題:
需要多少人來維持遺傳多樣性?
cdmckay
2012-12-18 06:58:48 UTC
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想像人類要在一個遙遠的星球上定居,那是一次單程旅行。他們需要帶多少人?

顯然,最少要攜帶2個人,但這會導致很多近親繁殖。

那麼,您可以攜帶的最少人數是多少在一個孤立的社區中並仍然保持健康的多樣性?

我不做任何挖掘,我的理解是堂兄弟可以真正雜交而沒有太大的風險。因此,初步估計,來自人類遺傳樹遠處的2個完全不相關的交配對可能成為最小的基因庫候選者。我也看到有一個參數是8。
這取決於您如何選擇人員,如果為遺傳多樣性精心選擇人員,您也許可以擺脫一百人,但是即使有幾個人死亡,您也會遇到問題,這在全新的環境中並非不可能。因此,即使經過仔細的選擇和育種控制,您仍然需要幾百個。諸如技能之類的其他事物越多,您需要的人就越多,因為您不能僅僅選擇遺傳學就可以使您接近500個人。如果(隨機地)(一般而言)選擇了某人,那麼您希望超過一千。
最大的問題是,除了突變之外,不會引入任何新的遺傳物質,並且種群將不斷擴大,垂死,並且需要繼續永久存在。因此,您需要大量的初始多樣性。這不是實驗室研究,您只需要維護幾代即可。
五 答案:
jkadlubowska
2012-12-18 18:13:30 UTC
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實際上,對於實驗室動物(我想是瀕臨滅絕的物種)來說,這是一個非常重要的問題,據計算為25對。

對於任何數量的動物(包括人類),總會有一些近親繁殖,但您可以通過配對數量和精心配對來減少。當您達到25對(50只動物)並完全控製配對時,您幾乎可以無限地維持遺傳多樣性(特別是如果考慮到自發突變)。

當然,這種控制可以控制誰可能會與誰生孩子(再加上是否允許一個人生育,以及孩子的性別!)在道德上是有問題的,因此如果在一個遙遠的星球上居住,我們需要一個更大的群體來提供性偏好,生育問題等。

一些有關實驗室自交種的信息。

很好的答案-儘管讓某些犬種保持生存存在問題,但讓我意識到-它們往往會積累太多疾病(下面的鏈接)。然而,大多數品種中必須有成千上萬的動物陷入困境。這是因為控制繁殖的使用方式有所不同(強調繁殖特性與多樣性),還是因為池中的原始犬隻很少,或者為什麼? http://www.nytimes.com/2011/11/27/magazine/can-the-bulldog-be-saved.html?pagewanted=all&_r=0
我不是狗的專家,但是確實了解了一些關於狗的知識。每個犬種都是開放的或封閉的。在封閉的品種中,只有已經屬於該種族的動物的後代才屬於該種族。在開放品種中,任何看起來足夠相似(或具有其他重要特徵,具有該品種特徵的動物)都可以是“繁殖”貓砂的親本。在某些情況下(例如,該品種中的動物太少,該品種的整體健康狀況太差),可以打開封閉的品種,並在問題解決後再次封閉。
人們如何得出這個數字?鏈接的文章似乎沒有解釋它。
這只是數學。如果您選擇兩隻近交小鼠/鼠等進行交配,則後代的近交比其父母多0.5-1%(這意味著他們兩個基因的兩個拷貝都更有可能從一隻祖先小鼠那裡遺傳下來) )。如果您有足夠的動物,則這種影響要小於其他現象(如遺傳漂移)的影響(與Hardy-Weinberg平衡背後的假設進行比較)。我不知道這些數字背後的確切含義,我只是知道,這是經過計算並使用了某某數字。
我認為控制誰與誰生孩子沒什麼壞。並不是您在控制誰愛上了誰,或者誰正在與誰發生性關係。您只是要確保人們使用保護措施,並在準備好孩子時用適當的精子進行授精。
您是否考慮過女性的觀點?在這種情況下,有人決定使用女人的身體來生一些孩子,而你不能拒絕,你真的被迫懷孕了嗎?懷孕和分娩即使是現代醫學的進步,也是婦女死亡的重要原因?我想登上這艘船的人可以做出這樣的決定,但是他們的孩子在選擇方面沒有任何選擇。承載第二代。
IMO一詞“當達到25對[..]時,您幾乎可以無限地維持遺傳多樣性”。在平衡時,遺傳多樣性是有效種群規模的簡單函數。沒有最小的大小可以“幾乎無限地維持遺傳多樣性”。只有2人存在某種遺傳多樣性,而50人有更多的遺傳多樣性,而10萬人則有更多的遺傳多樣性,而沒有這樣的遺傳多樣性。
yucer
2016-11-27 22:14:54 UTC
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我不是專家,但是在閱讀了更多內容後,我會說500至1500對夫婦,而沒有試圖控製配對。

