근친교배 우울증

Inbreeding depression
델피니움 넬슨이의 근친교배 우울증.A. 자손 코호스와 [1]B.progenylifespan의 전반적인 적합성은 자손들이 수용체 식물 가까이에서 꽃가루를 채취한 교배 결과일 때 모두 낮았다.

근친교배 우울증은 근친교배(관련된 개체의 번식)로 인해 발생할 수 있는 생물학적 적합성의 저하이다.생물학적 적합성은 생존하고 유전 물질을 영속시키는 유기체의 능력을 말한다.근친교배 우울증은 종종 개체군의 병목현상으로 인해 발생한다.일반적으로 번식 개체군 내에서 유전자 변형이나 유전자 풀이 높을수록 근친교배 우울증과 근친교배 우울증이 동시에 발생할 수 있지만 근친교배 우울증에 걸릴 가능성은 낮아진다.

근친교배 우울증은 대부분의 유기체 집단에서 나타나는 것처럼 보이지만, 짝짓기 체계에 따라 다릅니다.자아의 반복적인 세대가 개체군으로부터 유해 대립 유전자를 제거하는 것으로 생각되기 때문에, 헤르마프로디트 종은 종종 이종 교배종보다 근친교배 우울증을 보입니다.예를 들어, 교잡 선충(회충)인 케노하브디티스 레마네이는 근친교배 [2]우울증을 겪는 암수동체 친척인 C. 엘레건과 달리 근친교배 우울증을 심하게 앓고 있는 것으로 밝혀졌다.

메커니즘

근친교배 우울증의 예

근친교배(즉, 가까운 관계인 개체 간의 교배)는 짝짓기의 게놈이 더 유사하기 때문에 더 많은 열성적 특성을 드러낸다.열성 특성은 양쪽 부모의 게놈에 존재하는 경우에만 자손에게 발생할 수 있다.부모가 유전적으로 비슷할수록 자녀에게 열성적인 특성이 더 자주 나타난다.대부분의 유전자가 정제 선택(호모 접합 상태가 선호됨)을 거치고 있기 때문에 이것은 일반적으로 긍정적인 영향을 미친다.그러나, 매우 가까운 친척의 개인에게는, 부적합한 [3]개인들을 야기할 수 있는 자손의 호모 접합 유해 유전자의 가능성이 증가하고 있다.헤테로 접합 및/또는 호모 접합 우성 상태에서 이점을 주는 대립 유전자에 대해서는 호모 접합 회귀 상태의 적합성이 제로(무균 또는 생존 불가능한 자손을 의미함)일 수도 있다.

근친교배 우울증의 예는 오른쪽에 나와 있다.이 경우 a는 음의 영향을 미치는 열성 대립 유전자이다.표현형이 활성화되기 위해서는 유전자형 Aa에서는 A가 a를 지배하고 a는 아무런 영향을 미치지 않기 때문에 유전자가 호모 접합 aa가 되어야 한다.일부 열성 유전자는 유기체가 자연 환경에 덜 적합하도록 함으로써 해로운 표현형을 낳는다.

근친교배 우울증에 책임이 있는 또 다른 메커니즘은 과잉지배로 알려진 헤테로 접합의 적합성 이점이다.이것은 비록 그들이 유해하거나 열성적이지 않더라도 많은 동종 접합 유전자형을 가진 집단의 적합성을 감소시킬 수 있다.여기서, 지배적 대립 유전자도 균질하게 존재하는 경우 적합성을 감소시킨다(혼합 활력 참조).

과잉지배는 [3]자연히 드물다.예를 들어 가축 사육과 같은 실제 적용의 경우, 전자가 더 중요하다고 생각되며, 이는 완전히 생존 불가능한 자손(즉, 혈통의 완전한 실패를 의미)을 낳을 수 있지만 후자는 상대적으로 적합성 저하만 초래할 수 있다.

자연선택

자연 도태는 여러 가지 이유로 집단에서 모든 유해한 열성 유전자를 효과적으로 제거할 수 없다.첫째, 유해 유전자는 집단 내에서 새로운 돌연변이를 통해 지속적으로 발생한다.둘째, 대부분의 자손들은 몇 가지 해로운 특성을 가지고 있기 때문에, 다른 자손들보다 생존에 더 적합한 사람은 거의 없을 것이다.다른 유해한 특성들이 똑같이 번식에 영향을 미칠 가능성은 극히 낮다 – 특히 호모 접합 열성 개체에서 발현되는 불리한 열성 특성은 자연스럽게 그 자체를 제거할 가능성이 있다.셋째, 열성 유해 대립 유전자는 헤테로 접합성에 의해 "마스크" 될 것이고, 그래서 지배적-반전적 특성에서 헤테로 접합자는 선택되지 않을 것이다.

