В биологии депрессия аутбридинга происходит , когда скрещивание двух генетически далеких групп или популяций приводит к снижению приспособленности. [1] Эта концепция противоположна депрессии инбридинга , хотя оба эффекта могут возникать одновременно. [2] [ необходимо разъяснение ] Депрессия аутбридинга — это риск, который иногда ограничивает потенциал генетического спасения или аугментации. [1] Она считается постзиготической реакцией, поскольку депрессия аутбридинга обычно отмечается в производительности потомства. [3]
Депрессия аутбридинга проявляется двумя способами:
Различные механизмы аутбридинговой депрессии могут действовать одновременно. Однако определение того, какой механизм, скорее всего, возникнет в конкретной популяции, может быть очень сложным.
Существует три основных механизма возникновения аутбридинговой депрессии:
Некоторые механизмы могут не проявляться до двух или более поколений спустя (F 2 или больше), [5] , когда рекомбинация подорвала жизнеспособность положительного эпистаза . Гибридная сила в первом поколении может, в некоторых обстоятельствах, быть достаточно сильной, чтобы замаскировать эффекты аутбридинговой депрессии. Примером этого является то, что селекционеры растений будут создавать гибриды F 1 из чистокровных штаммов, что улучшит однородность и силу потомства; однако поколение F 2 не используется для дальнейшего разведения из-за непредсказуемых фенотипов у их потомства. Если нет сильного селективного давления , аутбридинговая депрессия может усиливаться в последующих поколениях, поскольку коадаптированные комплексы генов распадаются без создания новых коадаптированных комплексов генов, которые могли бы занять их место. Если ауткроссинг ограничен, а популяции достаточно велики, селективное давление, действующее на каждое поколение, может восстановить приспособленность. Если только гибридное поколение F 1 не является стерильным или очень низко приспособленным, отбор будет действовать в каждом поколении, используя возросшее разнообразие для адаптации к окружающей среде. [6] Это может привести к восстановлению приспособленности до исходного уровня, а иногда даже к большей приспособленности, чем у исходных родительских типов в этой среде. [7] Однако, поскольку гибридная популяция, скорее всего, будет переживать снижение приспособленности в течение нескольких поколений, им нужно будет сохраняться достаточно долго, чтобы позволить отбору действовать, прежде чем они смогут восстановиться. [8]
Первый механизм оказывает наибольшее влияние на приспособленность полиплоидов , промежуточное влияние на транслокации и скромное влияние на центрические слияния и инверсии. [1] Как правило, этот механизм будет более распространен в первом поколении (F 1 ) после первоначального ауткроссинга, когда большинство особей имеют промежуточный фенотип .
Примерами второго механизма являются колюшка , которая при разделении развила бентосные и пресноводные формы. Когда между двумя формами происходили скрещивания, наблюдались низкие показатели нереста. Однако, когда одни и те же формы спаривались друг с другом и между озерами не происходило скрещивания, показатели нереста были нормальными. Эта модель также изучалась у дрозофил и листоедов , где потомство F 1 и более позднее потомство приводили к промежуточной приспособленности между двумя родителями. Это обстоятельство более вероятно и происходит быстрее при отборе, чем при генетическом дрейфе. [1]
Для третьего механизма, примеры включают лягушек-дротиков , ящериц-анолисов и рыбу-цихлиду . Отбор по генетическому дрейфу, по-видимому, является доминирующим механизмом для аутбридинговой депрессии. [1]
Лигры также являются примером аутбридинговой депрессии. Хотя тигры и львы имеют одинаковое количество хромосом, их гибридное потомство имеет генетические отклонения, а самцы часто бесплодны.
Для растений депрессия аутбридинга представляет собой частичный барьер для скрещивания. [3] Депрессия аутбридинга недостаточно изучена у покрытосеменных . После наблюдения за Ipomopsis aggregata с течением времени путем скрещивания растений, находящихся на расстоянии 10–100 м друг от друга, была замечена закономерность, что растения, которые находились дальше в пространственном отношении, имели более высокую вероятность депрессии аутбридинга. [3] Некоторые общие выводы из этого заключались в том, что пространственные закономерности отбора генотипов растений будут различаться по масштабу и характеру, а депрессия аутбридинга отражает генетическую конституцию «гибридного» потомства и среду, в которой растут родители и потомство. [3] Это означает, что хотя депрессию аутбридинга пока нельзя предсказать у покрытосеменных, среда играет в этом определенную роль.
В статье использованы материалы из общедоступного источника Майкла Линча. Инбридинговая депрессия и аутбридинговая депрессия. Служба национальных парков .