奠基者效应(founder effect)
奠基者效应是 遗传漂变的一种形式,指由带有亲代群体中部分 等位基因的少数个体重新建立新的群体,这个群体后来的数量虽然会增加,但因未与其他生物群体交配繁殖,彼此之间基因的差异性甚小。这种情形一般发生于对外隔绝的海岛,或较为封闭的新开辟村落等。
非本土种从远距离区域被传入新的区域,初期定居者总是少数,即使少数个体能够形成一个小的种群,这个小种群仍然面临着很大的生存危机,这个阶段是 生物入侵生物过程中种群发展的瓶颈时期。这个新种群的遗传组成就依赖于这些奠基者的遗传特性,如果这些奠基者不能代表它们母种群的特性,那么新建立的种群就有可能表现出 遗传多样性的降低,称为奠基者效应( founder effect)。
奠基者效应〈founder effect〉乃指一族群最初只由少数个体由他处播迁至某地而建立,经一段时间之繁衍,虽个体数增加,但整个族群传多样性却未有提高。 七家湾溪为樱花 钩吻鲑数量最多的河段,其 基因多样性也最丰富.但是复育的种鱼往往都只是两,三对,无法代表整个族群的 基因库,繁殖出的幼鲑基因歧异度不大,又仅放流至高山溪或司界兰溪,如此一来,幼鲑在此生长,繁殖,虽个体数量增加,但基因歧异度却没有上升,遂容易发生奠基者效应.一旦发生此效应,基因歧异度趋向相同,族群较不能适应多变环境,若遇天灾,被 淘汰的机会甚大,先前的努力可能会化为乌有。
基因漂变指的是族群中 等位基因频率在每一个世代之间的随机的变化。这种变化能够以 数学表达,哈蒂-温伯格平衡描述了理想状态情况下(不考虑天择等因素)的 数学模型。在理想状态中,後代的等位基因频率将接近 随机分布。当族群规模较大,基因漂变的机率会较低;当族群规模较小的时候,基因漂变的现象较为明显。
当一个少数族群从原先族群之中分离而出,且两者的 基因频率有所不同,若是分离而出的少数族群与原先族群的基因无法继续交流,则两者的基因频率将 渐行渐远。这种现象称为奠基者效应。例如从德国迁移到美国宾夕法尼亚的 阿米什人,起源大约仅有200人,且习惯族内通婚。这个族群的埃利伟氏 症候群(Ellis-van Creveld syndrome)出现频率较其他族群高。
当一个新的群体只由几个个体建立起来时,就发生了 随机漂变的极端情况,即称为奠基者效应(founder effect)。在海岛生活的许多物种的群体,尽管现在已有几百万个个体组成,但它们往往都是很久以前偶然到来的一个或几个移居者的后裔。湖泊、 隔离的森林和生境中也有这种情况。如果这几个移居者之间在某些 基因座上的基因频率的差别,大于这几个移居者本来所属群体之间的差别,则将对这些移居者后裔的进化产生持久的重大影响。人类群体中奠基者效应的一个近代例子是,美国一个州有一个由19世纪中期从德国迁来的27个家庭建立起来的一个教派。他们生活在自己的圈子里,几乎不同周围人群通婚。在几个基因座上可以观察到 遗传漂变的作用。如血型A( 基因型IAIA,IAi)的频率在德国人群为0.40到0.45,可是这个社团的德裔美国人群中为0.60,户等位基因的频率只有0.025。MN血型基因座上,M等位基因频率在德国人和美国人群体都为0.54,可是这个社团的德裔美国人却达0.65。
奠基者效应对海南坡鹿迁地保护种群遗传多样性的影响
在迁地保护中,奠基者效应通常会导致新建种群与源种群的遗传分化,并使新建种群的遗传多样性低于源种群.海南坡鹿(Cervus eldi hainanus)是世界濒危种,野生种群仅分布在中国 海南岛.由于栖息地破坏和过度狩猎,至20世纪70年代,这个物种仅剩26只,已经濒临绝灭,被列为 国家一级保护动物.自1976年开始对海南坡鹿实施就地保护和迁地保护,该种群的数量从最初的26只增加到1 600多只.本文采用10个 微卫星位点对一个源种群(大田种群)和5个迁地种群(邦溪、 甘什岭、 枫木、 金牛岭、文昌种群)的遗传多样性进行检测,结果发现6个种群的遗传多样性水平均较低(He≈0.3);5个迁地种群分别有1、3或5个 单态位点,大田种群无单态位点;邦溪种群与大田种群遗传分化显著,而甘什岭种群与大田种群的遗传分化不显著.结果表明,奠基者效应导致种群的遗传多样性水平较低,并且对于不同迁地种群,影响也不相同.造成这些差异的因素有建群者数量、引种方式和建群种群的结构.该研究为今后在海南岛建立新的海南坡鹿迁地种群提供建议和参考,同时也为其他 濒危物种的迁地保护提供理论指导。