Beltenyésztés: definíció, hatások és genetikai következmények
Beltenyésztés: átfogó magyarázat, genetikai következmények, egészségügyi hatások és megelőzés — tudományos, érthető útmutató a kockázatok és következmények megértéséhez.
A beltenyésztés a genetika egyik fogalma, amely közeli rokonságban álló egyedek párosítását jelenti. Növényeknél az önmegtermékenyítés a beltenyésztés legszélsőségesebb formája: gyakori azoknál a fajoknál, amelyek ugyanazon a növényen hordoznak hím és nőstény virágokat. A beltenyésztés ellentéte az outcrossing, amikor ugyanazon faj nem rokon tagjai párosodnak. A beltenyésztés és az outcrossing kombinációja a mesterséges szelekció gyakori stratégiája, különösen tenyésztési programokban.
Alapfogalmak és következmények
Fontos kifejezések:
- beltenyésztett törzs — olyan egyedcsoport, amely annyira beltenyésztett, hogy genetikai variabilitása nagyon alacsony vagy elenyésző;
- beltenyésztési depresszió — a beltenyésztés által okozott csökkent fitnesz, amely gyakran megnyilvánul termékenységcsökkenésben, korai megbetegedésekben és magasabb halálozási arányban.
Hogyan okoz problémát a beltenyésztés?
A beltenyésztés nagyobb arányban eredményez homozigózitást — vagyis az egyedek génkészletében több, azonos változat jelenik meg mindkét allélhelyen. Ennek következményei:
- recesszív, káros allélok kifejeződése, amelyek heterozigóta állapotban rejtve maradhatnának;
- csökkenő genetikai sokféleség, ami rontja az alkalmazkodóképességet környezeti változások vagy fertőzések esetén;
- nagyobb esély az úgynevezett genetikai teher felhalmozódására (genetic load);
- populációkban a genetikai sodródás (genetic drift) és alapító hatás (founder effect) erősödése, különösen kis populációméret esetén.
Mérése és genetikai fogalmak
A beltenyésztés mértékét gyakran a beltenyésztési együtthatóval (F) jellemzik, amely azt mutatja meg, hogy mekkora az előforduló homozigózitás többlete a véletlenhez képest. A modern genomikai eszközök (SNP-térképek, teljes genom-szekvencia) lehetővé teszik a valódi genetikai sokféleség és a rokonsági viszonyok pontosabb feltérképezését a hagyományos születési fához (pedigree) képest.
Gyakorlati példák és kockázatok
Állattenyésztésben és növénynemesítésben a beltenyésztést időnként tudatosan alkalmazzák bizonyos kívánt tulajdonságok rögzítésére. Ugyanakkor számos kedvezőtlen hatás jelentkezhet: csökkenő terméshozam, rosszabb egészségi állapot, érdekes fajtanevelési problémák (például egyes fajtatiszta kutyafajtáknál megfigyelt örökletes bántalmak).
Természetvédelemben a kicsi, elszigetelt populációk (pl. bizonyos nagyragadozók vagy szigeti fajok) súlyos beltenyésztési problémákkal küzdhetnek. Jó példa a floridai pumapopuláció (Florida panther), ahol a génbevitellel (genetic rescue) sikerült csökkenteni egyes beltenyésztési hatásokat egy közeli populáció egyedeinek betelepítésével.
Lehetséges „megoldások” és megelőzés
A beltenyésztés hatásainak kezelése és megelőzése különböző módszerekkel történik:
- tudatos párosítási rendszerek: outcrossing, rotációs párosítás, keresztezések beiktatása;
- fenotípusos és genomikus szűrés a kockázatos allélok kimutatására és eltávolítására;
- a hatékony populációméret (Ne) növelése a genetikai sodródás csökkentése érdekében;
- genetikai mentés: sperma, petesejt vagy csírasejtek krioprezerválása;
- konzervációs programokban a „genetic rescue” alkalmazása idegen populációkból származó egyedek bevonásával.
Megjegyzés: az ún. purging — amikor a káros recesszív allélek a kiválasztódás révén kirostálódhatnak, és ezáltal hosszabb távon csökken a beltenyésztési depresszió — létező jelenség, de nem mindig megbízható vagy gyors megoldás, és sok tényezőtől függ.
Emberi vonatkozások
Az embereknél a beltenyésztés (konzanguinitás) gyakran növeli bizonyos autoszomális recesszív betegségek és veleszületett rendellenességek kockázatát, különösen, ha a populációkban magas a hagyományos rokonsági házasságok aránya. Szinte minden kultúrában találhatók olyan társadalmi és vallási szabályok vagy jogi tilalmak, amelyek korlátozzák a közeli rokonok közötti házasságot; például sok helyen tiltják az első unokatestvérek közötti házasodást vagy még szorosabb rokonsági fokot.
