Back to chapter

29.9:

שימור אוכלוסיות קטנות

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Conservation of Small Populations

Languages

Share

עדיפות הביולוגיה של שמירת הטבע היא שימור המגוון הביולוגי. כדי להשיג מטרה זו, על המדענים לזהות אוכלוסיות שנמצאות בסכנת הכחדה. אוכלוסיות קטנות, כגון פומות פלורידה, נמצאות בסיכון מיוחד מכיוון שהן בעלות מגוון גנטי נמוך, דבר המקשה עליהן להתנגד למחלות או להסתגל לשינויים בסביבתן.תחום מחיית חתולים אלו השתרע מפלורידה ללואיזיאנה לאורך חוף המפרץ. בגלל פיתוחי קרקע, בית הגידול שלהן הצטמצם לאזור קטן בדרום פלורידה. בשנת 1973 נותרו כ-25 פומות בלבד.צמצום האוכלוסייה הוביל לרבייה תוך משפחתית, שגרמה לזנבות מעוקמים, למומי לב, ולפגמים גנטיים אחרים, שהפחיתו את יכולת הרבייה שלהן. ברגע שגודל האוכלוסייה קטן באופן קריטי, היא יכולה לחוות מה שנקרא מערבולת הכחדה, שרשרת אירועים מעגלית שחוזרת על עצמה להמשך צמצום גודל האוכלוסייה, מה שמוביל להכחדה. זה עובד ככה:אוכלוסייה קטנה מועדת לרבייה תוך משפחתית, או להזדווגות של קרובי משפחה.כתוצאה מכך, תהיה ירידה במגוון גנטי באוכלוסייה. מגוון גנטי נמוך יותר מוביל לירידה בשיעורי ההישרדות והרבייה באוכלוסייה לאורך זמן, ולהמשך צמצום גודל האוכלוסייה עד כדי הכחדה. אחת הדרכים למנוע מערבולת הכחדה היא לייבא פרטים מאוכלוסיות אחרות.לדוגמה, ביולוגים של שימור הכניסו נקבות פומה מטקסס לתוך אוכלוסיית פלורידה כדי להרחיב את גודלה ואת המגוון הגנטי. כיום, ישנן כ-125 פומות פלורידה עקב מאמצי השימור הללו. למרות גידול האוכלוסייה, עדיין יש צורך בשימור.משמשים GPS קולרי למעקב אחר כל פומה, ומאפשרים לאנשי שימור הטבע לפקח על בריאות האוכלוסייה.

29.9:

שימור אוכלוסיות קטנות

Small population sizes put a species at extreme risk of extinction due to a lack of variation, and a consequent decrease in adaptability. This weakens the chances of survival under pressures such as climate change, competition from other species, or new diseases. Large populations are more likely to survive pressures such as these, as such populations are more likely to harbor individuals that have genetic variants that are adaptive under new stresses. Small populations are much less likely to have such variation.

Modern genomic techniques can identify homozygosity in deleterious genes that is caused by inbreeding. This happens when closely-related organisms produce offspring; the offspring have a higher chance of receiving two identical deleterious alleles. For example, the wolves in Isle Royale National Park went through an extreme population reduction caused by a disease outbreak, which led to increased inbreeding. The wolf population has continued to decline, at one point containing only two wolves.

Whole-genome sequencing allowed researchers to identify the lineage of the remaining wolves on Isle Royale, which showed sibling-sibling and parent-offspring matings in the small population based on patterns of chromosomal inheritance. Analysis of gene sequences showed deleterious single-nucleotide polymorphisms (SNPs) within functional genes that reduce the fitness of these wolves. These mutations explain physical characteristics that can be seen in Isle Royale wolves, such as malformations in their spines and rib cages.

Park rangers are bringing in wolves from outside the park to establish healthy genetic diversity on Isle Royale. Given a healthier, larger population, the wolves should be able to thrive on Isle Royale. Rangers also track the wolves on the island with GPS collars to determine if their conservation methods are effective.

Suggested Reading

Robinson JA et. al. “Genomic signatures of extensive inbreeding in Isle Royale wolves, a population on the threshold of extinction.” Science Advances 5, no. 5 (May 29, 2019):eaau0757. [Source]