我不知道Dan Horvat將這些主張放在何處:

要保持健康的遺傳多樣性並建立足夠的不同等位基因,以確保該物種的可持續性。我不記得確切的數字,但我認為對於人類來說,它介於1000或10000之間,如果低於該數字,該物種很可能會因自然原因而滅絕。

Toba Cathastrofe Theory似乎證明了過去人口瓶頸的證據。據推測,人口中最多只能有3,000至10,000個倖存者。我非常樂觀,最少參加1500對。留下來的數​​目與Dan的來源相匹配。

確切的答案將由生活和DNA的設計者得出。 ;-)該信息似乎已在會議上被創建者的兒子洩露。托馬斯從他的話中摘了一個音符

我將選擇你,千分之一,千分之二,它們將作為一個單身一個。

在我看來,它是在談論遺傳多樣性,而最小比例是:1/1000。這就是為什麼我將500對夫妻作為最小的原因。

順便說一句,在上一個版本中,似乎表明這種選擇將是在人類最終結束進化為預期的社會和形態的那一刻的狀態(確實非常罕見):

當您創建兩個對象時,當您像內部一樣構造內部,而像內部一樣構造外部,而上面像下面那樣構造,以及使男性和女性相同,使男性既不是男性也不是女性。當你用眼睛代替眼睛,用一隻手代替一隻手,一隻腳 腳的位置,相像代替相像;

回到科學,似乎並不需要付出太多努力來控製配對,因為我們似乎對那些與我們表現出更好的組織相容性的其他性別。對於人類來說,氣味和外觀(大多是simetric)是可以得到的。

如果環境更加惡劣,那麼遺傳多樣性也應該更快地達到。通常,在近40代的敵對和持久環境之後,大的突變和適應就會發生,這是 P蛾的進化

所觀察到的。所以我想,如果您使用精心照顧的實驗動物,數量可以是25對。但是,如果您使用自然的敵對環境,則可以更快地實現遺傳多樣性。

可能是,如果您在另一個星球上建立一個不錯的人類空間站,則可能需要25對,但如果不使用任何技術使它們裸露,而無花果葉則需要較少的對才能使物種更適應生存(儘管您可能會嘗試很多次)

要考慮的另一點是,這些動物用於基因研究的價值是多少?該研究受到其種群俘虜的影響有多大?他們的生長地自然環境?這些環境有多敵對?類似於這種環境的自然人口動態?幾代人的祖先擁有自然環境?

實驗室動物的遺傳多樣性可能較少,可能需要更多的伴侶。

這是正確答案與選擇答案之間的區別,與基因預選的水平有關。我同意至少需要1000名“隨機選擇”的人,因為一定不要忘記同性戀和配對中不同程度的“忠誠”的影響。
我想,同性戀和忠誠可能還與表觀遺傳學和種群的動態有關。在某些魚類中,如“ Lythrypnus dalli”,甚至個體的種類也會根據種群的需要而在形態上發生變化。 (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002209810400680X)
也可能是更少的個人和擴大人口的良好條件產生了更少的“忠誠”。
相反,人口中過多的遺傳多樣性(如果存在這種概念的話)可能會產生更高的保真度。
而且...同性戀可能是大量人口對遺傳多樣性低和自然選擇不足的反應。
ZacWolf
2018-01-13 23:53:34 UTC
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我認為表觀遺傳學的問題再次使這個答案成為爭論。這使我想起了我最大的問題,這本書是《超人類主義的賭注》,該書圍繞一位非常自由的“價值”租戶。

如果不了解人類遺傳學(包括表觀遺傳學)各個方面的工作方式,我們如何才能確定給定基礎等位基因組的“價值”,從而確定最低可行種群?如果這樣的瓶頸被迫(通過災難或“選擇”),那麼按照今天的標準,這樣產生的人口是否仍被視為“人類”?

