Генетика сохранения

Генетика сохранения

1. Понятие:

Консервационная генетика – отрасль природоохранной биологии, занимающаяся защитой генетического разнообразия организмов, чтобы они могли справляться с изменениями в окружающей среде.  Изучает генетические факторы, которые могут влиять на риск исчезновения вида, и методы, которые его минимизируют.

Является наукой о защите генофондов, с целью сохранения биоразнообразия и обеспечения непрерывности эволюционных и экологических процессов, ответственных за его производство и поддержание.

Является междисциплинарной теоретической и прикладной наукой в рамках биологии сохранения (научные основы охраны природы),  исследование и описание возможностей использования теоретических достижений и практических инструментов генетики (особенно молекулярной, популяционной, эволюционной, экологической, ландшафтной и селекционной генетики и геномики), в связи с биогеографией, биологической систематикой, биоинформатикой и биоматематикой, в охране природы.

2 История:

Работы Отто Франкеля с 70-х годов ХХ века одними из первых затронули важность генетических факторов в охране природы.

Вместе с Майклом Суле Франкель написал первую книгу по биологии сохранения, в которой обсуждается роль генетики в сохранении. ^[1]

В 1983 году появилась еще одна важная в развитии генетики сохранения книга — «Генетика и сохранение» Шёневальда-Кокса и его коллег.

3. Проблемы:

Одним из величайших вызовов современности является так называемое Шестое Великое Вымирание (также называемое Голоценовым), в которое сегодня в основном вносит свой вклад человеческая деятельность.

В настоящее время около 3000 видов в год исчезают с лица Земли.

Остановить этот процесс можно только благодаря использованию новейших научных достижений – в первую очередь молекулярной генетики.

4. Возможности:

Использования молекулярной генетики практически безграничны. В дополнение к приложениям, которые вызывают наибольшую озабоченность у среднего поляка, таким как создание генетически модифицированных организмов (ГМО), их использование в охране окружающей среды или генетические манипуляции для производства новых фармацевтических препаратов и вакцин, генетика сохранения заслуживает особого внимания.

Это понятие, широко распространенное в кругу англосаксонской науки, медленно проникает и в польскую науку, в то время как описанная им практика имеет очень давние традиции в Польше, восходящие к межвоенному периоду.

5. Наибольший успех генетики  сохранения  в Польше:

• Начато уже в 1923 году восстановление популяции зубров (Bison bonasus), консервативное разведение польской лошади (Equus gmelini subsp. silvatica) – прямого преемника вымершего тарпана (Equus gmelini), начатое сразу после Второй мировой войны, и разведение серого тюленя (Halichoerus grypus) в Hel sealarium, начавшееся сразу после конца ХХХ века.

Приведенные выше примеры противоречат распространенному мнению о том, что наиболее быстро растущие в настоящее время направления науки о наследовании должны привести к катастрофическим видениям.

В то время как опасения по поводу применения генной инженерии для создания генетически модифицированных организмов или евгенического «улучшения» человека порождают угрозы экосистемам (загрязнение ГМО)  и этические проблемы, в то время как использование достижений современной генетики для сохранения природного наследия планеты решительно говорит в пользу практического применения молекулярной генетики.

6. Проблемные области консервационной генетики:

• вопросы молекулярной генетики – использование методов молекулярной генетики в исследованиях по биологии вида, определение наборов молекулярных маркеров, применение генетических анализов при выявлении незаконного приобретения охраняемых видов, определение родства и определение родословной, молекулярная диагностика патогенов, связанных с инвазивными видами, разработка и развитие методов неинвазивных генетических исследований
• вопросы популяционной генетики – инбридная депрессия, беспородная депрессия, защита генетической изменчивости малых популяций, определение генетической структуры популяций, идентификация популяций и исчезающих видов, выявление и определение значимости генетического загрязнения (ГМО, генетически модифицированные организмы), гибридизация и интрогрессия, определение численность популяции и гендерная идентификация, мониторинг популяций чужеродных и инвазивных видов, накопление и потеря вредных мутаций, определение эффективного размера популяции.
• вопросы эволюционной генетики – выяснение систематических неясностей, определение управленческих единиц и единиц эволюционного значения внутри вида, филогенетический анализ, обнаружение очагов генетической изменчивости, исчезновение генетического разнообразия и способности эволюционировать в ответ на изменения природной среды, изучение адаптивной генетической изменчивости,
• вопросы экологической генетики – особенности взаимодействия генома в транскриптомных и эпигенетических исследованиях;
• вопросы ландшафтной генетики – выявление генетической изоляции и потока генов, фрагментация популяции и ограничение потока генов
• вопросы селекционной генетики – генетическая адаптация, которая должна содержаться в закрытых условиях и ее негативное влияние на успешность реинтродукции;
• вопросы геномики – когнитивные геномные исследования, мультилокационное генотипирование

7. Генетика сохранения, или как наука поддерживает сохранение природы.

Природоохранная генетика до сих пор не установлена в польской научной номенклатуре и не заняла достойного места в практике охраны природы в стране. Между тем, эта относительно новая отрасль знаний является квинтэссенцией современных тенденций в охране природы – она подкрепляет необходимую практику научными знаниями, значительно повышая эффективность предпринимаемых действий по спасению исчезающих видов.