近交衰退

近交衰退（英語：inbreeding depression）是指種群內由於近親繁殖而導致種群的適應度下降的情況。^[2]種群的生物適應度是指生物體生存和延續其基因的能力。近交衰退經常由種群瓶頸導致。所以一般來說，一個繁殖種群中的遺傳變異或基因庫越豐富，近交衰退的可能性就越小。

近交衰退可能存在於大多數生物群體中，但因交配系統而異。與異型雜交（英語：Outcrossing）物種相比，雌雄同體物種的近交衰退程度通常較低，因為重複世代的自交可以清除種群內的有害等位基因。例如，異交線蟲（蛔蟲）Caenorhabditis remanei已被證實極易近交衰退，而與其相近的雌雄同體物種秀麗隱桿線蟲則相反，會遭受遠交衰退。^[3]

原理[編輯]

近親繁殖（即有密切親緣關係的個體間的繁殖）因配偶的基因組相似，會導致更多的隱性性狀表現出來。只有在父本和母本的基因組中都存在隱性基因時，隱性性狀才可能出現在後代身上。父母基因越相似，後代中出現的隱性性狀就越多。因此，親緣關係越近的父本和母本雜交，後代可能具有的純合子、有害基因越多，從而導致個體適應度非常低。對於在雜合和/或純合顯性性狀中賦予優勢的等位基因，相應的純合隱性性狀的適應度甚至可能為0（表示不育或後代無法存活）。

右圖顯示了近交衰退的一個例子。該案例中，a是有害的隱性等位基因。由於在Aa基因型中，A對a呈顯性，而a基因沒有效果，要使a激活成為表型，就必須形成純合aa。由於其表型表達減少並且被自然選擇減少，隱性經常是有害的表型，會使生物體更不適應其周圍環境。

近交衰退還有一套機制，稱為超顯性，同樣也是雜合子適應度更高。超顯性可能導致具有許多純合基因型的種群適應度降低，即使相應的基因不是有害的或隱性的。在此情況下，如果以純合子形式存在，即使是顯性等位基因也會導致適應度降低（另見雜種優勢）。

目前尚不清楚這兩種機制中哪一種在自然界中更為普遍。實際應用中，例如家畜育種中，一般認為前者更重要——它可能導致產生完全無法存活的後代（意味着斷種），而後者只會導致適應度相對降低。

歷史[編輯]

查爾斯·達爾文進行了第一個關於近親衰退的研究項目。^[4]他在57個物種的植物中設計進行字自體受精和交叉受精，結果表明，自體受精植物的後代平均比交叉受精植物的後代更矮、開花更晚晚，產生種子更少。由此，他記錄了近親衰退的現象。^[5]

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

^ Begon, Michael, Colin R. Townsend, and John L. Harper. Ecology: from individuals to ecosystems. 4th ed. Malden, MA: Blackwell Pub., 2006. Print.
^ Charlesworth, Deborah; Willis, John H. The genetics of inbreeding depression. Nature Reviews Genetics. 2009-11, 10 (11) [2024-02-28]. ISSN 1471-0064. doi:10.1038/nrg2664. （原始內容存檔於2024-02-25）（英語）.
^ Dolgin, Elie S.; Charlesworth, Brian; Baird, Scott; Cutter, Asher D.; et al. Inbreeding and Outbreeding Depression in Caenorhabditis Nematodes. Evolution. 2007, 61 (6): 1339–1352. PMID 17542844. doi:10.1111/j.1558-5646.2007.00118.x.
^ Charles, Darwin. The variation of animals and plants under domestication 2. J. murray. 1868.
^ Ceballos, Francisco C.; Joshi, Peter K.; Clark, David W.; Ramsay, Michèle; Wilson, James F. Runs of homozygosity: windows into population history and trait architecture. Nature Reviews Genetics. 2018-04, 19 (4) [2024-02-28]. ISSN 1471-0064. doi:10.1038/nrg.2017.109. （原始內容存檔於2024-01-18）（英語）.

外部連結[編輯]

Genetic Effects of Straying of Non-Native Hatchery Fish into Natural Populations

[1] Begon, Michael, Colin R. Townsend, and John L. Harper. Ecology: from individuals to ecosystems. 4th ed. Malden, MA: Blackwell Pub., 2006. Print.

[2] Charlesworth, Deborah; Willis, John H. The genetics of inbreeding depression. Nature Reviews Genetics. 2009-11, 10 (11) [2024-02-28]. ISSN 1471-0064. doi:10.1038/nrg2664. （原始內容存檔於2024-02-25）（英語）.

[3] Dolgin, Elie S.; Charlesworth, Brian; Baird, Scott; Cutter, Asher D.; et al. Inbreeding and Outbreeding Depression in Caenorhabditis Nematodes. Evolution. 2007, 61 (6): 1339–1352. PMID 17542844. doi:10.1111/j.1558-5646.2007.00118.x.

[4] Charles, Darwin. The variation of animals and plants under domestication 2. J. murray. 1868.

[5] Ceballos, Francisco C.; Joshi, Peter K.; Clark, David W.; Ramsay, Michèle; Wilson, James F. Runs of homozygosity: windows into population history and trait architecture. Nature Reviews Genetics. 2018-04, 19 (4) [2024-02-28]. ISSN 1471-0064. doi:10.1038/nrg.2017.109. （原始內容存檔於2024-01-18）（英語）.

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