Populatiegenetica bij dieren - wat is het?

Geschreven en geverifieerd door de bioloog Samuel Sanchez

Laatste update: 05 maart, 2023

Dierlijke populatiegenetica is een tak van de biologie (Engelse link). Het houdt zich bezig met DNA, erfelijkheid, genendrift, stochasticiteit, enz. De spannende wereld van de genen kan verwarrend zijn, want hij staat vol termen die zelfs de meest deskundige persoon zullen verbijsteren.

Daarom wilden we van de gelegenheid gebruik maken om je op een vriendelijk didactische manier iets te laten zien over de relatie van genetica met dierpopulaties.

Naar mijn mening is dit onderwerp bijzonder spannend, en de basis van mijn betoog zal de informatie met populatiestudies van amfibieën zijn.

Naast redacteur was ik in de gelegenheid om twee jaar lang deel uit te maken van een team in het Museo Nacional de Ciencias Naturales (Nationaal Museum voor Natuurwetenschappen) in Madrid. Daarom laat ik je hier vandaag een stukje van de kennis zien die ik in die prachtige tijd heb opgedaan.

Basisprincipes

Genetica is het studiegebied van de biologie dat probeert de overdracht van biologische overerving van generatie op generatie te begrijpen en te verklaren.

Genen zijn informatie-opslag-eenheden. Dat wil zeggen, DNA-segmenten die instructies bevatten over hoe de lichaamscellen moeten functioneren. Eenvoudiger gezegd: we hebben allemaal twee kopieën van elk gen dat menselijke informatie bevat. Dat wil zeggen, één geërfd van onze vader en één van onze moeder.

• Het genotype van elk individu is een stukje specifieke genetische informatie in de vorm van DNA. Het genoom van elke diersoort vertegenwoordigt diverse variaties in veel van zijn genen, waardoor ze van de rest verschillen.
• Ook wordt de expressie van genen in een bepaalde omgeving een fenotype genoemd. Ze gaan over fysieke en gedragskenmerken. Eén gen kan bijvoorbeeld coderen voor oogkleur en bruine ogen zou het resulterende fenotype zijn.

Hoe zijn deze termen van toepassing op de populatiegenetica?

De sleutel tot populatiegenetica is het begrijpen van de overervingspatronen van ouders op kinderen. Laten we het eerder genoemde voorbeeld van amfibieën nemen.

• Stel je een vijver voor met 300 kikkers van dezelfde soort, die een populatie vormen. 100 daarvan zijn vrouwtjes en 200 mannetjes. Men kan dit soort schattingen maken met behulp van technieken als mark-recapture.
• In het voorjaar, met de komst van de regens, kan men zien dat er veel snoeren met drijvende eieren in de vijver liggen. Elke sliert vol jongen heeft natuurlijk een vader en moeder.
• Dus hoeveel van de mannetjes en vrouwtjes in de populatie namen deel aan deze voortplantingsepisode? Welk vrouwtje legde de meeste eieren? Is er een mannetje dat met meer dan één vrouwtje broedde?

Genetische studies proberen vragen als deze te beantwoorden.

De nakomelingen ontcijferen

Met monsters van de volwassenen van een dierenpopulatie en een representatieve groep larven kan men verwantschapsrelaties schatten.

Per slot van rekening erven nakomelingen hun genen van hun ouders, toch? Men kan bepalen wie de ouder is door middel van een DNA-monster, het resultaat van de combinatie van het DNA van twee volwassenen in een bepaalde populatie.

Dit kan eerder gestelde vragen tot op zekere hoogte oplossen, en geeft ook inzicht in een belangrijke parameter:

• Het aantal dieren dat in een populatie leeft is niet gelijk aan het aantal keren dat ze zich daarbinnen voortplanten.
• Het effectieve populatieaantal verwijst naar de volwassenen die met de eerder beschreven technieken bevestigde voortplanters zijn.
• Bijvoorbeeld, uitgaande van de vorige populatie, zijn er 300 kikkers in de vijver. Toch bevestigen genetische studies dat slechts 60 van hen zich in dat jaar hebben voortgeplant. Een heel ander scenario, toch?

Dierlijke populatiegenetica en de focus op natuurbehoud

Dit soort genetisch onderzoek is essentieel voor het behoud van soorten.

Ten slotte, als in een populatie van 300 individuen slechts 60 van hen zich voortplanten, dan moeten we ons zorgen maken. Dit komt omdat een verminderd aantal fokkers uiteindelijk de genetische variabiliteit van een populatie vermindert.

Dit gebrek aan variabiliteit kan leiden tot een grotere kwetsbaarheid voor veranderingen in het milieu, wat in de meest extreme gevallen kan leiden tot het uitsterven van de soort.

Het is dus essentieel om dit soort basale zoölogische studies uit te voeren. Vooral omdat ze informatie geven over hoe wilde populaties van dieren zijn. Althans “genetisch gezien.”