我要說的是,人類的定義仍然必須大於總和我相信我們目前對遺傳學的了解。

我相信這些問題是“奇點” [建立超越人類智慧的人工智能]的辯論中經常遺漏的問題。大多數人認為這樣的事件將是人類的終結,但我不同意。因為人類創造的任何智慧都不會愚蠢到破壞本質上確立其基準的智慧多樣性。按照這種思維方式,我個人認為這將更符合電影《 她》 中提出的想法,在這種思想中,這些情報將建立一種使自己擺脫直接人類控制的方式,但最終觀察/比較/對比人類是“野生動物”,可用於糾錯和單獨的建模。

Dan Horvat
2014-03-13 00:50:48 UTC
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近親繁殖根本不是消極的,所以一對夫婦就可以定居。

近親繁殖可以修復隱性特徵,而表現出不需要性狀的則可以被剔除。實際上,近交是進化的最有力武器之一,它可以大大加快進化速度。我們自己經歷了一個重大的瓶頸事件,並努力講述了這個故事。

一個能夠生存X代的健康物種所需的確切個體數量取決於該物種。為了維持健康的遺傳多樣性並建立足夠的不同等位基因,以確保該物種的可持續性。我不記得確切的數字,但我認為對於人類來說,這個數字在1000或10000之間,如果低於該數字,該物種很可能會因自然原因而滅絕。

當然,一切都是當您完全控制誰與誰交配時,完全不同。但是,在上面的一對夫婦的例子中,他們可以成功地開始一個看似健康的種群,但是由於遺傳多樣性低,它們作為一個物種無法應對例如增加的輻射,大氣變化,這就是為什麼一對夫婦基本上夠了,但要確保25對夫婦的長壽遠遠不夠。

而且,如果不良特徵是隱性的,您該如何剔除它?維多利亞女王擁有血友病的等位基因,幾代人之後,它出現在所有歐洲皇室中,有許多人患有這種疾病。
您可以通過不創建具有該特徵的標本來選擇一個特徵。但是,首先,某些遺傳病在老年之前就不明顯,因此除非您研究基因組,否則您就不會了解它們;其次,它不符合倫理學(或令人希望,但這是另外一個故事)人類。尤其是女王。如果發生血友病,女性可以作為攜帶者,但很少患有這種疾病。它只出現在某些男性的血統上,而在那個時代和年齡,他們不知道為什麼。
實際上,情況要復雜得多。簡短的答案是:您不能完全確定自己已剔除隱性等位基因。您可以降低頻率,在地中海貧血(與鐮狀細胞性貧血有關的一組疾病)中,這是通過整潔的方式進行的-測試了風險不可忽略的年輕夫婦,並建議他們是否攜帶該基因如果胎兒生病,不要生孩子或流產。只要有更嚴格的控制,就可以實現快速還原,但是當等位基因變得稀有時,它就會變得更加困難。
丹·霍瓦特(Dan Horvat)的情況僅在理論上可行。人們平均擁有15個可能導致致命疾病的受損基因。第一對夫婦(以及子孫後代)也必須生育很多孩子,以便給他們一個尋找健康孩子的夫婦的好機會。這種情況更有可能導致不常見的遺傳疾病,例如在芬蘭(人為地造成了17世紀的一系列瓶頸,這是一個有趣的故事),例如芬蘭。 sjsu.edu/~khuri/Aalto_2010/Norio_2003.pdf
餵丹您從哪裡獲得這些數字:“ 1000或10000”?
相似性差的原因是,人群的遺傳學越相似,單一疾病就越有可能將它們消滅。那是在您獲得隱性特徵之類的東西之前。
A. Hennink
2018-08-11 02:08:33 UTC
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您只需要一個女性。太空船可以攜帶冷凍精子和卵形式的遺傳材料數據庫。第一個雌性會利用盡可能多的遺傳品種使自己懷孕,從而繁殖並育出盡可能多的女兒。女兒們會盡其所能。

歡迎來到Biology.se。您應該始終為自己的主張添加參考。
我並不是要傳達OP可能在尋找的科學見解;我希望那會很清楚。該答案指出了對該問題的邏輯上有效的替代解釋。
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