Генетическая эрозия
Генетическая эрозия — это процесс, при котором происходит дальнейшее сокращение генофонда исчезающего вида, когда репродуктивные особи не успевают воспроизвести потомство с другими представителями исчезающей популяции[1]. Данный термин может использоваться как в узком, так и в широком смысле. В первом случае он может описывать потерю отдельных аллелей или генов, а во втором — потерю фенотипа или целого вида.
Причина генетической эрозии заключается в том, что каждый отдельный организм обладает уникальным набором генов, которые при отсутствии потомства исчезают после его смерти. Сокращение генетического разнообразия в популяциях диких животных и растений ведёт к дальнейшему уменьшению генофонда. Инбридинг и ослабление иммунитета могут ускорить этот процесс и приблизить вид к полному вымиранию.
По определению, исчезающие виды в разной степени подвержены генетической эрозии. Многие виды продолжают существовать благодаря усилиям человека по их сохранению, направленным на поддержание популяции и предотвращение вымирания в долгосрочной перспективе.Небольшим популяциям в большей степени угрожает генетическое вырождение, чем крупным[2].
Генетическая эрозия усугубляется потерей и фрагментацией среды обитания, что создаёт препятствия для перемещения генов между популяциями.
Генофонд вида или популяции представляет собой совокупность уникальных аллелей, которые можно обнаружить при анализе генетического материала каждого живого представителя данного вида или популяции. Большой генофонд свидетельствует об обширном генетическом разнообразии, которое ассоциируется с устойчивыми популяциями, способными выдержать приступы интенсивного отбора. В то же время низкое генетическое разнообразие может привести к снижению приспособляемости и увеличению риска вымирания вида или популяции[2].
Процессы и последствия[править]
Узкие места в популяции приводят к сокращению генофонда, в результате чего уменьшается количество особей, способных к размножению. Генетические последствия можно проиллюстрировать, проведя аналогию с игрой в покер с высокими ставками и неопытным крупье. Предположим, что игра начинается с колодой в 52 карты (представляющей высокое генетическое разнообразие). Если крупье будет постоянно сдавать одни и те же карты, то у вас будет всё меньше возможностей для формирования уникальных комбинаций[3].
По мере увеличения случаев инбридинга всё чаще появляются врождённые физические и репродуктивные проблемы и дефекты. Увеличивается количество аномальных сперматозоидов, растёт бесплодие и снижается рождаемость. Наиболее опасным является воздействие на иммунную систему, которая ослабевает и хуже справляется с растущим количеством бактериальных, вирусных, грибковых, паразитарных и других опасных микроорганизмов. Таким образом, даже если вымирающий вид, который сталкивается с эффектом бутылочного горлышка, сможет противостоять человечеству, угрожающему его среде обитания, он всё равно столкнётся с угрозой эпидемии, которая может привести к гибели всей популяции[3].
Утрата биоразнообразия в сельском хозяйстве и животноводстве[править]
- См. также: Агробиоразнообразие
Генетическая эрозия в сельском хозяйстве и животноводстве — это утрата биологического генетического разнообразия, включая отдельные гены и целые комплексы генов, которые были характерны для местных пород одомашненных животных и растений, адаптированных к условиям окружающей среды.
Основными движущими силами генетической эрозии сельскохозяйственных культур являются замена сортов, расчистка земель, чрезмерная эксплуатация видов, демографический рост, разрушение среды обитания, перевыпас скота, государственная политика и изменение сельскохозяйственных систем[4]. Однако главным фактором, способствующим генетической эрозии, является замена местных сортов домашних растений и животных на более продуктивные, неместные. Значительное сокращение количества местных сортов наблюдается, когда в традиционные системы земледелия вводятся коммерческие сорта. Многие исследователи считают, что основной проблемой в управлении агроэкосистемами является общая тенденция к генетическому и экологическому единообразию, навязанная развитием современного сельского хозяйства[5].
В контексте генетических ресурсов животных, используемых в продовольственной и сельскохозяйственной сферах, ключевыми факторами, приводящими к генетической эрозии, являются беспорядочное скрещивание, распространение экзотических пород, неэффективность политики и институтов, регулирующих генетические ресурсы животных; отказ от некоторых пород из-за их нерентабельности или неконкурентоспособности, интенсификация производственных процессов, последствия заболеваний и борьбы с ними, потеря пастбищ и других элементов производственной среды, а также недостаточный контроль за инбридингом[6].
Предотвращение генетической эрозии[править]
Сохранение in-situ[править]
→ Сохранение в естественной среде
С развитием современной бионауки было разработано несколько методов и инструментов, которые помогают бороться с неизбежным процессом генетической эрозии и, как следствие, вымиранием исчезающих видов. Однако многие из этих методов и инструментов пока слишком затратны для широкого применения, поэтому лучшим способом защиты видов остаётся сохранение их естественной среды обитания. Однако сохранение значительного генетического разнообразия часто требует поддержания множества независимых популяций на всём ареале распространения вида[7].
