Back

ⓘ Genetičko osmatranje




                                               

Snježna sova

Snježna sova, poznata i kao arktička sova ili bijela sova, jest krupna vrsta sove iz porodice pravih sova. Nastanjuje tundre sjevernih dijelova Evroazije i Sjeverne Amerike. Živi na visinama od nivoa mora pa do 1.100–1.500 metara nadmorske visine. U Americi tokom sezone gniježdenja živi južno do obalskog dijela zapadne Aljaske, sjevernog Yukona i Mackenzieja, južnog Keewatina, sjeveroistočne Manitobe, sjevernog Québeca i Labradora, dok se tokom zime može vidjeti sve do južne Kanade i sjevernih dijelova Sjedinjenih Američkih Država. Kad je riječ o Evropi i Aziji, naseljava sjeverne dijelove ...

                                     

ⓘ Genetičko osmatranje

Genetičko osmatranje ili genetičko praćenje, genetičko nadziranje ili genetičko monitorstvo je upotreba molekulskih markera za:

  • identificiranje jedinki, vrsta ili populacija, ili
  • kvantificiranje promjena u populacijskogenetičkoj metrici kao što su efektivna veličina populacije, genetička raznolikost i veličina populacije tokom vremena. Na taj način može se koristiti za otkrivanje promjena u bogatstvu/siromaštvu vrstama i / ili različitosti i kao važan alat u sistema očuvanja i upravljanje prirodnim resursima. Vrste molekulskih markera koji se koriste za praćenje populacijskih pokazatelja, najčešće su mitohondrije, mikrosateliti ili jednonukleotidni polimorfizmi SNP, dok su ranije studije takoder koristiti alozimske podatake. Genetička raznolikost vrsta je prepoznata kao važan faktor mjerljivog biodiverziteta za implementaciju Konvencije o biološkoj raznolikosti.
                                     

1. Modaliteti promjena

Modaliteti promjena populacija koji se mogu otkriti genetičkim nadzorom uključuju rast i opadanje njihove veličine, širenje patogena, adaptacije na promjene okoliša, hibridizaciju, introgresiju i moguće fragmentacije staništa. Većina tih promjena se prate pomoću adaptivno neutralnih genetičkih markera za koje mutacijske promjene ne mijenjaju adaptivnni fitnes unutar populacije. Medutim, ako markeri pokazuju adaptivni odgovor na promjene okoliša mogu biti ne-neutralni npr. mutacijske promjene utiču na njihov relativni fitnes unutar populacije.

Definirane su dvije široke kategorije genetičkog osmatranja:

  • Kategorija I, za tradicijsko praćenje populacije, obuhvata korištenje genetičkih markera kao identifikatora jedinki kategorija Ia, populacija i vrsta Ib.
  • Kategorija II uključuje upotrebu genetičkih markera za praćenje promjena u genetičkoj strukturi populacija i njenih parametara, medu kojima su najčešći procjenitelji efektivna veličina populacije Ne, genetičke varijacije, medupopulacijsko miješanje, struktura i migracije.
                                     

2.1. Primjeri Procjena abundancije i historijakih parametara – kategorija Ia

Na individualnoj razini, genetička identifikacija može omogućiti procjenu bogatstva populacije i stope povećanja/smanjenja broja jedinki u okviru modela markirano preotimanje. Bogatstvo zagonetne ili neuhvatljive vrste koju je teško pratiti može se procijeniti prikupljanjem neinvazivnih biološke uzoraka na terenu npr. perje, ljuske ili krzno i pomoću njih identificirati jedinke pomoću genotipizacije mikrosatelitskih ili jednonukleotidnih polimorfizama SNP. Ovaj popis jedinki se može koristiti za procjenu veličine populacija putem analize modela markirano preotimanje. Na primjer, ova tehnika se koristi za praćenje populacija grizlija i ostalih ugroženih vrsta, kao što su četkastorepi valabi, bengalski tigar i sniježni leoparard. Stope rasta populacije su proizvod stope nataliteta i preživljavanja, a mogu se procijeniti putem otvorenih modela obilježeno preotetimanje. Naprimjer, DNK iz perja jedne vrste orla prikazuje niže kumulativno preživljavanje tokom vremena nego što se može uočiti za ostale dugovječne grabljivice.

