معلومة

توزيع اللياقة في التجمعات البرية

توزيع اللياقة في التجمعات البرية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إذا خرجت إلى البرية ، راقب المجموعات البرية وقياس توزيع اللياقة البدنية $ f (w) $ في مجموعة سكانية معينة. ماذا سأكتشف؟ هل سألاحظ توزيع غاوسي ، توزيع بواسون ، توزيع أسي ،….؟

ربما يعتمد ذلك على الأنواع قيد الدراسة ، وعادة ما يعتمد على ما إذا كان هناك اختيار جنسي في هذا النوع. أرحب بأي أفكار!


طلب طويل للحصول على تعليق ولكن اعتبر هذا تعليقًا موسعًا وليس إجابة دقيقة:

على الأقل بالنسبة لبواسون يمكنني القول أن المتغير العشوائي يجب أن يتناسب مع افتراضات بواسون الثلاثة. يصف Poisson RV بشكل عام الأحداث المنفصلة في فترات مستمرة. لا يبدو أن وظيفة اللياقة البدنية هي نوع من أنواع المركبات الترفيهية. إنها ملكية سكانية وليست حدثًا.

لا أتوقع أيضًا أن يتم توزيعها بشكل كبير مما يعني أن الاحتمال أعلى بالنسبة للفرد الأكثر ملاءمة (أو غير المناسب) ، أي أن الأكثر ملاءمة هي الأكثر تكرارًا. أفترض أنه لا يمكن تحديد من هو الأكثر ملاءمة حتى يحدث الاختيار. هذه قد لا يزال هذا هو الحال بعد حدث الاختيار مباشرة ولكن ليس بخلاف ذلك.

يبدو أن هذه الوظيفة يجب أن تكون Gaussian: بافتراض أن هناك القليل من التباين بين الأفراد وما هو موجود بسبب الأحداث المستقلة للطفرة ، يجب أن تتقارب مع Gaussian وفقًا لنظرية الحد المركزي.

ولكن بشكل عام ، فإن المصطلح الذي يصف هذا العرض التقديمي بشكل أفضل هو وظيفة أداء. ستكون اللياقة دائمًا عربة سكن متنقلة مشروطة.

على سبيل المثال أود أن أحدد اللياقة البدنية بشكل تقريبي مثل هذا:

$ f (X) = P (m (X) | p (X) ، S) $

حيث $ f (x) $ هو ملاءمة $ X $ و $ m (X) $ هو احتمال البقاء على قيد الحياة $ X $ و $ p (X) $ هو الأداء في مهام مختلفة و $ S $ هو حدث اختيار.


تعداد السكان

السكان هو عدد الكائنات الحية من نفس النوع التي تعيش في معين منطقة جغرافية في نفس الوقت ، مع إمكانية التهجين.

لكي يحدث التزاوج ، يجب أن يكون الأفراد قادرين على التزاوج مع أي عضو آخر من السكان والإنتاج ذرية خصبة. ومع ذلك ، تحتوي على السكان التباين الوراثي داخل أنفسهم ، وليس كل الأفراد قادرين على البقاء على قيد الحياة والتكاثر بشكل متساوٍ.

يمكن أن يحدث السكان على مستويات مختلفة. يمكن حصر السكان المحليين في منطقة صغيرة من الناحية المكانية ، أي الأسماك في بركة واحدة. ومع ذلك ، يمكن أن تعمل هذه المنطقة على نطاق إقليمي أو وطني أو جزيرة أو قاري ، وقد تشكل حتى الأنواع بأكملها. إذا كان أفراد السكان المحليين قادرين على التفرق بين السكان المحليين الآخرين ، فإن هذا يسمى أ التمثيل الغذائي.

بيولوجيا السكان هي دراسة الخصائص السكانية والعوامل التي تؤثر على حجمها وتوزيعها. الخصائص التي تمت دراستها تشمل أنماط الهجرةالكثافة السكانية التركيبة السكانية (معدلات المواليد والوفيات ، ونسبة الجنس والتوزيع العمري) ، و علم الوراثة السكانية، ال سمات تاريخ الحياة وديناميات المجموعة (التفاعلات داخل وبين السكان). البيئة السكان هي دراسة كيفية تفاعل هؤلاء السكان مع البيئة.

معظم المجموعات السكانية غير مستقرة ، وتتأرجح في الحجم بمرور الوقت (يشير الحرف "N" غالبًا إلى عدد الأفراد في مجموعة سكانية). عادة ما تكون التقلبات استجابة للتغيرات في لا حيوي و حيوي العوامل التي تعمل مصانع محدوده ضد النمو الأسي غير المحدود للسكان. على سبيل المثال ، عندما تكون الموارد الغذائية وفيرة والظروف البيئية مواتية ، قد ينمو السكان. على العكس من ذلك ، متى الافتراس قوي ، قد ينضب السكان.

على الرغم من أن الأفراد الذين نجوا من عنق الزجاجة يتأقلمون مع الظروف الجديدة ، إلا أنه لا يوجد دائمًا معدل جيد للنجاح على المدى الطويل للسكان. التنوع الجيني داخل السكان الجدد منخفض ، ويزداد ببطء شديد مع حدوث الطفرات في كل جيل متتالي. وهذا يعني أن السكان الجدد معرضون بشدة لمزيد من التغييرات في البيئة أو توافر الموارد ، فضلاً عن المعاناة من عواقب ذلك زواج الأقارب مثل المرض والتشوه في النسل. إذا أدى الاختناق إلى عدد قليل جدًا من الأفراد (تحت الحد الأدنى من حجم السكان القابل للحياة(MVP) ، هناك خطر كبير من الانقراض بعد بضعة أجيال.


توزيع

يمكن أن تعيش الخنازير الوحشية في أي مكان تقريبًا ، خاصة في البيئات المشاطئة المعتدلة والنائية في نصف الكرة الغربي. عادة لا تعيش هذه الحيوانات في الصحاري ، أو المناطق الجبلية العالية مع تساقط الثلوج بكثرة في فصل الشتاء ، أو المناطق الزراعية المكثفة حيث يكون الغطاء نادرًا. حتى ذلك الحين ، تم اكتشاف عدد صغير من الخنازير الوحشية لتجنب الحرارة تحت الكثبان الرملية في صحاري جنوب غرب الولايات المتحدة ، وكذلك حفر الأنفاق عبر الثلوج العميقة في كندا.