Для сохранения целых экосистем и всех видов, обитающих на их территории, были созданы заповедники и национальные парки. Экологические коридоры служат связующим звеном между разрозненным средами обитания, позволяя исчезающим видам свободно перемещаться, встречаться и размножаться в окружении сородичейи. Научные подходы к сохранению и современные методы управления дикой природой, а также профессионализм научно подготовленного персонала, помогают эффективно управлять этими охраняемыми экосистемами и обитающими в них дикими животными. В случаях, когда разрозненные места обитания диких животных отдаляются и становятся недоступными для создания коридоров дикой природы или когда произошло локальное вымирание, диких животных перемещают и реинтродуцируют в другие места[7].
Сохранение ex-situ[править]
Зоопарки и ассоциации зоопарков по всему миру уделяют особое внимание содержанию и разведению редких видов и подвидов животных в рамках специальных программ по сохранению исчезающих видов. Усилия направлены на то, чтобы увеличить шансы на выживание и успешную реинтродукцию этих видов в естественную среду обитания. Современные зоопарки ставят перед собой задачи, связанные с сохранением биологического разнообразия. Выделяется всё больше ресурсов на сохранение редких видов и подвидов животных в их естественной среде обитания. Для этого зоопарки ведут тщательный учёт размножения животных, например, создают племенные книги. Также они передают своих животных другим зоопаркам по всей стране и даже по всему миру для разведения, чтобы избежать инбридинга и повысить генетическое разнообразие[8].
Дорогостоящие (и порой противоречивые) методы сохранения ex-situ направлены на увеличение генетического биоразнообразия и защиту генофондов от генетической эрозии. Современные концепции, такие как банки семян, банки спермы и банки тканей, получили широкое распространение. Можно замораживать и хранить сперматозоиды, яйцеклетки и эмбрионы в специальных хранилищах, которые иногда называют «современными Ноевыми ковчегами» или «замороженными зоопарками». Таким образом, сохранённые материалы могут быть использованы для искусственного оплодотворения, экстракорпорального оплодотворения, переноса эмбрионов и клонирования, чтобы сохранить разнообразие генофонда видов, находящихся под угрозой исчезновения[9].
Так, даже после гибели особей можно спасти исчезающий вид от вымирания, собрав его генетический материал, например, ткани, сперма, яйцеклетки, которые затем можно использовать для создания клона — новой особи этого вида. Воскрешение мёртвых особей диких животных, находящихся под угрозой исчезновения, с помощью клонирования — это сложная и дорогостоящая процедура. Однако с развитием науки и технологий она может стать более доступной. В перспективе это может стать обычной практикой[10].
Примечания[править]
- ↑ (19 June 2023) «Purging and accumulation of genetic load in conservation». Trends in Ecology & Evolution 38 (10): 961-969. DOI:10.1016/j.tree.2023.05.008.
- ↑ 2,0 2,1 What is Genetic Erosion and How Can it Be Managed?
- ↑ 3,0 3,1 Stephen J. O'Brien, Chief, Laboratory of Viral Carcinogenesis, National Cancer Institute (April 1992). «GENETIC EROSION A Global Dilemma». National Geographic (Posted online by Oslo Cyclotron Laboratory at the Department of Physics, UiO; The University of Oslo in Norway). “A population bottleneck creates a shrinking gene pool that leaves fewer and fewer mating partners. What are the genetic implications? The animals become part of a high stakes poker game – with a crooked dealer. After beginning with a 52-card deck, the players wind up with, say, five cards that they are dealt over and over. As they begin to inbreed, congenital effects appear, both physical and reproductive. Often abnormal sperm increase; infertility rises; the birthrate falls. Most perilous in the long run, each animal's immune defense system is weakened. Thus, even if an endangered species in a bottleneck can withstand whatever human development may be eating away at its habitat, it still faces the threat of an epidemic that could well be fatal to the entire population.”
- ↑ Карим Исаевич Байметов, Файзулла Хабибуллаевич Абдуллаев СОСТОЯНИЕ ДИКОРАСТУЩИХ СОРОДИЧЕЙ ЯЧМЕНЯ (HOREDEUM L.) В УЗБЕКИСТАНЕ // Academic research in educational sciences. — 2021. — № 12.
- ↑ FAO The Second Report on the State of the World's Animal Genetic Resources for Food and Agriculture. — 2015.
- ↑ Вылегжанин А. Н., Сотскова П. В. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ КАК ОБЪЕКТ МЕЖДУНАРОДНОГО ПРАВА // Правоприменение. — 2023. — № 1.
- ↑ 7,0 7,1 (2024-03-01) «Conservation prioritisation of genomic diversity to inform management of a declining mammal species». Biological Conservation 291: 110467. DOI:10.1016/j.biocon.2024.110467. ISSN 0006-3207. .
- ↑ Биоразнообразие - Стратегии ex-situ. www.biodiversity.ru. Проверено 24 июля 2025.
- ↑ Скляренко Д. Л., Бугара А. М. Использование техники in vitro для размножения некоторых редких и исчезающих растений флоры Крыма // Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. Биология. Химия. — 2003. — № 2 (55).
- ↑ Клондайк растений: краснокнижные виды выводят в пробирке. Проверено 24 июля 2025.
 | Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Генетическая эрозия», расположенная по адресу:
Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?». |
|---|