Inbriiding (sugulaspaaritumine): definitsioon, põhjused ja tagajärjed
Inbriiding: definitsioon, põhjused ja tagajärjed — kuidas sugulaspaaritumine mõjutab geneetilist mitmekesisust, tervist ja ühiskondlikke tavasid.
Inbriiding (sugulaspaaritumine) on geneetikas kasutatav termin, mis tähendab lähedalt suguluses olevate isendite paaritumist või ristamist. See viib kooslusesse geneetilise sarnasuseni ja suurendab järglaste homosügoossust — ehk sama alleli olemasolu mõlemal kromosoomil. Paljudel taimedel on äärmuslik vorm inbriidingust: eneseviljastamine, kui üks taim tolmeldab omaenda õisi. See on tavaline liikidel, kus ühel taimel on samaaegselt nii isased kui ka emased õied. Inbriiding on vastandiks outcrossingile, kus paarituvad sama liigi mittesugulased isendid. Sise- ja ristamise kombinatsioon on kunstliku valiku ja tõutöö tavaline meetod, et fikseerida soovitud tunnuseid.
Geneetilised põhjused ja mehhanismid
Inbriiding suurendab tõenäosust, et järglane pärib sama alleli mõlemalt vanemalt — sealhulgas ka kahjulikke retsessiivseid alleele, mis normaalses heterosügootses seisus ei avaldu. Selle tagajärjel võib näha:
- homozygootsuse kasvu ja geneetilise varieeruvuse vähenemist;
- kahanenud vastupanu haigustele ja stressile;
- viljakuse vähenemist, vastsündinute suuremat suremust ja muid fenotüüpilisi kahjustusi — seda nähtust nimetatakse inbriidseks depressiooniks.
Geneetikas kasutatakse inbriidingu taseme mõõtmiseks tihti inbriidingu koefitsienti (F), mis väljendab tõenäosust, et mõlemad allelid on identsed sugulevuse tõttu. Näiteks on vanem-laps ja õde-vend paarituse järglase F ligikaudu 0,25; esimeste tädide/onude või vennatütarde/venda järel sugulaste (esimeste nõbud) korral F ≈ 0,0625.
Tagajärjed ja nähtused
Inbriidne depressioon tähendab sobivuse langust, mis väljendub tavaliselt vähenenud viljakuses, aeglases kasvus, suurenenud haigushästiolus või varajasemas suremuses. Mõned liigid taluvad pikaajalisemat inbriidingut paremini (nt liigid, kelle elutsükkel eeldab eneseviljastamist), teised on selle suhtes väga tundlikud, eriti kui populasioonis on palju kahjulikke retsessiivseid variante.
Kasutus ja juhtimine
Inbriidingut kasutatakse teaduslikes laborisüsteemides ja põllumajanduses, et luua homogeenseid tõulihte või stabiilseid genotüüpe (nt laborihiired, aretustõud). Sellega saab fikseerida soovitud tunnuseid, kuid riskidena tuleb arvestada inbriidse depressiooniga. Vastukaaluks kasutatakse ristamist (outcrossing), et saavutada heteroosi ehk hübriidset vigorit (paremat kasvuvõimet ja viljakust).
Kaitsebioloogias on inbriidingu vähendamine oluline ohustatud liikide elujõulisuse säilitamiseks. Levinud lähenemised on geneetilise monitooringu kasutamine, häirimise (geneetilise immigratsiooni) võimaldamine, paindlik paarituskava (välistades lähisugulaste paaritumise) ja eks situ programmid, mis püüavad säilitada maksimaalset geneetilist mitmekesisust.
Inimeste puhul: kultuurilised ja geneetilised aspektid
Inimsete puhul on sugulaspaaritumine ehk intensiivne sugulus tihti sotsiaalselt või seaduslikult keelatud. Intsest on enamikus kultuurides tabu ja paljudes õigussüsteemides on piirangud lähedaste sugulaste abielule või seksuaalsetele suhetele. Geneetilisest vaatenurgast suurendab lähisugulaste paaritumine riskitõenäosust, et järglased saavad kaks sama kahjulikku retsessiivset alleeli, mis võib põhjustada pärilikke haigusi või kaasasündinud anomaaliaid. Suurenemine sõltub suguluse astmest; näiteks esimeste nõbudega paaritamine võib tõsta kaasasündinud väärarengute absoluutset riski mõne protsendipunkti võrra võrreldes populatsiooni baastasemega (seda kirjeldatakse sageli kui ligikaudu kahekordistumist võrreldes keskmise rahvastiku riskiga).
Kuidas inbriidingut juhtida
- pidada ja analüüsida sugupuud ja arvutada F-koefitsienti;
- hoida piisavalt suurt efektiivset populatsiooni suurust (Ne);
- edendada geneetilist vahetust teiste populatsioonidega (migrandid, ristamine) ohustatud populatsioonides;
- kasutada kaasaegseid genoomilisi meetodeid, et mõõta heterosügoossust ja planeerida paaritusi;
- aretagu eesmärgipäraselt: kombineerida inbriidingut tunnuste fikseerimiseks ja kontrollitud outcrossingut inbriidse depressiooni vähendamiseks.
