propuse câteva formule pentru combinarea
datelor de la mai multe alele la un singur locus. Chiar daca nici o altă metodă nu pare să funcționeze
bine în toate situațiile, Nei și Tajima (1981) au
estimat, că Fc pare a fi, în general, de încredere,
unde K este numărul de alele dintr-un locus, x1 este frecvența a alelei ith din proba colectată la
generația 0, și yi este frecvența alelei ith în proba
colectată la generația t .
2. Estimările Ne pe baza secvențelor de ADN
• Descrierea variațiilor genetice în ceea ce privește
diferențele secvențiale a ADN-ului, mai degrabă a
condus prin frecvențele alelelor la dezvoltarea de
modele corespunzătoare " genelor genealogice " în populația genetică (revizuită de către Hudson,
1990).
• Într-un pedigree care urmărește descendenții
strămoșilor, pedigre-ul de gene individuale pot fi de
asemenea urmărite.
3. Migrația
• Migrația este importantă atât ca proces ecologic cât și
ca un proces genetic populațional. Ea are ca efect
ecologic imediat asupra modificării mărimii populației sau
a densității. Colonizarea de noi habitate și recolonizarea
habitatelor ocupate anterior sunt de asemenea
consecințe directe ale migrației. Un mare efect genetic
populațional este că migrația reusește să reducă
divergența genetică între populații, care ar putea în caz
contrar să apară ca rezultat fie al derivei genetice sau al
selecției naturale.
• CONCLUZII
• Deriva genetică și migrația funcționează într-
un interval de timp, și sunt importanti determinanți atât a
viabilităii imediate și a potențialului de adaptare pe
termen lung a speciilor.
• Deriva genetică în populațiile mici poate duce la
depresia consangvinizării și pierderea potențialului
adaptiv. Cu toate acestea, deriva genetică poate juca, de asemenea un rol pozitiv în crearea de oportunități noi
pentru schimbările evolutive.
• Deciziile de management ar trebui să se bazeze pe oconștientizare atât a rolurilor pozitive și negative pe
care deriva genetică și migrația le pot juca.
•