الاعتبارات الوراثية

Staghorn، المرجان، إلى داخل، cane، جزء رئيسي من مبنى، الشارع، Croix. الصورة © كيمت آمون لويس / TNC

يتمثل أحد الأهداف الرئيسية لجهود تحسين السكان في ضمان تنوع سكان الشعاب المرجانية المتنوعة وراثياً. يعد الحصول على الأفراد الوراثية وتتبع الأنماط الجينية للشعاب المرجانية في دور الحضانة وأثناء الزرع أمرًا مهمًا لنجاح جهود الترميم على المدى الطويل وللجموع المرجانية التي يتم استعادتها. هذا مهم بشكل خاص لأنواع الشعاب المرجانية المهددة بالانقراض أو منخفضة الوفرة لأنها من المحتمل أن تكون قد خضعت بالفعل لاختناق جيني حيث أدت الخسائر الكبيرة في مستعمرات الشعاب المرجانية إلى تقليل الكثير من المواد الجينية (وتسمى "تأثيرات المؤسس"). وهكذا ، تم تطوير العديد من الموارد لمساعدة ممارسي استعادة الشعاب المرجانية على زيادة التنوع الوراثي في ​​الشعاب المرجانية المزروعة والمزروعة.

المعاني - راجع بحث وبحث في علم الوراثة المرجانية لمزيد من الوصف

  • التنوع الوراثي - عدد الأليلات المختلفة ضمن السكان
  • الأليلات - أشكال بديلة من الجينات التي تنشأ عن الطفرة وتوجد في نفس المكان على كروموسوم. تتأثر الأليلات بهجرة أليل جديد من أماكن أخرى من السكان وتحول الجينات إلى أليلات جديدة
  • التنوع الوراثي - عدد الحيوانات المستنسخة أو المجموعات الوراثية داخل مجتمع ما (بما أن الشعاب المرجانية يمكن أن تتفتت ، يمكن أن يكون للمستعمرات الفردية نفس التركيب الوراثي وتكون متطابقة وراثيا)
  • زواج الأقارب - انخفاض في اللياقة بسبب تزاوج الأقارب ؛ يمكن أن يسبب انخفاض معدلات الخصوبة وزيادة في المرض
  • تهجين الاكتئاب - يمكن أن ينتج عن التزاوج بين الأفراد ذوي الصلة البعيدة أو التزاوج بين الأفراد الذين تم تكييفهم بشدة مع الظروف المحلية ؛ يسبب انخفاض اللياقة البدنية من الآباء والأمهات ، يجمع بين الجينات التي لا تعمل بشكل جيد معا لأنها من بيئات مختلفة
  • مؤسس الآثار - انخفاض التنوع الجيني عندما ينحدر عدد السكان من عدد صغير من أسلافهم المستعمرين

المخاطر الوراثية المرتبطة بالترميم

يجب دائمًا أخذ العنصر الوراثي للاستعادة في الاعتبار أثناء أنشطة البستنة المرجانية لأن طرق تحسين السكان تستفيد من التشرذم اللاجنسي ، مما يخلق العديد من المستعمرات المتماثلة وراثياً (مثل الحيوانات المستنسخة). إذا كان هناك القليل من التنوع الوراثي متاحًا أثناء التفريخ من أجل التكاثر الجنسي ، يكون السكان معرضين لخطر زواج الأقارب أو غيره من المخاطر الجينية التي تؤدي إلى انخفاض في صحة المرجان ولياقته. يمكن أن تؤدي الإضافة الاصطناعية لأنماط جينية محددة إلى تقليل التنوع الوراثي العام للسكان البريين الذين يتم استعادتهم.

قد تشكل مشاتل المرجان أيضًا خطرًا على التنوع الوراثي عن طريق تعريض الشعاب المرجانية لبيئة جديدة أو متحكم فيها مع ظروف قد لا تكون مثالية لجميع الطرز الوراثية المحفوظة في الحضانة. وبالتالي ، يمكن لهذه الشروط أن تختار بشكل مصطنع بعض الصفات الوراثية ، مما يؤدي إلى الإفراط في استخدام مجموعة فرعية من الأنماط الجينية التي تنجح في الحضانات.

