Parenje u srodstvu

Inbreeding je uobičajen u evropskim kraljevskim porodicama, ne samo u kući Habsburg. Slika prikazuje porodično stablo Charlesa II od Španije.

Parenje u srodstvu – odomaćena i oznaka inbriding – je formiranje reproduktivnih veza organizama koji genetički srodni, za razliku od autkrosinga, koji se odnosi na parenja natprosječno genetički nesrodnih jedinki. Po analogiji, termin se koristi i u humanoj reprodukciji, ali se češće odnosi na genetičke poremećaje i druge posljedice koje mogu nastati iz incestnih spolnih odnosa u srodstvu. Ranije je upotrebljavana i sintagma parenje ili brak u krvnom srodstvu, što je zaostatak iz epohe u kojoj se vjerovalo da se svojstva potomaka nasljeđuju putem krvi roditelja.

Ekstremni oblik parenja u srodstu kod biljaka i životinja je samooplodnja ili selfing, tj. parenje jedinke same sa sobom,

U populacijskoj genetici, međutim, inbridingom se smatra svaka ona reproduktivna veza u kojoj su parnjaci genetički sličniji od populacijskog prosjeka.^[1]^[2]^[3]

Posljedice

Posljedica inbridinga je povećana homozigotnost, što može povećati šanse za potomstvo bude pogođeno recesivnom ili štetnom osobinom. To obično dovodi do smanjenja biološke adaptivne vrijednosti populacije (naziva inbriding depresija), što smanjuje sposobnost jedinki da prežive i razmnožavaju se. Jedinka koja nasljeđuje štetne osobine se naziva samooplodna. Izbjegavanju takvih štetnih recesivnih alela, da dođu u homozigotno stanje, uzrokovano inbridingom, preko izbjegavanja mehanizama inbridinga, je glavni razlog za selektivno ukrštanje van srodstva. Križanje jedinki iz različitih populacija često ima pozitivne efekte na osobine koje su bitne za fitnes . Ukrštanje u srodstvu je metod koji se koristi u vještačkoj selekciji . U stočarstvu , uzgajivači mogu koristiti inbriding kada, na primjer, pokušavaju da uspostavi nove i poželjna osobine životinja , ali moraju gledati da se u potomstvu ne pojave i nepoželjne karakteristike, koje se onda mogu eliminirana kroz daljnji selektivnog uzgoj. Inbriding se koristi za otkrivanje štetnih recesivnih alela, koji se onda mogu eliminirati putem asortativnog parenja ili uništavanjem nepoželjnih jedinki. U oplemenjivanju , inbred linije se koriste kao zalihe za stvaranje hibridnih linija kako bi se iskoristili efekti heteroze . Ukrštanje u srodstvu kod biljaka također se prirodno javlja u vidu samooprašivanja .

Pregled

Potomstvo biološki povezanih osoba su predmet mogućeg uticaja inbridinga, kao što su urođene mahane . Šanse pojave takvih poremećaja se povećavaju ukoliko je bliži srodnički odnos bioloških roditelja. (Vidi:koeficijent inbridinga ). To je zato što takva uparivanja povećavaju udio homozigotnih zigota u potomstvu, naročito sa štetnim recesivnim alelima , koji uzrokuju takve poremećaje. To se javlja zato što je većina recesivnih alela rijetke u populacijama , pa je malo vjerojatno da će oba nepovezana bračna partnera biti nositelji recesivnog alela. Međutim, zbog bliske srodnosti, dijele veliki dio svojih alela, pa se vjerovatnoća da se svaki takav alel, koji je naslijeđen od zajedničkog pretka, preko oba roditelja, dramatično povećava. Suprotno uvriježenom mišljenju, inbriding samo po sebi ne mijenja frekvencije alela, već povećava relativni udio homozigota u dominantnom fenotipu. Međutim, zbog povećanog udjela štetnih homozigota, alel je izložen prirodnoj selekciji , pa na duge staze njegova učestalost u inbred populaciji se brže smanjuje. U kratkom roku, zbog incestne reprodukcije se očekuje se da će proizvesti povećanje spontanih pobačaja zigota, perinatalnih smrti i postnatalnog potomstva s urođenim manama. Prednosti reproduktivnih veza u srodstvu može biti rezultat tendencije da se sačuva struktura alela u interakciji sa različitih lokusa, koji su prilagođeni i zajedno izbalansirani tokom zajedničke selekcijske historije.

Malformacije ili štetne osobine mogu ostati unutar populacije zbog visoke stope homozigotnosti i to će izazvati da populacija postane fiksna za određene osobine, kao da previše kostiju u nekom području, kao što je kičmeni stub . Visoka stopa homozigotnosti je loša za populaciju jer razotkriva recesivne štetne alele generirane mutacijama, smanjuje heterozigotnu prednost, a to je štetno za opstanak malih, ugroženih životinjskih populacija. Kada postoje štetni recesivni alela u populaciji, to može izazvati inbriding depresiju. Mnogi sutori smatraju da je moguće da ozbiljnost inbridinške depresija može biti umanjena, ako prirodna selekcija može očistiti štetne alele iz populacije tokom inbreedinga. Ako ta depresija može biti umanjena prirodnom selekcijom nekih osobina, štetnih ili ne, može biti smanjeni i promijenjeni budućnoći izgledi za opstanak male, ugrožene populacije.

Tu može biti i drugih štetnih efekata, osim onik koje su uzrokovane recesivnim bolestima. Tako, slično imuni sistem može biti više ranjiv na zarazne bolesti (vidi MHC i seksualna selekcija). Kada se raspravlja o težini inbridinške depresije, također treba uzeti u obzir i historiju inbridinga u populaciji, između i unutar vrsta. Postoje dokazi da je inbriding sve blaži ako uporno i dugo traje. Ovo je povezano sa razobličavanjem i eliminisanjem ozbiljno štetnih recesivnih alela. To nije vjerovatno, ali ipak, može biti tako potpuno da je inbridinška depresija samo privremena pojava eliminacije. Eliminiranje blago štetne mutacije putem inbridinga pod umjerenom selekcijom nije toliko efikasno.