                                     

2.2. Primjeri Identificiranje vrsta: Kategorija Ib

Korištenje tehnika molekulske genetike za identifikaciju vrsta može biti korisno iz niza razloga. identifikacija vrsta u divljini se može koristiti za otkrivanje promjena u kretanju populacijja ili stepenu popunjenosti, stope hibridizacije i/ili širenja patogena i invazivnih vrsta. Promjene u rasponima populacije se, naprimjer, istražuju za a iberijskog risa, dok praćenje zapadnopadinskog koljača pastrmke ukzuje na rasprostranjenje u toku hibridizacije sa unesenim kanadskim pastrmkama. Genetičko praćenje invazivnih vrsta je od konzervacijskog i ekonomskog interesa, jer invazije često utiču na ekologiju i opseg autohtone vrste,a i može dovesti do rizika za hibridizaciju, npr. kopepoda, i vulverina, i vrsta kao što su slomljeni luk i kanadski ris - hibrida koji je otkriven na sjevernoj priferiji sadašnjeg areala populacije risa.

Identifikacija vrsta je takoder od velikog komunalnog značaja u praćenju ribarstva i trgovine divljim životinjama, gdje je teško ili nemoguće obaviti uobičajenu vizuelnu identifikaciju iskasapljenih ili zgnječenih ostataka. Praćenje trgovine i potrošnje zaštićenih vrsta može se izvršiti pomoću molekulskih praćenja i identifikacije mesa ili ribe dobijene sa tržišta. Naprimjer, genetička istraživanja tržišta su se koristila za identifikaciju zaštićenih vrsta i populacija kitova i delfinskih vrsta koje se pojavljuju na tržištu. Takva istraživanja se koriste za kontinuirano praćenje količine i kretanja proizvoda od ribarstva i divljih životinja, putem tržišta i za otkrivanje krivolova ili drugih nezakonitosti, neprijavljivanja ili neregulirane NNN eksploatacije, npr. ilegalno i neprijavljeno korištenje i vanberzanskom ribolovu NNN ribolov.

Iako je početni aplikacija usmjerena na identifikaciju vrsta i procjenu veličine populacija, istraživanja tržišta pružaju mogućnost za niz ekološko-molekulskih istraživanja, uključujući snimanje-hvatanje, zadata ispitivanja i modeliranje populacija. Ovi primjeri ispod su potencijalno relevantni za genetičko praćenje II kategorije.



                                     

2.3. Primjeri Praćenje populacija genetičkim parametrima: Kategorija II

Praćenje promjena populacija pomoću genetičkik pokazatelja može uraditi i naknadno, analizom historijskih DNK, koje se oporave iz muzejski arhiviranih vrsta primjeraka i porede sa suvremenom DNK te vrste. Može se koristiti i kao sredstvo za procjenu tekućih promjena u statusu i upornosti postojećih populacija. Genetičke mjere relativnih promjena u populaciji uključuju promjene u različitosti npr. heterozigotnosti i bogatstva alela. Praćenje relativnih promjena populacijemijenja pomoću ove metrike izvršeno je retroaktivno za berinškog bizona, kornjače sa Galapagosa, trgovinu drvetom, atlantskog lososa, sjevernu štuku, jednu novozelandsku morsku ribu i sjevernoameričku pastrmku, mauricijuskog kliktavca i Hectorovog delfina, predmet su i mnogih tekućih istraživanja, uključujući i danske i švedski populacije potočne pastrmke. Mjerenje apsolutnih promjena populacije npr. efektivne veličine populacije: Ne može se izvesti mjerenjem promjena učestalost alela u populaciji F-temporalni ili nivoa povezanosti neravnoteže tokom vremena LDNe, a mijenjanje obrazaca protoka gena izmedu populacija može se pratiti procjenom razlika u učestalost alela izmedu populacija, tokom vremena. Takve studije uključuju grizlija, bakalara, jelena, žabe-leoparda i burastog medika.