دمج علم الوراثة في الترميم

يجب أن يهدف ممارسو البستنة المرجانية إلى زراعة وتوريث أكبر عدد ممكن من الطرز الوراثية. عند جمع الشعاب المرجانية ، ينبغي أن يهدف مشغلو دور الحضانة إلى جمع شظايا من أكبر عدد ممكن من مناطق الشعاب المرجانية المنفصلة ماديًا لزيادة احتمال الحصول على أنماط وراثية فريدة لجهود التكاثر. يوجد أيضًا عدد من الطرق الجينية لمساعدة الممارسين على تحديد ما إذا كانت الشعاب المرجانية في مشاتلهم عبارة عن أنماط وراثية مختلفة ، فضلاً عن قياس التنوع الوراثي ، والبنية السكانية الوراثية ، والتزاوج ، وتربية الحيوانات ، وآثار المؤسس. وتشمل هذه علامات الأقمار الصناعية الدقيقة وأشكال النوكليوتيدات الفردية (SNPs).

  • علامات الأقمار الصناعية الدقيقة - تحلل أعداد أزواج القاعدة المتكررة في أليل
    • يستخدم تضخيم PCR
    • الفوائد: مرونة في عدد العينات التي يمكنك تشغيلها ، وملفات البيانات صغيرة والتحليل الجيني واضح ومباشر
    • وقد تم بالفعل تطوير العديد من علامات السواتل الدقيقة للشعاب المرجانية في الكاريبي و Symbiodinium
  • تعدد الأشكال النوكليوتيدات الفردية (SNP) - يحلل تغيّر الزوج الأساسي في تسلسل الجينوم
    • يستخدم تسلسل العلامة RAD
    • العيوب: ملفات البيانات كبيرة والتحليل يتطلب خبرة في البرمجة والمعلوماتية الحيوية صعبة وتتطلب بعض الخبرة

إذا كانت بعض المستعمرات متوفرة لملء الحضانة الخاصة بك ، فليس من المقترح استخدام شظايا المرجان التي تنقصها الوراثيات ، والتي يمكن أن تؤدي إلى مزيد من التنوع الوراثي بسبب الانتقائية العالية في دور الحضانة. بدلاً من نقل مستعمرات الشعاب المرجانية من مواقع الشعاب المرجانية الأخرى ، يُنصح الممارسين بنقل الأمشاج المرجانية عبر مسافات كبيرة ، والخضوع لعملية تربية الشعاب المرجانية من مرحلة اليرقات حيث من المحتمل أن يكون لديهم حياة أفضل. مرة أخرى ، بالنسبة إلى الأمشاج التي يتم جمعها ، فإن استنباط أنماط وراثية مختلفة يعد أمرًا مهمًا في عملية الاستعادة للحد من اكتئاب الأقارب وتكاثر الأقارب.

يجب أن يواصل الممارسون نشر مجموعة من الطرز الوراثية المرجانية بغض النظر عما إذا كان النمط الجيني يعرض إنتاجية عالية أو منخفضة داخل دور الحضانة. على سبيل المثال ، لا يتنبأ أداء النمط الوراثي المرجاني داخل الحضانة دائمًا بأدائه عند نشوئه ، وقد يكون للأنماط الوراثية معدلات نمو مختلفة على نطاق واسع اعتمادًا على الظروف البيئية. المرجع بسبب المقايضات البيئية الطبيعية في استخدام الموارد ، قد تكون الأنماط الجينية البطيئة النمو أكثر مقاومة للاضطرابات مثل درجات الحرارة الدافئة. وبالتالي ، يجب على الممارسين ألا يتجاهلوا الطرز الوراثية التي تحتل مرتبة الطرز الوراثية الأخرى أو معايير البرنامج الإجمالية للبقاء والنمو. لتحديد مدى عدالة الأنماط الجينية المختلفة في ظروف مختلفة ، يُنصح الممارسين بتتبع جميع الأنماط الوراثية في دور الحضانة وبعد الزرع ، وكذلك خلال الظروف البيئية المختلفة.

عند الزرع ، يجب على الممارسين زرع الشعاب المرجانية التي ترعاها الحضانة في ظروف جغرافية وبيئية مماثلة لضمان أقصى قدر من البقاء على قيد الحياة واللياقة البدنية. إن زيادة عدد من الطرز الوراثية المختلفة على مقربة شديدة سيزيد من فرص التكاثر الجنسي الناجح وتسوية اليرقات التي ستساعد على تحقيق التنوع الوراثي على مستوى الموقع.

(من جونسون وآخرون. 2011)

(من جونسون وآخرون. 2011)