Za ljudska bića, inbreeding je vrlo destruktivan pojava , a gotovo sve kulture u svijetu su pokušali da se ograniči inbriding npr. zabranom brakovi između rođaci. Krajnji oblik inbriding se zove incest. To je parenja krvnih srodnika unutar nukleusne porodice.

Gubitak genetičke varijacije

Gubitak genetičke varijacije znači da mnogi genskih lokusa koji su heterozigotni postaju homozigotni. Posljedica je pojava oba alel na gena na istom lokusu, pa ispoljavanje štetnih mutacija može imati ozbiljne posljedice.

Najintenzivniji oblik inbriding je samooplodnja kod hermafrodita, u kojoj se udio heterozigota prepolovi u svakoj narednoj generaciji, kako je prikazano u tabeli koja slijedi.

P: Aa x Aa (100%), a u
F₁ generaciji daje: 1 AA: 2 Aa 1 aa , što znači da učestalost heterozigota sada iznosi (50%) od početne, i tako dalje, da bi u
F₁₀ generacije heterozigoti praktično potpuno iščezli, a populacija bila polarizirana na odgovarajuće frekvencije isključivo homozigota AA i aa.
Ilustracija modela gubitka genetičke varijacije kod sapooplodnih organizama

Generacija	AA (%)	Aa (%)	aa (%)
P	–	100	–
F₁	25	50	25
F₂	37,5	25	37,5
F₃	43,75	12,5	43,75
F₄	46,875	6,25	46,875
F₅	48,4375	3,125	48,4375
F₆	49,21875	1,5625	49,21875
F₇	49,609375	0,78125	49,609375
F₈	49,8046875	0,390625	49,8046875
F₉	49,90234375	0,01953125	49,90234375
F₁₀	49,995117187 ≈ 50,0	0,009765626 ≈ 0,0	49,995117187 ≈ 50,0

Sličan učinak traje dvostruko duže u parenju po modelu brat-sestra i duže i dalje sa parenjima u vrlo malim izolovanim grupama. U drugom slučaju je poznato po tome što Sewall Wright je svoj proračun zasnovao na samo takvim grupama i pozvao ih sa procesom genetičkog drifta. Genetički drift i inbriding su usko povezani pojmovi.

Stepen inbreeding može se mjeriti na različite načine. Jednostavan test za sisare je razmjena graftova kože. Ako graftove nisu odbacil, životinje moraju genetički biti gotovo identične. Kože graftova sevmogu uspješno razmijeniti između pacova u standardnh laboratorijskih sojeva, kao i između geparda uhvaćenog u divljini.

Objašnjenja

Zašto je to inbreeding dovodi do gubitka održivosti? Postoje dva odgovora, i oba izgleda da bi mogla biti istinita. Prvi je da je grupa sa malo genetičke varijacije osjetljiv na životne izazove: infekcije, iznenadne klimatske promjene , predatore. Male grupa su podložne većim izgledima iza inbriding, u svakom slučaju, ali bez nasljedne varijabilnosti one su još više ugrožene.

Drugo objašnjenje je genetičko. Neki od homozigotnih gena će biti štetni recesivci koji su obično zaštićeni dominantnim alelima, kada se nađu kod heterozigot. Isto tako, postoje neki lokusi gdje je heterozigot inherentno zdraviji i životno sposobniji nego što su homozigoti. Ta pojava se označava kao heterozigotna superiornost. Ako je tako, inbriding će automatski dovesti do gubitka vigora (životne snage).

Mnoge vrste biljaka imaju samooprašivanje u divljini, ali se kod velika većine povremennesrodam matičnoj populacijio javnja autbriding, tj. ukrštanje sa polenom koji je natprosječno . To im daje dovoljno raznovrsnim za njihov opstanak. Kod ljudi inbriding je vrlo destruktivna pojava pa skoro sve kulture u svijetu nastoje uvesti ograničenja, zabranom sklapanje braka među prvim rođacima. Krajnji oblik inbridinga se zove incest. To je parenje “krvnih srodnika’’ unutar nukleusne porodice (prvih srodnika).^[4]^[5]

Reference

^ Hadžiselimović R. (1986): Uvod u teoriju antropogeneze. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-9344-2-6.
^ Hadžiselimović R. (2005): Bioantropologija – Biodiverzitet recentnog čovjeka. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-2-6.
^ Mayr E. (1970): Populatiomns, species, and evolution – An abridgment of Animal species and evolution. The Belknap Press of Harvard University Press, Cambridge, Massachussets and London, England, ISBN 0-674-69013-3.
^ Darwin C. (1876): The effects of cross and self fertilisation in the vegetable kindon. Murray, London.
^ Maynard S. J.(1998): Evolutionary genetics, 2nd ed. Oxford.

Također pogledajte

[1] Hadžiselimović R. (1986): Uvod u teoriju antropogeneze. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-9344-2-6.

[2] Hadžiselimović R. (2005): Bioantropologija – Biodiverzitet recentnog čovjeka. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-2-6.

[3] Mayr E. (1970): Populatiomns, species, and evolution – An abridgment of Animal species and evolution. The Belknap Press of Harvard University Press, Cambridge, Massachussets and London, England, ISBN 0-674-69013-3.

[4] Darwin C. (1876): The effects of cross and self fertilisation in the vegetable kindon. Murray, London.

[5] Maynard S. J.(1998): Evolutionary genetics, 2nd ed. Oxford.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]