تتم مراقبة توزيع الخنازير الوحشية في الولايات المتحدة عبر النظام الوطني لرسم خرائط الخنازير الوحشية (NFSMS). اعتبارًا من عام 2019 ، أبلغت أكثر من 35 ولاية عن وجود مجموعات خنازير ضالة. يتم تعريف المجموعات السكانية الثابتة في نظام الأمن الغذائي العالمي (NFSMS) على أنها تلك التي كانت موجودة لمدة عامين أو أكثر ولديها دليل على التكاثر.

لا يوجد تقدير دقيق للعدد الإجمالي للخنازير الوحشية في الولايات المتحدة. ومع ذلك ، بإضافة كل تقديرات الحد الأدنى والحد الأقصى لعدد الخنازير الوحشية لكل ولاية ، يمكن أن يكون هناك من ثلاثة إلى ثمانية ملايين حيوان. نظرًا لأن أعداد الخنازير الوحشية غالبًا ما تكون تقديرات في أحسن الأحوال ، فإن العلماء غير متأكدين من دقة أعداد الخنازير الوحشية المبلغ عنها لكل ولاية.


استعراض موجز لحالة وتوزيع وبيولوجيا الأفيال الآسيوية البرية إليفاس مكسيموس

الفيل الآسيوي إليفاس مكسيموس يتم توزيعها بشكل غير مستمر عبر القارة الآسيوية. مجموع السكان البرية 38500-52500 ، مع ج. 16000 في الأسر ، ومعظمهم في بلدان النطاق. الهند لديها 60 ٪ من سكان العالم من الأفيال الآسيوية البرية. يحتوي هذا النوع على نظام اجتماعي متعدد المستويات حيث يعيش في مجموعات أمومية تتكون من خمسة إلى 20 فردًا يتفاعلون مع وحدات عائلية أخرى في المنطقة. البالغون - يعيشون بمفردهم أو في مجموعات صغيرة مؤقتة ذات روابط اجتماعية ضعيفة. الفيلة الآسيوية من الحيوانات الضخمة التي تقضي 12-18 ساعة في اليوم في التغذية ، وتأكل الفيلة والنباتات حسب التوافر والموسم. يعتمد حجم نطاق المنزل على توافر الغذاء والماء والمأوى في المنطقة. يعد فقدان الموائل وتجزئتها ، والصراعات بين الإنسان والأفيال ، والصيد الجائر من أكبر التهديدات التي تواجه هذا النوع. تتم إدارة الأفيال الآسيوية باستخدام الأساليب التقليدية والحديثة ولكن لا يزال يتعين إحراز تقدم لتحسين الرفاهية والتدريب والتربية لهذه الحيوانات.


التطور الجيني للأنواع | بيولوجيا الخلية

يتصور مفهوم & # 8216 التطور العضوي & # 8217 أن جميع الأشكال الحية اليوم تطورت من سلف مشترك. أي أن أشكال الحياة المختلفة مرتبطة بالنسب ، مما يفسر أوجه التشابه بينها. لم يتم قبول فكرة evo & shylution على نطاق واسع حتى عام 1859 عندما نشر داروين عمله الكلاسيكي & # 8216 The Origin of Species & # 8217.

احتوى هذا العمل على مجموعة كبيرة من الأدلة لصالح فكرة أن التطور مستمر وقدم فرضية جذابة لشرح نمط التطور.

بعد ذلك ، تم تطوير مفاهيم مختلفة تتعلق بآلية التطور هالدين وفيشر ورايت والعديد من الآخرين ، تم تجميع المعلومات & # 8217s من مجالات متنوعة للدراسة ، مثل الجيولوجيا وعلم الحفريات والتصنيف وعلم الوراثة السكانية والكيمياء الحيوية وعلم الوراثة الجزيئي وغيرها. وإعادة تركيبها لفهم التطور.

الوضع الحالي لـ التطور الجيني للأنواع:

تتضمن طريقة تطور الأنواع في المملكة النباتية مزيجًا من العوامل والظواهر في الطبيعة. تغطي العمليات جميع التغييرات المتأصلة في مفاهيم Drawin و de Vries ومؤخرًا بواسطة Stebbins.

المواد الأساسية التي تحدث تغييرات في الفرد من السكان ، هي الجينات وتغيراتها. في الواقع ، تزود التغييرات الجينية العشوائية بالمواد الخام الأساسية في العملية التطورية.

قد تكون هذه التغييرات كبيرة أو ثانوية ، بما في ذلك تغييرات في بنية وأعداد الجينات وكذلك في الكروموسومات وشرائح الكروموسوم. باختصار ، التغيرات الجينية والكروموسومية التي تحدث بشكل عشوائي في أفراد المجتمع ، توفر المواد الأساسية للتطور.

الخطوة التالية في العملية التطورية على مستوى السكان ، هي إعادة تركيب الجينات بين مختلف الأفراد. يؤدي التهجين العشوائي بين الأفراد المختلفين الذين يحتويون على تغيرات جينية مختلفة إلى نشوء أفراد جدد بتركيبات جينية أحدث. في هذه الخطوة ، قد يمثل السكان كتلة غير متجانسة من الأفراد تحتوي على مجموعات جينية مختلفة.

الخطوة التالية في التطور هي عملية الانتقاء الطبيعي في الصراع من أجل الوجود بين إعادة التركيب غير المتجانسة ، من أجل الاستخدام الأمثل للموارد في بيئاتهم الخاصة. في نهاية المطاف ، من خلال الاختيار الطبيعي والتشتيت ، يحتل بعض الأفراد الذين يعانون من تغيرات في الجينات والخدع المكانة البيئية مع استبعاد تدريجي للآخرين.