Fontos azonban hangsúlyozni, hogy a kockázat mértéke a rokonság fokától, a populáció genetikai hátterétől és a speciális betegségek előfordulásától függ, ezért a pontos értékelés szakember feladata.
Összefoglalás
A beltenyésztés eszköz lehet a genetikai tulajdonságok rögzítésére, de jelentős kockázatokkal járhat: növeli a káros recesszív allélek kifejeződését, csökkenti a genetikai sokféleséget és gyakran beltenyésztési depresszióhoz vezet. Állattenyésztésben, növénynemesítésben és természetvédelemben egyaránt fontos a tudatos tervezés, mérések és megfelelő menedzsment a káros hatások minimalizálása érdekében.
A genetikai variáció elvesztése
A genetikai variáció elvesztése azt jelenti, hogy számos génlókusz, amely korábban heterozigóta volt, most homozigóta. Ha egy lokuszon mindkét gén mutáns, az súlyos következményekkel járhat.
A beltenyésztés legintenzívebb formája a hermafrodita önmegtermékenyítés, amelyben a heterozigóták aránya minden generációban megfeleződik.p139 Aa x Aa (100%) 1 AA-t ad: 2 Aa; 1 aa (50%), és így tovább. Hasonló hatás kétszer annyi időbe telik testvér-testvér párosodás esetén, és még hosszabb ideig tart a nagyon kis izolált csoportokban történő párosodás esetén. Ez utóbbi helyzet azért híres, mert Sewall Wright éppen ilyen csoportokra végezte számításait, és a folyamatot genetikai sodródásnak nevezte. A genetikai sodródás és a beltenyésztés szorosan összefüggő fogalmak.
A beltenyésztés mértéke többféleképpen mérhető. Az emlősöknél egyszerű teszt a bőrátültetések cseréje. Ha az átültetések nem lökődnek ki, akkor az állatok genetikailag közel azonosak lehetnek. A bőrátültetéseket sikeresen lehet kicserélni a standard laboratóriumi patkányok és a vadon befogott gepárdok között.
Vita
Miért van az, hogy a beltenyésztés az életképesség csökkenésével jár? Két válasz létezik, és mindkettő igaznak tűnik. Az első az, hogy a kevés genetikai variációval rendelkező csoport sebezhetőbb a környezeti kihívásokkal szemben: fertőzésekkel, hirtelen éghajlati eseményekkel, ragadozókkal szemben. A kis csoportok mindenképpen sebezhetőek a véletlen eseményekkel szemben, de örökletes variabilitás nélkül még sebezhetőbbek.
A második magyarázat genetikai. A homozigóta gének egy része olyan káros recesszív gén lesz, amelyet normális esetben egy domináns allél védene. Vannak olyan lokuszok is, ahol a heterozigóta eleve alkalmasabb, mint bármelyik homozigóta. Ha ez így van, a beltenyésztés automatikusan életerőcsökkenést okoz. p103
Sok növényfaj a természetben önbeporzó, de a nagy többségnél előfordul az alkalmi kereszteződés. Ez biztosítja számukra a túlélésükhöz szükséges változatosságot.
Kapcsolódó oldalak
- Fajta
Kérdések és válaszok
K: Mi az a beltenyésztés?
V: A beltenyésztés a genetika egyik kifejezése, amely a közeli rokonságban álló állatok vagy növények párosítására utal.
K: Mi az önmegtermékenyítés a növényeknél?
V: A növényekben az önmegtermékenyítés a beltenyésztés legszélsőségesebb fajtája, amikor a növények ugyanazon a növényen hím és nőstény virágokat is hordoznak.
K: Mi az az outcrossing?
V: Az outcrossing az azonos faj nem rokon tagjainak párosítása.
K: Mire használják a beltenyésztés és az outcrossing kombinációját?
V: A beltenyésztés és az outcrossing kombinációja a mesterséges szelekció szokásos módszere.
K: Mi az a beltenyésztett törzs?
V: A beltenyésztett törzs olyan szervezetcsoport, amely annyira beltenyésztett, hogy genetikai változatossága csekély, vagy egyáltalán nincs.
K: Mi a beltenyésztési depresszió?
V: A beltenyésztési depresszió a beltenyésztés által okozott csökkent fitnesz, általában a termékenység hiánya, korai megbetegedés és halálozás.
K: Miért van szinte minden kultúrában vérfertőzési tabu az emberekre?
V: Majdnem minden kultúrában van vérfertőzési tabu az emberi lényekre, mert a beltenyészet romboló hatású.
Keres