Ein Bevölkerungsengpass (oder genetischer Engpass) sind ein Entwicklungsereignis, in dem ein bedeutender Prozentsatz einer Bevölkerung oder Arten getötet oder sonst gehindert wird sich zu vermehren.

Eine ein bisschen verschiedene Sorte des genetischen Engpasses kann vorkommen, wenn eine kleine Gruppe reproduktiv getrennt von der Hauptbevölkerung wird. Das wird eine Gründer-Wirkung genannt.

Bevölkerungsengpässe reduzieren die genetische Schwankung und, deshalb, die Fähigkeit der Bevölkerung, sich an den neuen auswählenden Druck wie klimatische Änderung anzupassen oder sich in verfügbaren Mitteln zu bewegen. Genetischer Antrieb kann Allele beseitigen, die auf durch die Umgebung positiv ausgewählt worden sein könnten, wenn sie aus der Bevölkerung nicht bereits getrieben hatten.

Bevölkerungsengpässe vergrößern genetischen Antrieb, weil die Rate des Antriebs zur Bevölkerungsgröße umgekehrt proportional ist. Die Verminderung einer Streuung einer Bevölkerung führt mit der Zeit zur vergrößerten genetischen Gleichartigkeit. Wenn streng, können Bevölkerungsengpässe auch Inzucht wegen der reduzierten Lache von möglichen Genossen deutlich vergrößern (sieh kleine Bevölkerungsgröße).

Beispiele

Menschen

Die Toba Katastrophe-Theorie weist darauf hin, dass ein Engpass der menschlichen Bevölkerung c vorgekommen ist. Vor 70,000 Jahren, vorschlagend, dass die menschliche Bevölkerung auf vielleicht 15,000 Personen reduziert wurde, als der Supervulkan von Toba in Indonesien ausgebrochen hat und eine Hauptumweltänderung ausgelöst hat. Die Theorie basiert auf geologischen Beweisen der plötzlichen Klimaveränderung und auf Fusionsbeweisen von einigen Genen (einschließlich der mitochondrial DNA, des Y-Chromosoms und einiger Kerngene) und die relativ niedrige Stufe der genetischen Schwankung mit Menschen.

Jedoch wird solche Fusion genetisch erwartet und zeigt an sich keinen Bevölkerungsengpass an, weil mitochondrial DNA und Y-Chromosom-DNA nur ein kleine Teil des kompletten Genoms sind, und darin atypisch sind, werden sie exklusiv durch die Mutter oder durch den Vater beziehungsweise geerbt. Die meisten Gene im Genom werden entweder vom Vater oder von der Mutter geerbt, und können so zurück rechtzeitig entweder über matrilineal oder patrilineal Herkunft verfolgt werden. Die Forschung über viele Gene findet verschiedene Fusionspunkte von vor 2 Millionen Jahren bis vor 60,000 Jahren, wenn verschiedene Gene betrachtet werden, so die Existenz von neueren äußersten Engpässen (d. h., ein einzelnes Zuchtpaar) widerlegend.

Andererseits, 2000, hat eine Molekulare Biologie- und Evolutionszeitung ein sich verpflanzen lassendes Modell oder einen 'langen Engpass' vorgeschlagen, für die beschränkte genetische Schwankung, aber nicht eine katastrophale Umweltänderung verantwortlich zu sein. Das würde mit Vorschlägen im Einklang stehend sein, die in subsaharischen Zahlen von Afrika zuweilen mindestens 2,000, für vielleicht nicht weniger als 100,000 Jahre gefallen sein könnten, bevor Zahlen begonnen haben, sich wieder in der Späten Steinzeit auszubreiten.

Andere Tiere

Wisent, auch genannt europäischen Bison (Bison bonasus), hat Erlöschen am Anfang des 20. Jahrhunderts gegenübergestanden. Die Tiere, die heute leben, werden alle von 12 Personen hinuntergestiegen, und sie haben äußerst niedrige genetische Schwankung, die beginnen kann, die Fortpflanzungsfähigkeit von Stieren zu betreffen (Luenser u. a. 2005). Die Bevölkerung des amerikanischen Bisons (Bison-Bison) ist zur Überjagd fällig geworden, fast zu Erlöschen ungefähr dem Jahr 1890 führend, obwohl es seitdem begonnen hat zu genesen (sieh Tisch).

Ein klassisches Beispiel eines Bevölkerungsengpasses ist das des nördlichen Seeelefanten, dessen Bevölkerung zu ungefähr 30 in den 1890er Jahren gefallen ist. Obwohl es jetzt in den Hunderttausenden numeriert, bleibt das Potenzial für Engpässe innerhalb von Kolonien. Dominierende Stiere sind im Stande, sich mit der größten Zahl von Frauen — manchmal nicht weniger als 100 zu vermählen. Mit so viel von gerade einer dominierender männlicher, genetischer Ungleichheit hinuntergestiegener Nachkommenschaft einer Kolonie wird beschränkt, die Arten verwundbarer für Krankheiten und genetische Veränderungen machend. Der goldene Hamster ist ähnlich bottlenecked Arten mit der großen Mehrheit, die von einer einzelnen Sänfte hinuntergestiegen ist, die in der syrischen Wüste 1930 gefunden ist. Und Geparde sind genug nah mit einander verbunden, der sich verpflanzen lassen hat, provozieren Hautpfropfreiser geschützte Antworten nicht, so einen äußersten Bevölkerungsengpass in der Vergangenheit andeutend.