من خلال التهجين والخجل فيما بينها ، تصبح هذه المجموعة السكانية في نهاية المطاف مستقرة مع مجموعات جينية متغيرة محددة وتصبح نمطًا وراثيًا مستقرًا.

السكان المستقرون الذي يتميز بتركيبة جينية معينة ، يقفون بصرف النظر عن الأنواع الأبوية التي ينتمي إليها السكان في البداية. غالبًا ما يُنظر إلى مثل هذه المجموعة المستقرة ، التي تميز نمطًا وراثيًا يختلف في النمط الظاهري عن أسلافها ، على أنها تصل إلى مستوى الأنواع الأولية.

يمكن لمثل هذه الأنواع الأولية أن تخضع للتهجين مع أفراد من السكان الأبوين وقد تفقد الهوية.

الأنواع التماثلية:

على هذا النحو ، فإن الوصول إلى حالة الأنواع والخجل من مستوى الأنواع الأولية والخجولة ، سيتطلب حاجز توافق وخجول بين السكان الجدد والقدامى. بدون هذا الحاجز ، على الرغم من الاختلافات المظهرية والخجل ، لا يمكن الحفاظ على هوية السكان الجدد.

هناك كل إمكانية للاندماج والخجل مع الأنواع الأبوية من خلال التكاثر في حالة عدم وجود حاجز يؤدي إلى أصل سلسلة من الأنماط الظاهرية المتدرجة. يمكن تحقيق حاجز التوافق والخجل ، الضروري للوصول إلى حالة الأنواع ، من خلال وسائل مختلفة.

الطريقة التي لا تتضمن أي تغييرات Genie تؤدي إلى حاجز التوافق هي الترحيل. تؤدي هجرة السكان الجدد إلى بيئة جديدة ، بعيدة كل البعد عن البيئة الأصلية ، إلى العزلة الجغرافية. تمكّن هذه العزلة الجغرافية السكان من تطوير نمطهم الظاهري والتشكيلية الخاصة بهم التي تتكيف مع البيئة المتغيرة ، بعيدًا عن البيئة الأصلية.

وتسمى هذه الأنواع أيضًا الأنواع التماثلية.

الانتواع الودي:

الطريقة الشائعة ، بخلاف الهجرة والعزل الجغرافي والشغرافي الناتج عن ذلك ، هي تغييرات الجني أو الطفرات والمغلفات التي تؤدي إلى عائق أمام الإخصاب.

يمكن تحقيق هذا الحاجز أمام الإخصاب بين الأنواع التي تحتل نفس المنطقة الجغرافية ، والتي يُطلق عليها خلاف ذلك الأنواع المتماثلة ، من خلال العزلة البحرية والعزلة ، أي التفتح في مواسم مختلفة بسبب التغيرات الجينية في الفرد.

ليس بالضرورة موسميًا ، ولكن الحاجز قد يكون سابقًا وخجولًا حتى بين نوعين يحافظان على فرديتهما ، ويحتلان نفس الموطن ويتفتحان في نفس الموسم. يمكن أن يكون الحاجز المتوافق بين النوعين ، الأصلي والمشتق ، بسبب عدم توافق الخط الجرثومي وحبوب اللقاح والبويضات.

يمكن أن يتجلى هذا العقم في الجني إما في غياب الإخصاب أو عائق أمام الجنين بعد الإخصاب والتطور الخجول. حاجز العقم هذا على مستوى الجني هو العامل الرئيسي في الاستقرار وبالتالي تطور الأنواع.


محتويات

يمكن أن تنطوي الطفرات على ازدواجية أجزاء كبيرة من الحمض النووي ، عادةً من خلال إعادة التركيب الجيني. [9] تعد هذه المضاعفات مصدرًا رئيسيًا للمواد الخام لتطوير جينات جديدة ، مع تكرار عشرات إلى مئات الجينات في جينومات الحيوانات كل مليون سنة. [10] تنتمي معظم الجينات إلى عائلات جينية أكبر من أصل مشترك ، ويمكن اكتشافها من خلال تماثلها التسلسلي. [11] يتم إنتاج الجينات الجديدة بعدة طرق ، عادةً من خلال الازدواجية والطفرة لجين الأسلاف ، أو عن طريق إعادة توحيد أجزاء من جينات مختلفة لتشكيل مجموعات جديدة مع وظائف جديدة. [12] [13]

هنا ، تعمل مجالات البروتين كوحدات ، لكل منها وظيفة خاصة ومستقلة ، يمكن مزجها معًا لإنتاج جينات ترميز بروتينات جديدة بخصائص جديدة. [14] على سبيل المثال ، تستخدم العين البشرية أربعة جينات لتكوين بنى تستشعر الضوء: ثلاثة للخلية المخروطية أو رؤية الألوان وواحد لخلية قضيب أو للرؤية الليلية نشأت جميعها من جين سلفي واحد. [15] ميزة أخرى لتكرار الجين (أو حتى الجينوم بأكمله) هي أن هذا يزيد من التكرار الهندسي مما يسمح لجين واحد في الزوج باكتساب وظيفة جديدة بينما تؤدي النسخة الأخرى الوظيفة الأصلية. [16] [17] أنواع أخرى من الطفرات تخلق أحيانًا جينات جديدة من دنا غير مشفر سابقًا. [18] [19]

قد تنطوي التغييرات في عدد الكروموسومات على طفرات أكبر ، حيث تنكسر أجزاء من الحمض النووي داخل الكروموسومات ثم تعيد ترتيبها. على سبيل المثال ، في Homininae ، اندمج اثنان من الكروموسومات لإنتاج كروموسوم بشري 2 لم يحدث هذا الاندماج في سلالة القردة الأخرى ، وهم يحتفظون بهذه الكروموسومات المنفصلة. [20] في التطور ، قد يكون الدور الأكثر أهمية لإعادة ترتيب الكروموسومات هو تسريع تباعد السكان إلى أنواع جديدة من خلال تقليل احتمالية تزاوج المجموعات ، وبالتالي الحفاظ على الاختلافات الجينية بين هذه المجموعات. [21]

