M8 - Genet. Differenzierung zw. Pops

Question 1

Evolvability - Definition

Answer 1

• Variation quantitativer Merkmale, Potential einer Population sich anzupassen
• > Variation within Pops
• Korrelation E. mit Qst (between Pops) ist negativ
• > Merkmale, die zw Pops stark variieren sind innerhalb einer Pop kaum variabel
• -> lokale Anpassung, innerhalb Pops stabilisierende Selektion

Question 2

Ökotypen

Answer 2

• durch versch. Umweltbedingungen bedingte genetische Unterschiede
• Fitness nach Transplantation geringer
• hier wichtig viele Pops zu erhalten -> regionale Rote Listen sinnvoll

Question 3

Probleme bot. Gärten

Answer 3

• meist kleine Pops (Inzucht, Drift)
• Anpassung an spez. Bed. in Gärten (Auswildern schwierig)
• Introgression Genen nah verwandter (Genfluss, Hybride)
• unabsichtige Selektion:
• • typisch Kultivierung: Verlust der Dormanz der Samen
• • Dormanz sorgt dafür dass nicht alle Samen im gleichen Jahr keimen (Risikostreuung, genetisch), Kultivierung selektiert auf 1. Jahr
• Bot Pflanzen weniger aber größere Infloreszenzen
• Bot Pflanzen geringere genet. Div, weniger Samenmasse, Inzuchteffekte

Question 4

Wie groß sollten ex-situ Pops sein?

Answer 4

• 50-500 Regel
• 50: aus Haustierzucht, tolerable Inzucht aber kurzfristige Probleme vermeiden
• 500: Drosophila, Mutationen sollen Drift-Verluste ausgleichen, langfristige Probleme durch verm. Anpassung vermeiden
• > so auf Pflanzen übertragbar???
• > beziehen sich auf ideale Population (jedes Indiv. trägt in gleicher Weise zum Genpool der nächsten Generation bei) -> ist also effektive Populationsgröße Ne

Question 5

Gründe für “nichtideale” Population

Answer 5

• Assortative Paarung (Paarung unter Gleichen z.B. gleicher Blühzeitpunkt)
• unbalanciertes Geschlechterverhältnis
• Pop hatte Flaschenhals
• räumliche Struktur der Pops (kein random mating, nahe wachsende paaren sich)
• unterschiedliche Fruchtbarkeit Individuen

Question 6

Effektive Populationsgröße

Answer 6

• Größe einer idealen Pop, die gleichen Grad an Inzucht hätte wie untersuchte Pop
  -> man kann rechnerisch die untersuchte Pop umwandeln -> welcher eff. Popgröße entspricht sie?
• Ne ist immer kleiner als beobachtete Pop
• 50-500er Regel gilt für Ne
  1/Ne = Kehrwerte der Ns für alle Zeitschritte, geteilt durch Anzahl der Zeitschritte /tmax

Question 7

Unbalanciertes Geschlechterverhältnis - Ne

Answer 7

Ne = 4* Nm * Nw / (Nm+Nw)

• Ne sinkt je ungleicher (v.A. Tiere mit Haremstruktur)
• > Grenzfall: Ne =4, wenn nur 1 Männchen und mehr Weibchen

Question 8

Flaschenhälse - Ne

Answer 8

• Ne ist das harmonische Mittel der Ne’s in versch Generationen
  1/Ne = 1/t (1/N1 + 1/N2 + 1/N3 ….) Kehrwerte!
• gute Jahre (viele Indiv): Ne steigt kaum
• schlechte Jahre (wenig Indiv): Ne sinkt stark
  -> Flaschenhälse beeinflussen sehr stark!

Question 9

Variation Fruchtbarkeit - Ne

Answer 9

Ne = 4N / Vk + 2
Vk = Varianz Größe Familien, ideal Vk=2
- nicht alle Pflanzen haben gleich viele Nachkommen: Verteilung extrem rechtsschief \ Viele haben wenig, Wenig haben viele, wegen exp. Wachstum
- genet. Folge: meiste Pflanzen haben kaum/keine Nachkommen, obere 10% machen meiste Nachkommen
-> Ne bei Pflanzen immer viel geringer!!!

Question 10

Räuml. Struktur, kein random-mating - Ne

Answer 10

Ne = 4π * δ * σ²

• delta: Anzahl reproduktiver Indiv. pro Fläche
• sigma²: Radius in dem sich 39% der Nachkommen bei Fortpflanzung aufhalten, Annahme NormVert der Ausbreitungsdistanzen
• > Ne ist immer gleich, egal wie groß die Pop, solange die Dichte gleich bleibt!!!

Question 11

Vergleich genet Div innerhalb und zwischen Arten

Answer 11

• wenn seltene und häufige Arten gleicher Gattung, seltene häufig genetisch verarmt
• Angiospermen höhere Div among Pops als Gymno
• Anuelle höhere als Perenne
• Selbstende höher als auskreuzende
• Samen nur durch Gravitation verteilt höher als Gravity und tiere
• arten die in Sukzession früh kommen höher als späte

Question 12

Qualitative Richtlinien für genet. basierte Naturschutzmaßnahmen (10)

Answer 12

1. große Pops besser, verlieren Div langsamer
2. Inzucht und Drift betreffen kleine mehr
3. Achtung Auszuchtdepr. nur wenn Inzucht zu schlimm, nat. Genfluss erhalten
4. geringe Div nicht grundsätzl. schlimm, plötzl. Verlust schlimm! (vA Endemiten)
5. künstliche Selektion vermeiden, Pops nur kurz ex-situ halten, Natur nachahmen
6. Bottlenecks kurz halten
7. Auszuchtdepr. vermeiden, ähnl Ökotypen nutzen
8. Introgression vermeiden
9. Selektion vermeiden
10. Erhaltung Div ex-situ ersetzt Div in Natur nicht!!!