Das Genom des riesigen Pandas zeigt Beweise eines strengen Engpasses, der vor ungefähr 43,000 Jahren stattgefunden hat. Es gibt auch Beweise von mindestens einer Primat-Arten, dem goldenen stupsnasigen Affen, das hat auch unter einem Engpass um diese Zeit gelitten.

Weitere Abzüge können manchmal aus einem beobachteten Bevölkerungsengpass abgeleitet werden. Unter den Galápagos Inselriese-Schildkröten — selbst einem Hauptbeispiel eines Engpasses — ist die verhältnismäßig große Bevölkerung auf dem Hang des Vulkans von Alcedo bedeutsam weniger verschieden als vier andere Schildkröte-Bevölkerungen auf derselben Insel. DNA analysiert Datum der Engpass zu ungefähr 88,000 wenige Jahre vor der Gegenwart (YBP). Ungefähr 100,000 YBP der Vulkan haben gewaltsam ausgebrochen, viel vom Schildkröte-Habitat tief im Bimsstein und der Asche begrabend.

Engpässe bestehen auch unter reinrassigen Tieren (z.B, Hunde und Katzen: Möpse, Perser), weil Züchter ihre Genlachen beschränken, indem sie sich mit nahen Verwandten für ihre Blicke und Handlungsweisen fortpflanzen. Der umfassende Gebrauch von wünschenswerten individuellen Tieren beim Ausschluss von anderen kann auf eine populäre Vater-Wirkung hinauslaufen.

Bevor Europäer in Nordamerika, Prärien angekommen sind, die als Habitate größeren Prärie-Hühnern gedient sind. In Illinois allein haben ihre Zahlen von mehr als 100 Millionen 1900 zu ungefähr 50 1990 gestürzt. Diese Niedergänge in der Bevölkerung waren das Ergebnis der Jagd und Habitat-Zerstörung, aber die zufälligen Folgen sind ein großer Verlust in der Art-Ungleichheit gewesen. DNA-Analyse, die die Vögel von 1990 und Mitte des Jahrhunderts vergleicht, zeigt einen steilen genetischen Niedergang in letzten Jahrzehnten. Das größere Prärie-Huhn erfährt zurzeit niedrigen Fortpflanzungserfolg.

Während des Ausbruchs von Toba hatten Engpässe unter Schimpansen, Rhesusmacaques, Orang-Utans und Tigern bestanden.

Werke

Forschung hat gezeigt, dass es keine genetische Veränderlichkeit im Genom der Wollemi Kiefer (Wollemia nobilis) gibt. Es gibt nur ungefähr 100 Muster in freier Wildbahn und bebaute Zehntausende. Das zeigt an, dass die Arten einen strengen Bevölkerungsengpass durchgegangen sind.

In der Entwicklungstheorie

Da eine Bevölkerung kleiner wird, genetischer Antrieb eine größere Rolle in der Artbildung spielt. Ein Landtier wie ein Braunbär könnte sich lokal reduziert auf einige Dutzend Paare auf einer Arktischen Insel finden. Dieser wahrscheinlich zufällig weil ist die letzte Eiszeit abgelaufen, und die Landbrücke von Bering ist ins Meer zurückgetreten. In diesem Umstand kann ein vorteilhafter Charakterzug, der in einem Alpha-Mann oder zwei erscheint, die Farbe, die Größe, die Schwimmen-Fähigkeit, den kalten Widerstand oder die Aggressivität der Gruppe in gerade einigen Generationen ändern.

Minimale lebensfähige Bevölkerungsgröße

In der Bewahrungsbiologie hilft minimale lebensfähige Bevölkerungsgröße (MVP), die wirksame Bevölkerungsgröße zu bestimmen, wenn eine Bevölkerung gefährdet für das Erlöschen (Gilpin und Soulé, 1986 und Soulé, 1987) ist. Es gibt beträchtliche Debatte über die Nützlichkeit des MVP.

Siehe auch

• Bevölkerungsboom
• Babyboom
• Kleine Bevölkerungsgröße
• Wirksame Bevölkerungsgröße
• Gründer-Wirkung
• Gilpin, M.E. & Soulé, M.E. (1986). Minimale lebensfähige Bevölkerungen: Die Prozesse des Art-Erlöschens. In der M. Soulé (Hrsg.).. Bewahrungsbiologie: Die Wissenschaft der Knappheit und Ungleichheit, Seiten 13-34. Masse von Sunderland: Sinauer Associates.
• Luenser, K., J. Fickel1, A. Lehnen, S. Fleck und A. Ludwig. 2005. Niedrige Stufe der genetischen Veränderlichkeit in europäischen Bisons (Bison bonasus) vom Bialowieza Nationalpark in Polen. Europäische Zeitschrift der Tierwelt-Forschung 51 (2): 84-87.
• Soulé, M. (Hrsg.).. (1987). Lebensfähige Bevölkerungen für die Bewahrung. Cambridge: Cambridge Univ. Drücken.

Links

• ScienceDaily: Urknall-Theorie der menschlichen Evolution?
• Nördliche Seeelefant-Geschichte