تشكل تسلسلات الحمض النووي التي يمكن أن تتحرك حول الجينوم ، مثل الينقولات ، جزءًا كبيرًا من المادة الوراثية للنباتات والحيوانات ، وقد تكون مهمة في تطور الجينوم. [22] على سبيل المثال ، يوجد أكثر من مليون نسخة من تسلسل Alu في الجينوم البشري ، وقد تم الآن تجنيد هذه التسلسلات لأداء وظائف مثل تنظيم التعبير الجيني. [23] تأثير آخر لتسلسل الحمض النووي المتنقل هو أنه عندما تتحرك داخل الجينوم ، فإنها يمكن أن تحور أو تحذف الجينات الموجودة وبالتالي تنتج التنوع الجيني. [6]

تتراكم الطفرات غير المميتة داخل مجموعة الجينات وتزيد من مقدار الاختلاف الجيني. [24] يمكن تقليل وفرة بعض التغييرات الجينية داخل مجموعة الجينات عن طريق الانتقاء الطبيعي ، في حين أن الطفرات الأخرى "الأكثر ملاءمة" قد تتراكم وتؤدي إلى تغييرات تكيفية.

على سبيل المثال ، قد تنتج فراشة نسلًا بطفرات جديدة. لن يكون لغالبية هذه الطفرات أي تأثير ولكن قد يغير المرء لون أحد نسل الفراشة ، مما يجعل من الصعب (أو أسهل) على الحيوانات المفترسة رؤيتها. إذا كان هذا التغيير اللوني مفيدًا ، فإن فرص بقاء هذه الفراشة على قيد الحياة وإنتاج نسلها الخاص تكون أفضل قليلاً ، وبمرور الوقت قد يشكل عدد الفراشات المصابة بهذه الطفرة نسبة مئوية أكبر من السكان.

تُعرَّف الطفرات المحايدة بأنها الطفرات التي لا تؤثر آثارها على لياقة الفرد. يمكن أن يزداد تكرارها بمرور الوقت بسبب الانجراف الجيني. يُعتقد أن الغالبية العظمى من الطفرات ليس لها تأثير كبير على لياقة الكائن الحي. [25] [26] أيضًا ، آليات إصلاح الحمض النووي قادرة على إصلاح معظم التغييرات قبل أن تصبح طفرات دائمة ، والعديد من الكائنات الحية لديها آليات للقضاء على الخلايا الجسدية الطافرة بشكل دائم.

يمكن أن تحسن الطفرات المفيدة نجاح الإنجاب. [27] [28]

أربع فئات من الطفرات هي (1) الطفرات العفوية (الاضمحلال الجزيئي) ، (2) الطفرات الناتجة عن تجاوز التكرار المعرض للخطأ لتلف الحمض النووي الذي يحدث بشكل طبيعي (يُسمى أيضًا توليف الترانزستور المعرض للخطأ) ، (3) الأخطاء التي تم إدخالها أثناء إصلاح الحمض النووي ، و (4) الطفرات المستحثة التي تسببها المطفرات. قد يُدخل العلماء أيضًا عن عمد تسلسلات متحولة من خلال التلاعب بالحمض النووي من أجل التجارب العلمية.

زعمت إحدى الدراسات التي أجريت عام 2017 أن 66٪ من الطفرات المسببة للسرطان عشوائية ، و 29٪ ناتجة عن البيئة (امتد السكان المدروسون إلى 69 دولة) ، و 5٪ موروثة. [29]

ينقل البشر في المتوسط ​​60 طفرة جديدة لأطفالهم ، لكن الآباء ينقلون المزيد من الطفرات اعتمادًا على أعمارهم مع إضافة طفرتين جديدتين للطفل كل عام. [30]

تعديل الطفرة العفوية

الطفرات العفوية تحدث باحتمالية غير صفرية حتى مع وجود خلية صحية غير ملوثة. يُقدر أن تلف الحمض النووي المؤكسد الذي يحدث بشكل طبيعي يحدث 10000 مرة لكل خلية يوميًا في البشر و 100000 مرة لكل خلية يوميًا في الفئران. [31] الطفرات العفوية يمكن أن تتميز بالتغيير المحدد: [32]

    - يتم تغيير القاعدة عن طريق تغيير موضع ذرة الهيدروجين ، مما يؤدي إلى تغيير نمط الترابط الهيدروجيني لتلك القاعدة ، مما يؤدي إلى الاقتران غير الصحيح للقاعدة أثناء النسخ المتماثل. [33] - فقدان قاعدة البيورين (A أو G) لتكوين موقع أبوريني (موقع AP). - يغير التحلل المائي القاعدة الطبيعية إلى قاعدة غير نمطية تحتوي على مجموعة كيتو بدلاً من مجموعة الأمين الأصلية. تشمل الأمثلة C → U و A → HX (هيبوكسانثين) ، والتي يمكن تصحيحها عن طريق آليات إصلاح الحمض النووي و 5MeC (5-methylcytosine) → T ، والتي تقل احتمالية اكتشافها كطفرة لأن الثايمين هو قاعدة DNA طبيعية. - تمسخ الخيط الجديد من القالب أثناء النسخ المتماثل ، متبوعًا بإعادة التشبع في مكان مختلف ("الانزلاق"). يمكن أن يؤدي هذا إلى عمليات الإدراج أو الحذف.

النسخ المتماثل المعرض للخطأ تجاوز التحرير

هناك أدلة متزايدة على أن غالبية الطفرات الناشئة تلقائيًا ترجع إلى التكرار المعرض للخطأ (توليف الترانزستور) في الماضي لتلف الحمض النووي في حبلا القالب. في الفئران ، تحدث غالبية الطفرات بسبب تخليق translesion. [34] وبالمثل ، في الخميرة ، كونز وآخرون. [35] وجد أن أكثر من 60٪ من عمليات الاستبدال والحذف العفوية لزوج القاعدة الفردي كانت ناتجة عن تخليق الترانزستور.

