Populationsengpass

HumansEdit

Nach einem Modell von 1999 trat bei einer Gruppe von Australopithecina ein schwerwiegender Populationsengpass oder genauer gesagt eine vollwertige Speziation auf, als sie vor zwei Millionen Jahren in die als Homo erectus bekannte Art übersiedelten., Es wird angenommen, dass zusätzliche Engpässe aufgetreten sein müssen, seit Homo erectus die Erde betreten hat, aber aktuelle archäologische, paläontologische und genetische Daten reichen nicht aus, um viele zuverlässige Informationen über solche vermuteten Engpässe zu liefern. Allerdings kann die Möglichkeit eines schwerwiegenden artenweiten Engpasses in jüngster Zeit nicht ausgeschlossen werden.

Eine Studie der Rutgers University aus dem Jahr 2005 geht davon aus, dass die Ureinwohner Amerikas vor 1492 die Nachkommen von nur 70 Individuen sind, die die Landbrücke zwischen Asien und Nordamerika überquerten.,

Toba Katastrophentheoreedit

Die umstrittene Toba Katastrophentheorie, die Ende der 1990er bis Anfang der 2000er Jahre vorgestellt wurde, deutete darauf hin, dass ein Engpass der menschlichen Bevölkerung vor etwa 75.000 Jahren aufgetreten ist, was darauf hindeutet, dass die menschliche Bevölkerung auf vielleicht 10.000–30.000 Personen reduziert wurde, als der Toba Supervolcano in Indonesien ausbrach und eine große Umweltveränderung auslöste. Es wurden parallele Engpässe bei Schimpansen, Gorillas, Rhesusmakaken, Orang-Utans und Tigern vorgeschlagen., Die Hypothese basierte auf geologischen Beweisen für plötzlichen Klimawandel und auf Koaleszenznachweisen einiger Gene (einschließlich mitochondrialer DNA, Y-Chromosom-DNA und einiger Kerngene) und dem relativ geringen Grad genetischer Variation beim Menschen.

Nachfolgende Forschungen, insbesondere in den 2010er Jahren, schienen jedoch sowohl das Klimaargument als auch das genetische Argument zu widerlegen. Jüngste Forschungen zeigen, dass das Ausmaß des Klimawandels viel geringer war als von Befürwortern der Theorie angenommen., Genetisches Material, das ausschließlich von Vater oder Mutter geerbt wird, kann entweder über matrilineale oder patrilineale Abstammung in der Zeit zurückverfolgt werden.

Im Jahr 2000 schlug ein Papier über Molekularbiologie und Evolution ein Transplantationsmodell oder einen „langen Engpass“ vor, um die begrenzte genetische Variation und nicht eine katastrophale Umweltveränderung zu berücksichtigen. Dies würde mit Vorschlägen übereinstimmen, dass in Afrika südlich der Sahara die Zahlen zeitweise so niedrig wie 2,000 gesunken sein könnten, vielleicht so lange wie 100,000 Jahre, bevor die Zahlen in der späten Steinzeit wieder zu expandieren begannen.,

Andere Tieredit

Der europäische Bison, auch wisent (Bison bonasus) genannt, war im frühen 20., Die Tiere, die heute leben, stammen alle von 12 Individuen ab und haben eine extrem geringe genetische Variation, was die Fortpflanzungsfähigkeit von Bullen beeinträchtigen kann.

Die Population des amerikanischen Bisons (Bison Bison) ist durch Überjagung zurückgegangen, was fast zum Aussterben um das Jahr 1890 führte, obwohl es sich seitdem erholt hat (siehe Tabelle).

Ein klassisches Beispiel für einen Populationsengpass ist der nördliche Elefantensiegel, dessen Population in den 1890er Jahren auf etwa 30 zurückging.Obwohl er jetzt Hunderttausende zählt, bleibt das Potenzial für Engpässe in Kolonien bestehen. Dominante Bullen können sich mit der größten Anzahl von Frauen paaren — manchmal bis zu 100., Da so viele Nachkommen einer Kolonie von nur einem dominanten Männchen abstammen, ist die genetische Vielfalt begrenzt, wodurch die Art anfälliger für Krankheiten und genetische Mutationen wird. Der goldene Hamster ist eine ähnlich Engpassart, wobei die überwiegende Mehrheit der domestizierten Hamster von einem einzigen Wurf abstammt, der um 1930 in der syrischen Wüste gefunden wurde, und nur sehr wenige wilde goldene Hamster übrig sind.

Ein extremes Beispiel für einen Populationsengpass ist das neuseeländische Schwarzrotkehlchen, von dem jedes Exemplar heute ein Nachkomme eines einzelnen Weibchens namens Old Blue ist., Die Schwarzkehlpopulation erholt sich immer noch von ihrem Tiefpunkt von nur fünf Individuen im Jahr 1980.