Terminoloogia selgituseks: inbriidne tüvi on rühm organisme, mis on nii inbriidne, et neil on vähe või üldse mitte geneetilist varieeruvust; inbriidne depressioon tähistab inbriidingust tingitud sobivuse langust (sobivuse vähenemine). Inbriidingu sotsiaalsed ja eetilised küsimused on keerulised ning inimese puhul lisanduvad kultuurilised, juriidilised ja psühholoogilised aspektid; seetõttu reguleeritakse sageli lähisugulastevahelisi suhteid ja abielusid (sugulaste kohta on erinevates ühiskondades ja seadustes erinevad piirangud).
Kokkuvõtvalt: inbriiding on nii loodusteaduste kui ka ühiskondlike normide seisukohalt olulise tähendusega nähtus — see võib olla aretuses ja teaduses kasulik vahend, ent väikestes või kinnistes populatsioonides tekitab see sageli tõsiseid geneetilisi ja ökoloogilisi tagajärgi.
Geneetilise variatsiooni kadumine
Geneetilise varieeruvuse kadumine tähendab, et paljud geenilokid, mis olid heterosügootsed, on nüüd homosügootsed. Kui mõlemad geenid ühes lokaalis on mutantsed, võib see olla tõsine tulemus.
Inbriidingu kõige intensiivsem vorm on hermafrodiidi eneseviljastamine, mille puhul heterosügootide osakaal väheneb igas põlvkonnas poole võrra.p139 Aa x Aa (100%) annab 1 AA: 2 Aa; 1 aa (50%) jne. Sarnane efekt võtab kaks korda kauem aega vendade-õdede paaritamisel ja veel kauem väga väikestes isoleeritud rühmades paaritamisel. Viimane olukord on kuulus, sest Sewall Wright tegi oma arvutused just selliste rühmade kohta ja nimetas protsessi geneetiliseks triiviks. Geneetiline triiv ja inbriiding on omavahel tihedalt seotud mõisted.
Inbriidingu astet saab mõõta mitmel viisil. Imetajate puhul on lihtsaks testiks nahatransplantaatide vahetus. Kui transplantaate ei lükata tagasi, peavad loomad olema geneetiliselt peaaegu identsed. Naha siirdamisi saab edukalt vahetada rottide vahel standardsetes laboritüvedes ja loodusest püütud gepardide vahel.
Arutelu
Miks on nii, et inbriiding toob kaasa elujõulisuse vähenemise? Sellele on kaks vastust ja mõlemad näivad olevat tõesed. Esimene on see, et vähese geneetilise varieeruvusega rühm on haavatav keskkonnaprobleemide suhtes: nakkused, äkilised kliimasündmused, röövloomad. Väikesed rühmad on juhuslike sündmuste suhtes niikuinii haavatavad, kuid ilma päriliku varieeruvuse puudumisel on nad veelgi haavatavamad.
Teine seletus on geneetiline. Mõned homosügootsed geenid on kahjulikud retsessiivsed geenid, mida tavaliselt kaitseks dominantsed alleelid. Samuti on mõned lokaatorid, kus heterosügoot on loomupäraselt sobivam kui kumbki homosügoot. Kui see on nii, siis põhjustab inbriiding automaatselt elujõulisuse vähenemist. p103
Paljud taimeliigid viljuvad looduses isetolmlemise teel, kuid suurel enamusel on aeg-ajalt ka ristumine. See tagab neile ellujäämiseks piisava mitmekesisuse.
Seotud leheküljed
- Tõu
Küsimused ja vastused
K: Mis on inbriiding?
V: Inbriiding on termin geneetikas, mis viitab lähedalt suguluses olevate loomade või taimede paaritamisele.
K: Mis on taimede puhul eneseviljastamine?
V: Eneseviljastamine taimedes on kõige äärmuslikum inbriiding, mille puhul taimed kannavad samal taimel nii isaseid kui ka emaseid õisi.
K: Mis on ristamine?
V: Ümberk ristamine on sama liigi mittesugulaste paaritumine.
K: Milleks kasutatakse inbriidingu ja outcrossingu kombinatsiooni?
V: Inbriidingu ja ristamise kombinatsioon on kunstliku valiku standardmeetod.
K: Mis on inbriiditüvi?
V: Inbriitsetüvi on organismide rühm, mis on niivõrd inbriidne, et neil on vähe geneetilist varieeruvust või puudub see üldse.
K: Mis on inbriidingdepressioon?
V: Inbriidingdepressioon on inbriidingust tingitud vähenenud sobivus, tavaliselt viljakuse puudumine ning varajane haigestumine ja surm, mis on tingitud inbriidingust.
K: Miks on peaaegu kõigis kultuurides inimeste puhul kasutusel intsestitabu?
V: Peaaegu kõigis kultuurides on intsestitabu inimeste suhtes kehtestatud, sest sisemine aretus on hävitav.
Otsige