열성 유해 대립 유전자가 해당 야생형 대립 유전자에 의해 잠재적으로 유해한 발현을 마스킹하는 헤테로 접합 상태에서 발생할 경우, 이 마스킹 현상을 상보성이라고 한다(보완성(유전자) 참조).

일반적으로, 진핵생물에서의 성적 생식은 두 가지 기본적인 측면을 가지고 있다: 감수 분열 중의 유전자 재조합과 교배.이 두 가지 측면이 각각 두 가지 자연선택적 이점을 갖는다는 것이 제안되었다.감수분열의 제안된 적응적 이점은 다른 방법으로 복구하기 어려운 DNA 손상의 재조합적 복구를 용이하게 한다는 것이다. (감수분열의 적응적 이점으로서 DNA 복구 참조).아웃크로싱의 제안된 적응적 이점은 보완이며, 이는[4][5] 유해 열성 대립 유전자의 마스킹이다(하이브리드 활력 또는 이질성 참조).동물이 근친 [6]교배를 기피할 가능성은 낮지만, 보완의 선택적 이점은 근친 교배를 피하는 데 크게 기여할 수 있다(친족 인식 참조).

관리

보존 노력으로서의 교배는 개체군이 "유전자 표류를 통한 실질적인 유전자 변이가 없어지고 근친교배 우울증의 해로운 영향이 명백하다"고 하는 경우 적절하며, 유사한 개체군을 [7][8]사용해야 한다.같은 종의 다른 개체군은 서로 다른 해로운 특성을 가지고 있고, 따라서 그들의 교배는 자손의 대부분의 위치에서 동종 접합을 야기할 가능성이 적다.이것은 근친교배 강화로 알려져 있는데, 이것은 근친교배 우울증을 예방하기 위해 자연보호 관리자와 동물원 사육 사육자들에 의해 심각한 근친교배가[7] 이루어지는 극단적인 경우에 수행될 수 있습니다.

하지만, 두 개의 다른 집단을 혼합하는 것은 외래종 우울증에서 부적합한 다유전자 특성을 야기할 수 있다(즉, 특정 환경 조건에 대한 유전적 적응이 부족한 자손을 낳는다.그러면 이들은 지역 환경에 적응한 특정 아종의 순혈종 개체보다 체력이 떨어진다.

인간에게는

근친 교배는 해로운 [9]영향과 유익한 영향을 둘 다 가질 수 있다.인간의 근친교배 우울증의 생물학적 영향은 때때로 생식 [10]행동에 대한 사회경제적, 문화적 영향에 의해 혼동될 수 있다.인간 인구에 대한 연구는 결혼 연령, 결혼 기간, 문맹, 피임 사용, 그리고 생식 보상은 심지어 [11]혈연관계가 높은 인구들 사이에서도 명백한 출산력의 주요 결정 요소라는 것을 보여주었다.그러나, 다른 연구에서 자손의 적합성이 증가하고 수명에는 영향이 없는 것으로 나타났지만,[12] 사망률 증가,[13] 출산[12] 간격 연장, 전체 생산성[10] 감소에 대한 몇 가지 작은 영향이 특정 고립 인구에서 발견되었다.

찰스 다윈은 식물에 대한 수많은 실험을 통해 근친교배 우울증의 영향을 증명한 최초의 과학자 중 한 명이었다.다윈의 아내 엠마는 그의 첫 사촌이었고, 그는 근친교배가 그의 10명의 자녀들에게 미칠 영향에 대해 걱정했다. 그들 중 3명은 열 살 이하의 나이에 죽었고, 다른 3명은 자녀가 없는 장기 [14][15][16]결혼을 했다.

인간은 근친 교배를 완전히 최소화하는 것이 아니라 근친 교배 대 근친 교배의 양을 최적으로 유지하는 것을 추구한다.근친교배는 근친교배 우울증으로 체력을 떨어뜨리지만 일부 근친교배는 이점을 [17][18]가져다 준다.실제로, 근친교배는 [19]"유익한 열성 및 공동지배적 대립 유전자의 선택 속도를 증가시킨다."

