Genetická rozmanitost, úroveň biodiverzity, označuje celkový počet genetických charakteristik v genetické výbavě druhu. Odlišuje se od genetické variability, která popisuje tendenci genetických charakteristik měnit se.
Genetická rozmanitost slouží populacím jako způsob, jak se přizpůsobit měnícímu se prostředí. S větší variabilitou je pravděpodobnější, že někteří jedinci v populaci budou mít variace alel, které jsou vhodné pro životní prostředí. Tito jedinci jsou pravděpodobnější, že přežijí a porodí potomky nesoucí tuto alelu. Populace bude pokračovat po více generací díky úspěchu těchto jedinců.
Akademická oblast populační genetiky zahrnuje několik hypotéz a teorií týkajících se genetické diverzity. Neutrální teorie evoluce navrhuje, že diverzita je výsledkem hromadění neutrálních substitucí. Diverzifikace selekce je hypotéza, že dvě subpopulace druhu žijí v různých prostředích, která vybírají pro různé alely na určitém místě. K tomu může dojít například tehdy, když má druh velký rozsah vzhledem k mobilitě jedinců v něm. Frekvenčně závislá selekce je hypotéza, že jak se alely stávají běžnějšími, stávají se zranitelnějšími. To v interakcích hostitel-patogen, kdy vysoká frekvence obranné alely mezi hostitelem znamená, že je pravděpodobnější, že se patogen rozšíří, pokud je schopen tuto alelu překonat.
Význam genetické rozmanitosti
Existuje mnoho různých způsobů, jak měřit genetickou rozmanitost. Moderní příčiny ztráty živočišné genetické rozmanitosti byly také zkoumány a identifikovány. Studie z roku 2007, kterou provedla Národní vědecká nadace, zjistila, že genetická rozmanitost a biodiverzita (Biodiverzita je stupeň variability životních forem v rámci daného ekosystému) ] jsou na sobě závislé – že diverzita v rámci druhu je nezbytná pro zachování diverzity mezi druhy a naopak. Podle vedoucího výzkumníka studie, doktora Richarda Lankaua, „pokud je ze systému odstraněn jeden typ, může se cyklus rozpadnout a společenství se stane ovládáno jediným druhem.“ Genotypová a fenotypová diverzita byla zjištěna u všech druhů na úrovni bílkovin, DNA a organismů. Organizace genofenoménu v přírodě je nonrandomní, silně strukturovaná a koreluje s abiotickou a environmentální diverzitou a stresem.
Vzájemná závislost mezi genetickou a biologickou rozmanitostí je choulostivá. Změny v biologické rozmanitosti vedou ke změnám v životním prostředí, což vede k adaptaci zbývajících druhů. Změny v genetické rozmanitosti, například ve ztrátě druhů, vedou ke ztrátě biologické rozmanitosti.HU ;FJF I;AFSA
FA
Genetická rozmanitost hraje důležitou roli v přežití a adaptabilitě druhu. Když se změní stanoviště populace, může se stát, že se populace bude muset přizpůsobit, aby přežila; „schopnost populací vyrovnat se s touto [environmentální] výzvou závisí na jejich schopnosti přizpůsobit se měnícímu se prostředí“. variabilita v genofondu populace poskytuje variabilní vlastnosti mezi jedinci této populace. Tyto variabilní vlastnosti mohou být vybrány prostřednictvím přirozeného výběru; v konečném důsledku to vede k adaptační změně populace, která jí umožní přežít ve změněném prostředí. Pokud má populace druhu velmi různorodý genofond, pak bude větší variabilita ve vlastnostech jedinců této populace a následně více vlastností, na jejichž základě bude přirozený výběr jednat, aby vybral ty nejschopnější jedince, kteří přežijí.
Vysoká genetická rozmanitost je také nezbytná pro vývoj druhu. Druhy, které mají menší genetickou variabilitu, jsou vystaveny většímu riziku. S velmi malou genovou variabilitou v rámci druhu je zdravá reprodukce stále obtížnější a potomci se častěji potýkají s problémy, jako je příbuzenské křížení. Zranitelnost populace vůči určitým typům onemocnění se může také zvýšit se snížením genetické rozmanitosti.
Velmi podobná událost je příčinou neblaze proslulého hladomoru brambor v Irsku. Vzhledem k tomu, že nové rostliny brambor nevznikají jako výsledek rozmnožování, ale spíše z kousků mateřské rostliny, nevyvíjí se žádná genetická rozmanitost a celá plodina je v podstatě klonem jedné brambory, je obzvláště náchylná k epidemii. Ve 40. letech 19. století byla velká část irské populace závislá na bramborách jako potravě. Vysadili zejména odrůdu brambor „lumper“, která byla náchylná k hnilobě způsobujícímu oomycetu zvanému Phytophthora infestans. Tento oomycete zničil drtivou většinu úrody brambor a nechal zemřít jeden milion lidí hlady.
Jak se vyrovnat se špatnou genetickou rozmanitostí
Přírodní svět má několik způsobů, jak zachovat nebo zvýšit genetickou rozmanitost. Mezi oceánským planktonem pomáhají viry v procesu genetického posunu. Mořské viry, které infikují plankton, nesou kromě svých genů také geny jiných organismů. Když virus obsahující geny jedné buňky infikuje jinou, změní se genetická výbava druhé buňky. Tento neustálý posun genetické výbavy pomáhá udržet zdravou populaci planktonu navzdory složitým a nepředvídatelným změnám prostředí.
Gepardi jsou ohroženým druhem. Nízká genetická rozmanitost a z ní vyplývající špatná kvalita spermií ztížily gepardům možnost rozmnožování a přežití. Navíc jen asi 5% gepardů se dožije dospělosti.
Nedávno však bylo zjištěno, že samice gepardů se mohou pářit s více než jedním samcem z každého vrhu mláďat. Procházejí indukovanou ovulací, což znamená, že pokaždé, když se samice páří, vznikne nové vajíčko. Pářením s více samci zvyšuje matka genetickou rozmanitost v rámci jednoho vrhu mláďat.
Měření genetické rozmanitosti
Genetická diverzita populace může být hodnocena pomocí několika jednoduchých měřítek.
Další měřítka rozmanitosti
Alternativně lze pro organismy posuzovat jiné druhy rozmanitosti:
Existují široké korelace mezi různými druhy rozmanitosti. Existuje například úzká vazba mezi taxonomickou a ekologickou rozmanitostí obratlovců.