أدخلت أخطاء أثناء إصلاح الحمض النووي تحرير

على الرغم من أن الانكسارات المزدوجة الخيطية تحدث بشكل طبيعي بتردد منخفض نسبيًا في الحمض النووي ، إلا أن إصلاحها غالبًا ما يؤدي إلى حدوث طفرة. يعد الانضمام إلى النهاية غير المتجانسة (NHEJ) مسارًا رئيسيًا لإصلاح الفواصل ذات الشرائط المزدوجة. يتضمن NHEJ إزالة عدد قليل من النيوكليوتيدات للسماح بمحاذاة غير دقيقة إلى حد ما للطرفين لإعادة الانضمام متبوعًا بإضافة نيوكليوتيدات لملء الفجوات. نتيجة لذلك ، غالبًا ما تقدم NHEJ طفرات. [36]

تعديل الطفرة المستحثة

الطفرات المستحثة هي تغيرات في الجين بعد أن يتلامس مع مسببات الطفرات والأسباب البيئية.

الطفرات المستحثة على المستوى الجزيئي يمكن أن يكون بسبب:

  • المواد الكيميائية (على سبيل المثال ، Bromodeoxyuridine (BrdU)) (على سبيل المثال ، ن-إيثيل-ن-نيتروسوريا (ENU).يمكن أن تحور هذه العوامل كل من الحمض النووي المتماثل وغير المتماثل. على النقيض من ذلك ، يمكن أن يغير التناظرية القاعدية الحمض النووي فقط عندما يتم دمج التناظرية في تكرار الحمض النووي. كل فئة من هذه الفئات من المطفرات الكيميائية لها تأثيرات معينة تؤدي بعد ذلك إلى التحولات أو التحولات أو الحذف.
  • العوامل التي تشكل مقاربات DNA (على سبيل المثال ، ochratoxin A) [38]
  • تقوم عوامل إقحام الحمض النووي (على سبيل المثال ، بروميد الإيثيديوم) بتحويل مجموعات الأمين الموجودة في A و C إلى مجموعات ديازو ، مما يؤدي إلى تغيير أنماط ارتباط الهيدروجين ، مما يؤدي إلى الاقتران غير الصحيح للقاعدة أثناء النسخ المتماثل.
    ضوء (UV) (بما في ذلك الإشعاع غير المؤين). قاعدتان من النيوكليوتيدات في الدنا - السيتوزين والثايمين - هي الأكثر عرضة للإشعاع الذي يمكن أن يغير خصائصهما. يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تحفز قواعد بيريميدين المجاورة في حبلا DNA لتصبح مرتبطة تساهميًا على شكل ثنائي بيريميدين. يمكن للأشعة فوق البنفسجية ، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية الطويلة الموجة ، أن تسبب أيضًا أضرارًا تأكسدية للحمض النووي. [39]. يمكن أن يؤدي التعرض للإشعاع المؤين ، مثل إشعاع جاما ، إلى حدوث طفرة ، مما قد يؤدي إلى الإصابة بالسرطان أو الوفاة.

بينما في الأزمنة السابقة كان من المفترض أن تحدث الطفرات عن طريق الصدفة ، أو تحدث بسبب الطفرات ، تم اكتشاف الآليات الجزيئية للطفرة في البكتيريا وعبر شجرة الحياة. كما يقول S. Rosenberg ، "تكشف هذه الآليات عن صورة للطفرات شديدة التنظيم ، والتي يتم تنظيمها مؤقتًا عن طريق استجابات الإجهاد وتنشط عندما تتكيف الخلايا / الكائنات الحية مع بيئاتها - عند الإجهاد - تسريع التكيف المحتمل." [40] نظرًا لأنها آليات مطفرة ذاتية التحريض تزيد من معدل تكيف الكائنات الحية ، فقد تم تسميتها أحيانًا على أنها آليات الطفرات التكيفية ، وتشمل استجابة SOS في البكتيريا ، [41] إعادة التركيب داخل الكروموسومات خارج الرحم [42] والكروموسومات الأخرى أحداث مثل الازدواجية. [40]

حسب التأثير على تعديل الهيكل

يمكن تغيير تسلسل الجين بعدة طرق. [44] الطفرات الجينية لها تأثيرات متفاوتة على الصحة حسب مكان حدوثها وما إذا كانت تغير وظيفة البروتينات الأساسية. يمكن تصنيف الطفرات في بنية الجينات إلى عدة أنواع.

الطفرات واسعة النطاق تحرير

تشمل الطفرات واسعة النطاق في البنية الصبغية ما يلي:

  • التضخيم (أو الازدواج الجيني) أو تكرار جزء كروموسومي أو وجود قطعة إضافية من قطعة كروموسوم مكسورة من الكروموسوم قد تصبح مرتبطة بصبغي متماثل أو غير متماثل بحيث تكون بعض الجينات موجودة في أكثر من جرعتين مما يؤدي إلى نسخ متعددة من جميع مناطق الكروموسومات ، مما يزيد من جرعة الجينات الموجودة داخلها.
  • حذف مناطق الكروموسومات الكبيرة ، مما يؤدي إلى فقدان الجينات داخل تلك المناطق.
  • الطفرات التي يتمثل تأثيرها في وضع قطع منفصلة من الحمض النووي جنبًا إلى جنب ، ومن المحتمل أن تجمع جينات منفصلة معًا لتشكيل جينات اندماج وظيفية متميزة (على سبيل المثال ، bcr-abl).
  • تغييرات واسعة النطاق في بنية الكروموسومات تسمى إعادة ترتيب الكروموسومات والتي يمكن أن تؤدي إلى انخفاض اللياقة ولكن أيضًا إلى التكاثر في مجموعات معزولة وفطرية. وتشمل هذه:
      : تبادل الأجزاء الجينية من الكروموسومات غير المتجانسة. : عكس اتجاه قطعة الكروموسومات.
  • تقاطع الكروموسومات غير المتماثل.
  • عمليات الحذف الخلالي: حذف داخل الكروموسومات يزيل جزء من الحمض النووي من كروموسوم واحد ، وبالتالي يقارن الجينات البعيدة سابقًا. على سبيل المثال ، تم العثور على الخلايا المعزولة من ورم نجمي بشري ، وهو نوع من ورم الدماغ ، لديها حذف كروموسومي يزيل التسلسلات بين الجين المنصهر في الورم الأرومي الدبقي (FIG) ومستقبل التيروزين كيناز (ROS) ، مما ينتج بروتينًا اندماجيًا (FIG- روس). يحتوي بروتين الاندماج غير الطبيعي FIG-ROS على نشاط كيناز نشط بشكل أساسي يتسبب في تحول الأورام (التحول من الخلايا الطبيعية إلى الخلايا السرطانية).
  • الطفرات على نطاق صغير تحرير