Genetičko nadziranje je takoder se sve više koristi u studijama koje prate promjene životne sredine putem promjene u učestalosti adaptivno odabranih markera. Naprimjer, genetički kontrolirani fotoperiodični odgovor vrijeme hibernacije komarca Wyeomyia smithii koji živi na sastojinama jedne "bacač" grahoričaste biljke Fabaceae je prilagodeno, odgovorajući na dužu vegetaciju biljke koju donosi toplije vrijeme. Eksperimentalni uzgojem pšenice u kontrastnim sredinama, u periodu od 12 generacija otkriveno je da su promjene vrijeme cvjetanje usko povezane s regulacijskim promjenama u jednom genu. To ukazuje na puteve genetičkih adaptacija biljaka na promjene klime.

Genetički nadzor je takoder koristan u praćenju tekućeg zdravlje malih, preseljenih populacija. Dobri primjeri za to su nadeni za ptice Novog Zelanda, gdje su mnoge vrste u velikoj mjeri utjecala uništavanja staništa i pojavu brojnih sisara predatora u prošlom stoljeću. Nedavno su postale dio programa preseljenje u kojem se raseljava nekoliko osnivačkih jedinki na "ekološke" offshore otoke – bez predatora. Primjeri su i galapagoska kornjača, trgovina divljači, atlantski losos, sjeverna štuka, novozelandski snaper, čeličnoglava pastrmka, velika prerijska kokoš, mauricijuski kestrel i Hectorov delfin bakalar, crveni jelen, žaba leopard grahorica Medicago truncatula.crni robin, i papagaj kakapo.

                                     

3. Status genetičkog praćenja u nauci

U februaru 2007. godine je održan medunarodni samit u Zavodu za zaštitu životne sredine na UCLA, na temu "Evolucijske promjene u ljudskom izmijenjenom okruženju: Medunarodni skup – prevesti znanosti u politiku". To je dovelo do specijalnog izdanja časopisa za molekulsku ekologiju, u organizaciji razumijevanja genetičkih efekata u tri glavne kategorije:

  • eksploatacija i uzgoj,
  • poremećaj staništa i klimatske promjene,
  • invazivne vrste i patogeni.

U 2007. je pokrenuta Radna grupa za genetičko nadziranje, uz zajedničku podršku NCEAS i NESCent za daljnji razvoj tehnika koje su uključene i pružanje općih smjernica praćenja za kreatore politike i menadžere.

Trenutno je tema dobro pokrivena u nekoliko dobro poznatih udžbenika, uključujući McComb et al. 2010 i Allendorf et al. 2013.

                                     

3.1. Status genetičkog praćenja u nauci Genetičko osmatranje u agencijama za prirodne resurse

Mnoge agencije za prirodne resurse vide genetičko praćenje kao isplativ i opravdan način za praćenje populacija i vrsta riba i divljih životinja. Tako su naučni kapaciteti za geološka istraživanja u SAD Forest Service, Nacionalni parkovi i servisi, i Nacionalno morsko ribarstvu, službe za razvoj novih metoda i alata za korištenje genetičkog praćenje i primjenu takvih alata u širokim geografskim razmjerima. Trenutno USFWS je domaćin web stranice koja obavještava menadžere kako da se na najbolji način koriste genetičkim alatima za praćenje vidi dolje.

                                     

4. Vanjski linkovi

  • Genetic Monitoring For Managers
  • Science Centric Report of Grizzly Bear study in northwest Montana
  • Adapting to a warmer climate: the purple pitcher plant mosquito
  • Post Gazette News: Aviary researcher finds Eagles need a closer look
  • New Scientist Article – Snow leopard numbers can be read in their scat
  • Animals scat is scientists treasure: Advances in DNA testing let wildlife biologists study creatures using what they leave behind
  • New Scientist- Hidden Populations give Lynx a fighting chance
  • SFGate: Its True – wolverine is thriving near Tahoe
  • Associated Press: Protected Trout is breeding itself into Extinction