근친교배 억제 요인

근친교배 우울증은 충분히 연구된 거의 모든 종에서 발생하는 것으로 밝혀졌지만, 일부 분류군, 특히 일부 혈관조류들은 근친교배 [20]집단보다 더 낮은 건강 비용을 겪는 것으로 보인다.세 가지 메커니즘이 이에 영향을 미치는 것으로 보인다: 퍼지, 배수성의 차이, [20]그리고 헤테로 접합에 대한 선택.특정 종에서 근친교배 우울증의 부재를 보여주는 데 실패한 일부 연구는 작은 표본 크기 또는 근친교배 대조군이 이미 근친교배 우울증을 앓고 있는 곳에서 발생할 수 있다는 것을 경고해야 합니다. 이는 벌거벗은 두더지 쥐의 그것처럼 최근 병목 현상을 겪은 개체에서 자주 발생합니다.를 클릭합니다.[20][21]

선택 항목 삭제

퍼지 선택은 근친교배를 통해 유해 열성 대립 유전자의 표현형이 노출되는 경우에 발생하므로 이에 대해 선택할 수 있다.이것은 그러한 해로운 돌연변이를 집단에서 제거할 수 있으며, 열성 대립 유전자가 치명적인 [20]영향을 미치는 곳에서 빠르게 발생하는 것으로 입증되었습니다.제거의 효율은 호모 접합에서 마스크되지 않은 유해 효과의 크기와 유전자 표류의 중요성 사이의 관계에 따라 달라질 것입니다. 그래서 제거는 열성 치사 대립 [22]유전자에 비해 비치사성에 대해 약합니다.극소수의 인구에게 드리프트는 강한 영향을 미치며,[20] 이는 약한 선택 하에서 치사성 대립 유전자의 고정을 야기할 수 있다.특정 유전자에 대한 단일 대립 유전자의 고정은 또한 헤테로 접합자의 이점이 이전에 존재했던 곳(즉, 헤테로 접합된 개인이 어느 하나의 대립 유전자의 호모 접합자보다 더 높은 적합성을 갖는 곳)에서의 적합성을 감소시킬 수 있지만, 이러한 현상은 보통 근친교배 우울증에 작은 기여를 하는 것으로 보인다.자연적으로 발생하지만, 숙청은 개체 생존에 중요할 수 있지만, 개체군으로부터 고의적으로 유해 돌연변이를 제거하려는 시도는 일반적으로 사육된 동물의 [23][24][25]적합성을 향상시키기 위한 기술로 권장되지 않는다.식물에서, 유전자 부하는 Autogamy 우울증 테스트라고 불리는 근친교배 우울증 테스트와 유사한 테스트를 통해 평가될 수 있다.

다배체

많은 안지오스피어(꽃피는 식물)들은 몇 세대에 걸쳐 스스로 번식할 수 있고 근친교배 우울증을 거의 겪지 않는다.이것은 널리 분산되어 동종이 존재하지 [20]않는 새로운 환경에서 자라는 것을 발견할 수 있는 종에게 매우 유용하다.혈관배엽, 양치식물, 그리고 엄선된 소수의 동물 분류군에 널리 분포하는 다배체(각 염색체의 두 쌍 이상의 쌍을 가진)가 이것을 설명한다.두 개가 아닌 여러 개의 염색체 복사를 가지고 있기 때문에, 동종 접합은 근친 자손에게 일어날 가능성이 낮다.이것은 열성 유해 대립 유전자가 염색체의 많은 복사본에서처럼 자주 발현되지 않는다는 것을 의미합니다; 적어도 하나의 기능적 대립 [20]유전자가 포함될 가능성이 더 높습니다.

헤테로 접합성 선택

헤테로 접합성에 대한 선택은 드물며, 손실된 위치는 호모 접합 위치에 대한 정제 선택을 거치기 때문이다.[3]근친교배 우울증은 또한 스칸디나비아 늑대의 고도로 근친교배된 개체군과 같은 일부 야생 개체군에서 예상보다 더 점진적으로 발생하는 것으로 밝혀졌다.이것은 더 많은 이형 접합된 개체들에 대한 선택 압력 때문인 것으로 보이며, 이것은 일반적으로 더 나은 상태에 있고 그래서 자손을 [26]낳고 번식하는 몇 안 되는 동물들 중 하나가 될 가능성이 더 높다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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