    تؤثر الطفرات الصغيرة النطاق على جين في واحد أو عدد قليل من النيوكليوتيدات. (إذا تأثر نوكليوتيد واحد فقط ، يطلق عليهم طفرات نقطية). تشمل الطفرات الصغيرة الحجم:

      إضافة واحد أو أكثر من النيوكليوتيدات الإضافية إلى الحمض النووي. عادة ما تكون ناجمة عن عناصر قابلة للتبديل ، أو أخطاء أثناء تكرار العناصر المتكررة. قد تؤدي عمليات الإدخال في منطقة الترميز للجين إلى تغيير تضفير mRNA (طفرة موقع لصق) ، أو تسبب تحولًا في إطار القراءة (Frameshift) ، وكلاهما يمكن أن يغير بشكل كبير منتج الجين. يمكن عكس عمليات الإدراج عن طريق استئصال العنصر القابل للنقل. إزالة واحد أو أكثر من النيوكليوتيدات من الحمض النووي. مثل عمليات الإدخال ، يمكن لهذه الطفرات أن تغير إطار القراءة للجين. بشكل عام ، لا يمكن التراجع عنها: على الرغم من أنه من الممكن ، من الناحية النظرية ، استعادة نفس التسلسل تمامًا عن طريق الإدراج ، إلا أن العناصر القابلة للنقل قادرة على التراجع عن حذف قصير جدًا (على سبيل المثال قواعد 1-2) في أي الموقع إما أنه من غير المرجح أن يكون موجودًا أو غير موجود على الإطلاق. ، غالبًا بسبب المواد الكيميائية أو خلل في تكرار الحمض النووي ، تبادل نوكليوتيد واحد بآخر. [45] تم تصنيف هذه التغييرات على أنها انتقالات أو عمليات عرض. [46] الأكثر شيوعًا هو التحول الذي يستبدل البيورين بالبيورين (A ↔ G) أو بيريميدين للبيريميدين (C ↔ T). يمكن أن يحدث التحول بسبب حمض النيتروز أو خطأ في الاقتران الأساسي أو نظائر القاعدة المطفرة مثل BrdU. أقل شيوعًا هو التحويل ، الذي يستبدل البيورين ببيريميدين أو بيريميدين البيورين (C / T ↔ A / G). مثال على التحويل هو تحويل الأدينين (أ) إلى سيتوزين (ج). الطفرات النقطية هي تعديلات لأزواج قاعدة واحدة من الحمض النووي أو أزواج قواعد صغيرة أخرى داخل الجين. يمكن عكس الطفرة النقطية من خلال طفرة نقطية أخرى ، حيث يتم تغيير النيوكليوتيد إلى حالته الأصلية (الارتداد الحقيقي) أو عن طريق ارتداد الموقع الثاني (طفرة تكميلية في مكان آخر تؤدي إلى استعادة وظائف الجينات). كما نوقش أدناه ، يمكن تصنيف الطفرات النقطية التي تحدث داخل منطقة ترميز البروتين للجين على أنها بدائل مترادفة أو غير مترادفة ، ويمكن تقسيم هذه الأخيرة بدورها إلى طفرات مغلوطة أو غير منطقية.

    بالتأثير على تسلسل البروتين تحرير

    يعتمد تأثير الطفرة على تسلسل البروتين جزئيًا على مكان حدوثه في الجينوم ، خاصةً ما إذا كان في منطقة مشفرة أو غير مشفرة. يمكن للطفرات في التسلسلات التنظيمية غير المشفرة للجين ، مثل المحفزات والمعززات وكواتم الصوت ، أن تغير مستويات التعبير الجيني ، ولكنها أقل عرضة لتغيير تسلسل البروتين. الطفرات داخل الإنترونات وفي المناطق التي ليس لها وظيفة بيولوجية معروفة (مثل الجينات الكاذبة ، الينقولات العكسية) تكون محايدة بشكل عام ، وليس لها تأثير على النمط الظاهري - على الرغم من أن طفرات الإنترون يمكن أن تغير منتج البروتين إذا كانت تؤثر على ربط الرنا المرسال.

    من المرجح أن تغير الطفرات التي تحدث في مناطق الترميز في الجينوم منتج البروتين ، ويمكن تصنيفها من خلال تأثيرها على تسلسل الأحماض الأمينية:

    • تحدث طفرة انزياح الإطارات عن إدخال أو حذف عدد من النيوكليوتيدات التي لا يمكن تقسيمها بالتساوي على ثلاثة من تسلسل الحمض النووي. نظرًا لطبيعة التعبير الجيني الثلاثي بواسطة الكودونات ، يمكن أن يؤدي الإدراج أو الحذف إلى تعطيل إطار القراءة ، أو تجميع الكودونات ، مما يؤدي إلى ترجمة مختلفة تمامًا عن الترجمة الأصلية. [47] كلما حدث الحذف أو الإدخال في وقت مبكر ، كلما زاد تغير البروتين المنتج. (على سبيل المثال ، أكواد CCU GAC UAC CUA للأحماض الأمينية البرولين ، وحمض الأسبارتيك ، والتيروزين ، والليوسين. إذا تم حذف U في CCU ، فسيكون التسلسل الناتج هو CCG ACU ACC UAx ، والذي سيرمز بدلاً من ذلك إلى البرولين ، ثريونين ، ثريونين ، وجزء من حمض أميني آخر أو ربما كودون توقف (حيث تشير x إلى النوكليوتيدات التالية). طفرة في الإطار.
    • تؤدي طفرة الاستبدال النقطي إلى تغيير في نوكليوتيد واحد ويمكن أن تكون إما مترادفة أو غير مترادفة.
      • يحل الاستبدال المرادف محل الكودون بكودون آخر يرمز لنفس الحمض الأميني ، بحيث لا يتم تعديل تسلسل الأحماض الأمينية المنتجة. تحدث الطفرات المترادفة بسبب الطبيعة المتدهورة للشفرة الجينية. إذا لم ينتج عن هذه الطفرة أي تأثيرات نمطية ، فإنها تسمى صامتة ، ولكن ليست كل البدائل المترادفة صامتة. (يمكن أيضًا أن تكون هناك طفرات صامتة في النيوكليوتيدات خارج مناطق الترميز ، مثل الإنترونات ، لأن تسلسل النوكليوتيدات الدقيق ليس حاسمًا كما هو الحال في مناطق الترميز ، لكن هذه لا تعتبر بدائل مترادفة.)
      • يحل الاستبدال غير المرادف محل الكودون بكودون آخر يرمز لحمض أميني مختلف ، بحيث يتم تعديل تسلسل الأحماض الأمينية المنتجة. يمكن تصنيف البدائل غير المرادفة على أنها طفرات غير منطقية أو مغلوطة:
        • تغير طفرة مغلوطة النيوكليوتيدات لتتسبب في استبدال حمض أميني مختلف. وهذا بدوره يمكن أن يجعل البروتين الناتج غير وظيفي. مثل هذه الطفرات مسؤولة عن أمراض مثل انحلال البشرة الفقاعي ومرض الخلايا المنجلية والتصلب الجانبي الضموري SOD1. [48] ​​من ناحية أخرى ، إذا حدثت طفرة مغلوطة في كودون حمض أميني ينتج عنه استخدام حمض أميني مختلف ، ولكنه متشابه كيميائيًا ، ففي بعض الأحيان يحدث تغيير طفيف أو معدوم في البروتين. على سبيل المثال ، سيؤدي التغيير من AAA إلى AGA إلى تشفير الأرجينين ، وهو جزيء مشابه كيميائيًا لليسين المقصود. في هذه الحالة الأخيرة ، سيكون للطفرة تأثير ضئيل أو معدوم على النمط الظاهري وبالتالي تكون محايدة.
        • الطفرة غير المنطقية هي طفرة نقطية في سلسلة من الحمض النووي تؤدي إلى كودون توقف سابق لأوانه ، أو كودون هراء في mRNA المنسوخ ، وربما منتج بروتين مبتور وغير وظيفي في كثير من الأحيان. تم ربط هذا النوع من الطفرات بأمراض مختلفة ، مثل تضخم الغدة الكظرية الخلقي. (انظر وقف الكودون.)

        حسب التأثير على وظيفة التحرير

        • تؤدي طفرات فقدان الوظيفة ، التي تسمى أيضًا الطفرات المعطلة ، إلى أن يكون للمنتج الجيني وظيفة أقل أو معدومة (معطل جزئيًا أو كليًا). عندما يعاني الأليل من فقدان كامل لوظائفه (أليل فارغ) ، فإنه غالبًا ما يطلق عليه طفرة غير متبلورة أو غير متبلورة في مخطط مورف للأشكال. غالبًا ما تكون الأنماط الظاهرية المرتبطة بهذه الطفرات متنحية. الاستثناءات هي عندما يكون الكائن الحي أحادي الصيغة الصبغية ، أو عندما لا تكون الجرعة المخفضة لمنتج الجين الطبيعي كافية لنمط ظاهري عادي (وهذا ما يسمى بالضعف الفرداني). الطفرات ، التي تسمى أيضًا الطفرات التنشيطية ، تغير منتج الجين بحيث يصبح تأثيره أقوى (تنشيط محسن) أو حتى يتم استبداله بوظيفة مختلفة وغير طبيعية. عندما يتم إنشاء الأليل الجديد ، فإن الزيجوت المتغاير الذي يحتوي على الأليل الذي تم إنشاؤه حديثًا بالإضافة إلى الأصل سوف يعبر عن الأليل الجديد وراثيًا ، وهذا يحدد الطفرات على أنها أنماط ظاهرية سائدة. تتوافق العديد من أشكال Muller مع اكتساب الوظيفة ، بما في ذلك hypermorph (زيادة التعبير الجيني) و neomorph (وظيفة جديدة). في ديسمبر 2017 ، رفعت الحكومة الأمريكية الحظر المؤقت الذي تم تنفيذه في عام 2014 والذي حظر التمويل الفيدرالي لأي تجارب جديدة لـ "اكتساب الوظيفة" التي تعزز مسببات الأمراض "مثل أنفلونزا الطيور والسارس ومتلازمة الشرق الأوسط التنفسية أو فيروسات MERS." [49] [50]
        • الطفرات السلبية السائدة (وتسمى أيضًا الطفرات المضادة للتشكل) لها منتج جيني متغير يعمل بشكل معاكس للأليل من النوع البري. عادة ما تؤدي هذه الطفرات إلى وظيفة جزيئية متغيرة (غالبًا غير نشطة) وتتميز بنمط ظاهري مهيمن أو شبه مهيمن. في البشر ، تورطت الطفرات السلبية السائدة في السرطان (على سبيل المثال ، الطفرات في الجينات p53 ، [51] ATM ، [52] CEBPA [53] و PPARgamma [54]). تحدث متلازمة مارفان بسبب طفرات في FBN1 الجين الموجود على الكروموسوم 15 ، والذي يشفر الفيبريلين -1 ، وهو مكون بروتين سكري في المصفوفة خارج الخلية. [55] متلازمة مارفان هي أيضًا مثال على الطفرة السلبية السائدة وقصور الفرد. [56] [57] ، بعد تصنيف مولر ، تتميز بمنتجات جينية متغيرة تعمل على تقليل التعبير الجيني مقارنة بأليل النوع البري. عادةً ما تكون الطفرات ناقصة الشكل متنحية ، لكن عدم كفاية الفردانية يتسبب في أن تكون بعض الأليلات هي المسيطرة. تتميز بالتحكم في تخليق منتج بروتيني جديد. هي طفرات تؤدي إلى موت الكائنات الحية التي تحمل الطفرات.
        • الطفرة الخلفية أو الارتداد هي طفرة نقطية تعيد التسلسل الأصلي ومن ثم النمط الظاهري الأصلي. [58]