Das Genom des Riesenpandas weist auf einen schweren Engpass vor etwa 43.000 Jahren hin. Es gibt auch Hinweise auf mindestens eine Primatenart, den Golden Snub-Nosed Monkey, der zu dieser Zeit ebenfalls unter einem Engpass litt. Es wird vermutet, dass ein unbekanntes Umweltereignis die bei beiden Arten beobachteten Engpässe verursacht hat. Die Engpässe verursachten wahrscheinlich die geringe genetische Vielfalt, die bei beiden Arten beobachtet wurde.,

Andere Fakten können manchmal aus einem beobachteten Populationsengpass abgeleitet werden. Unter den Galápagos-Inseln sind Riesenschildkröten-selbst ein Paradebeispiel für einen Engpass-die vergleichsweise große Population an den Hängen des Alcedo-Vulkans deutlich weniger vielfältig als vier andere Schildkrötenpopulationen auf derselben Insel. DNA-Analysen datieren den Engpass auf rund 88.000 Jahre vor der Gegenwart (YBP). Über 100.000 YBP Der Vulkan brach heftig aus und begrub einen Großteil des Lebensraums der Schildkröte in Bimsstein und Asche.,

Bevor die Europäer in Nordamerika ankamen, dienten Prärien als Lebensräume für größere Präriehühner. Allein in Illinois sank die Zahl der Präriehühner von über 100 Millionen im Jahr 1900 auf etwa 50 im Jahr 1990. Diese Bevölkerungsrückgänge waren das Ergebnis der Jagd und der Zerstörung von Lebensräumen, aber die zufälligen Folgen haben auch zu einem großen Verlust der Artenvielfalt geführt. Die DNA-Analyse, die die Vögel von 1990 und Mitte des Jahrhunderts vergleicht, zeigt einen starken genetischen Rückgang in den letzten Jahrzehnten. Das größere Präriehuhn erlebt derzeit einen geringen Fortpflanzungserfolg.,

Engpässe in der Population stellen eine große Bedrohung für die Stabilität der Artenpopulationen dar. Papilio homerus ist der größte Schmetterling Amerikas und laut IUCN gefährdet. Das Verschwinden einer zentralen Bevölkerung stellt eine große Bedrohung für den Bevölkerungsengpass dar. Die verbleibenden zwei Populationen sind jetzt geografisch isoliert und die Populationen stehen vor einer instabilen Zukunft mit begrenzten verbleibenden Möglichkeiten für den Genfluss.

Genetische Engpässe gibt es bei Geparden.

Selektive züchtungEdit

Engpässe gibt es auch bei reinrassigen Tieren (z.,, hunde und Katzen: Möpse, Persisch), weil Züchter ihre Genpools durch einige (preisgekrönte) Individuen auf ihr Aussehen und Verhalten beschränken. Der umfangreiche Einsatz von wünschenswerten Einzeltieren auf Kosten anderer kann zu einem beliebten Vater-Effekt führen.

Die selektive Zucht von Hunderassen führte zu Engpässen bei den Rassen. Diese Engpässe haben dazu geführt, dass Hunde durchschnittlich 2-3% mehr genetische Belastung haben als graue Wölfe., Die strengen Zuchtprogramme und Bevölkerungsengpässe haben zur Prävalenz von Krankheiten wie Herzerkrankungen, Blindheit, Krebs, Hüftdysplasie, Katarakten und mehr geführt.

Selektive Züchtung zur Erzeugung ertragreicher Kulturen hat zu genetischen Engpässen in diesen Kulturen geführt und zu genetischer Homogenität geführt. Diese verringerte genetische Vielfalt in vielen Kulturen könnte zu einer breiteren Anfälligkeit für neue Krankheiten oder Schädlinge führen, was die globale Ernährungssicherheit bedroht.,

Pflanzenedit

Die Forschung zeigte, dass es im Genom der Wollemi-Kiefer (Wollemia nobilis) unglaublich geringe, fast nicht nachweisbare Mengen an genetischer Vielfalt gibt. Die IUCN fand 2011 eine Populationszahl von 80 reifen Individuen und etwa 300 Sämlingen und Jungtieren, und zuvor hatte die Wollemi-Kiefer weniger als 50 Individuen in freier Wildbahn. Die geringe Populationsgröße und die geringe genetische Vielfalt deuten darauf hin, dass die Wollemi-Kiefer einen schweren Bevölkerungsengpass durchgemacht hat.,

Eine Bevölkerung Engpass entstand in den 1970er Jahren durch die Anstrengungen des gefährdeten Mauna Kea silversword (Argyroxiphium sandwicense ssp. sandwicense). Die kleine natürliche Population von Silverword wurde durch die 1970er Jahre mit ausgepflanzten Individuen erweitert. Es wurde festgestellt, dass alle ausgepflanzten Silberschwertpflanzen Nachkommen der ersten oder nachfolgenden Generation von nur zwei mütterlichen Gründern waren. Die geringe Menge an polymorphen Loci in den ausgepflanzten Individuen führte zum Populationsengpass, der den Verlust des Markerallels an acht der Loci verursachte.