Вихрь угасания - Extinction vortex

Вихри вымирания представляют собой класс моделей, через которые биологи-экологи, генетики и экологи может понять динамику и классифицировать вымирания в контексте их причин. Эта модель показывает события, которые в конечном итоге приводят к тому, что небольшие популяции становятся все более уязвимыми по мере их постепенного исчезновения. Разработано М. Э. Гилпином и М. Э. Суле в 1986 г. насчитывалось четыре класса вихрей затухания.[1] Первые два (R и D) относятся к относящийся к окружающей среде факторы, влияющие на экосистема или же сообщество уровень, например беспокойство, загрязнение, потеря среды обитания и т. д. В то время как вторые два (F и A) имеют дело с генетическими факторами, такими как инбридинговая депрессия и аутбредная депрессия, генетический дрейф и Т. Д.

Типы вихрей

  • R Vortex: Вихрь R запускается, когда есть возмущение, которое способствует снижению численность населения размер (N) и соответствующее увеличение изменчивости (Var (r)). Это событие может сделать популяции уязвимыми для дополнительных нарушений, которые приведут к дальнейшему уменьшению численности популяции (N) и дальнейшему увеличению изменчивости (Var (r)). Ярким примером этого может быть нарушение соотношение полов в популяции, удаленной от оптимума вида.[нужна цитата ]
  • D Vortex: Вихрь D инициируется, когда размер популяции (N) уменьшается, а изменчивость (Var (r)) увеличивается, так что пространственное распределение (D) популяции увеличивается, и популяция становится «неоднородной» или фрагментированный. Внутри этих фрагментов увеличиваются локальные темпы вымирания, которые через положительный отзыв, дополнительно увеличивает D.
  • F Vortex: F вихрь инициируется уменьшением размера популяции (N), что приводит к уменьшению гетерозиготность, и, следовательно, уменьшение генетического разнообразия. Уменьшение размера популяции делает эффекты генетического дрейфа более заметными, что приводит к увеличению риска инбридинговой депрессии и увеличению популяции. генетическая нагрузка, что со временем приведет к исчезновению.
  • Вихрь: Вихрь A является результатом увеличения воздействия генетического дрейфа на популяцию из-за уменьшения размера популяции. Это соответствует уменьшению генетическая дисперсия что приводит к снижению «адаптивного потенциала популяции» и, в конечном итоге, к вымиранию. Этот вихрь может быть результатом биологическое вторжение, что приводит к крупномасштабным гибридизация и аутбредная депрессия.

Факторы угасания вихря

Факторы окружающей среды: Многие из экологических явлений, которые способствуют вымиранию воронки, происходят за счет сокращения численности населения. Эти события могут включать быстрое уменьшение численности населения из-за болезней, стихийных бедствий и изменения климата. Утрата среды обитания и / или деградация среды обитания также могут вызвать вихрь исчезновения. Другие факторы включают события, которые происходят более постепенно, например чрезмерный вылов (охота, рыбалка и т. Д.) Или чрезмерное хищничество.

Генетические факторы:[2]

Популяции, которые становятся жертвами вихря вымирания, испытывают сильные генетические факторы, которые заставляют и без того небольшие популяции со временем уменьшаться в размерах. Все популяции испытывают генетический дрейф - случайный процесс, который со временем вызывает изменения в генетической структуре популяции. Небольшие популяции особенно уязвимы к быстрым изменениям в генетической структуре популяции из-за случайного отбора образцов гамет. Когда популяция мала, любое изменение аллелей может непропорционально сильно повлиять на популяцию. Таким образом, генетический дрейф приводит к тому, что небольшие популяции теряют генетическое разнообразие.

Кроме того, когда популяции становятся небольшими, инбридинг увеличивается, потому что люди с большей вероятностью будут спариваться с другими, геном которых содержит многие из тех же аллелей. Инбридинг может привести к инбридиновой депрессии в популяции, а это может привести к уменьшению количества потомства, увеличению числа врожденных дефектов, увеличению числа людей, склонных к заболеваниям, снижению выживаемости и воспроизводства (приспособленности), а также снижению генетического разнообразия в популяции. С уменьшением генетического разнообразия возрастает вероятность инбридинга и инбридинговой депрессии.

Другой генетический фактор, который может привести небольшие популяции к спирали вымирания, - это ограниченный поток генов. Например, если население становится изолированным из-за фрагментация среды обитания, темпы миграции уменьшаются или перестают существовать, в результате чего популяция со временем теряет генетическое разнообразие и увеличивается инбридинг. Миграция важна, потому что новые особи из-за пределов популяции почти наверняка добавят новые генетические вариации, которые могут улучшить общую приспособленность популяции.

Одним из примеров роли генетики в исчезновении является случай фрагментированных метапопуляций южных данлинов (Calidris alpine schinzii) на юго-западе Швеции. Эти находящиеся под угрозой исчезновения кулики испытали инбридинг и потерю генетического разнообразия по двум исследованным молекулярным маркерам, что ограничивало выживание и воспроизводство в популяции за счет увеличения инбридинга. Когда родительские данлины с более схожей генетикой спаривались, их потомство имело меньшую вероятность вылупления, а если им удавалось вылупиться, они с большей вероятностью умерли вскоре после вылупления.[3]

Демографические факторы: Демографические факторы, которые участвуют в вихрях вымирания, включают снижение плодовитости, изменения в схемах расселения и снижение плотности населения.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Gilpin, M.E .; Суле, М. Э. (1986). «Минимально жизнеспособные популяции: процессы исчезновения видов». В М. Э. Суле (ред.). Биология сохранения: наука о редкости и разнообразии. Сандерленд, Массачусетс: Синауэр. С. 19–34. ISBN  0-87893-794-3.
  2. ^ Frankham et al. (2017) «Генетическое управление фрагментированными популяциями животных и растений». Глава 3, Инбридинг снижает репродуктивную способность. Oxford University Press: Соединенное Королевство
  3. ^ Бломквист, Д., Паулини, А., Ларссон, М., Флодин, Л. «В ловушке вихря вымирания? Сильные генетические эффекты в сокращающейся популяции позвоночных». (2009) BMC Evolutionary Biology 10:33}