        بالتأثير على اللياقة (الطفرات الضارة ، المفيدة ، المحايدة) تحرير

        في علم الوراثة ، من المفيد أحيانًا تصنيف الطفرات على أنها إما ضار أو مفيد (أو حيادي):

        • إن حدوث طفرة ضارة أو ضارة تقلل من ملاءمة الكائن الحي. العديد من الطفرات ، وليس كلها ، في الجينات الأساسية ضارة (إذا لم تغير الطفرة تسلسل الأحماض الأمينية في بروتين أساسي ، فهي غير ضارة في معظم الحالات).
        • تزيد الطفرة المفيدة أو المفيدة من لياقة الكائن الحي. ومن الأمثلة على ذلك الطفرات التي تؤدي إلى مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية (وهي مفيدة للبكتيريا ولكنها لا تفيد الإنسان عادةً).
        • الطفرة المحايدة ليس لها تأثير ضار أو مفيد على الكائن الحي. تحدث هذه الطفرات بمعدل ثابت ، وتشكل أساس الساعة الجزيئية. في النظرية المحايدة للتطور الجزيئي ، توفر الطفرات المحايدة الانجراف الجيني كأساس لمعظم الاختلافات على المستوى الجزيئي. في الحيوانات أو النباتات ، تكون معظم الطفرات محايدة ، نظرًا لأن الغالبية العظمى من جينوماتها إما غير مشفرة أو تتكون من تسلسلات متكررة ليس لها وظيفة واضحة ("DNA غير المرغوب فيه"). [59]

        شاشات الطفرات الكمية واسعة النطاق، حيث يتم اختبار آلاف الملايين من الطفرات ، نجد دائمًا أن جزءًا أكبر من الطفرات له آثار ضارة ولكنه دائمًا ما يُرجع عددًا من الطفرات المفيدة أيضًا. على سبيل المثال ، في شاشة تحتوي على جميع عمليات حذف الجينات بتنسيق بكتريا قولونية، 80٪ من الطفرات كانت سلبية ، لكن 20٪ كانت إيجابية ، على الرغم من أن العديد منها كان لها تأثير ضئيل جدًا على النمو (حسب الحالة). [60] لاحظ أن الجين الحذف تتضمن إزالة الجينات الكاملة ، بحيث يكون للطفرات النقطية دائمًا تأثير أصغر بكثير. في شاشة مماثلة في العقدية الرئوية، ولكن هذه المرة مع إدخال الينقولات ، تم تصنيف 76 ٪ من طفرات الإدراج على أنها محايدة ، و 16 ٪ كان لديهم لياقة منخفضة بشكل ملحوظ ، ولكن 6 ٪ كانت مفيدة. [61]

        من الواضح أن هذا التصنيف نسبي ومصطنع إلى حد ما: يمكن أن تتحول الطفرة الضارة بسرعة إلى طفرات مفيدة عندما تتغير الظروف. على سبيل المثال ، تعتبر الطفرات التي أدت إلى تفتح الجلد عند القوقازيين مفيدة في المناطق الأقل تعرضًا لأشعة الشمس ولكنها ضارة في المناطق القريبة من خط الاستواء. أيضًا ، هناك تدرج من الضار / المفيد إلى المحايد ، حيث قد يكون للعديد من الطفرات تأثيرات صغيرة ويمكن إهمالها في الغالب ولكن في ظل ظروف معينة ستصبح ذات صلة. أيضًا ، يتم تحديد العديد من السمات بواسطة مئات الجينات (أو المواقع) ، بحيث يكون لكل موضع تأثير طفيف فقط. على سبيل المثال ، يتم تحديد طول الإنسان من خلال مئات المتغيرات الجينية ("الطفرات") ولكن لكل منها تأثير طفيف جدًا على الطول ، [62] بصرف النظر عن تأثير التغذية. قد يكون الارتفاع (أو الحجم) نفسه مفيدًا إلى حد ما كما يظهر من النطاق الضخم للأحجام في مجموعات الحيوانات أو النباتات.

        توزيع تأثيرات اللياقة (DFE) تحرير

        بذلت محاولات لاستنتاج توزيع تأثيرات اللياقة (DFE) باستخدام تجارب الطفرات والنماذج النظرية المطبقة على بيانات التسلسل الجزيئي. DFE ، كما هو مستخدم لتحديد الوفرة النسبية لأنواع مختلفة من الطفرات (أي شديدة الضرر ، محايدة أو مفيدة) ، ذات صلة بالعديد من الأسئلة التطورية ، مثل الحفاظ على التنوع الجيني ، [63] معدل التحلل الجيني ، [64] الحفاظ على التهجين الجنسي للتكاثر مقابل زواج الأقارب [65] وتطور الجنس وإعادة التركيب الجيني. [66] يمكن أيضًا تتبع DFE من خلال تتبع الانحراف في توزيع الطفرات ذات التأثيرات الشديدة المفترضة مقارنةً بتوزيع الطفرات ذات التأثير الخفيف أو الغائب المفترض. [67] باختصار ، يلعب DFE دورًا مهمًا في توقع الديناميكيات التطورية. [68] [69] تم استخدام مجموعة متنوعة من الأساليب لدراسة DFE ، بما في ذلك الأساليب النظرية والتجريبية والتحليلية.

        • تجربة الطفرات: الطريقة المباشرة للتحقيق في DFE هي إحداث الطفرات ثم قياس تأثيرات اللياقة الطفرية ، والتي تم إجراؤها بالفعل في الفيروسات والبكتيريا والخميرة و ذبابة الفاكهة. على سبيل المثال ، استخدمت معظم الدراسات التي أجريت على DFE في الفيروسات الطفرات الموجهة بالموقع لإنشاء طفرات نقطية وقياس الملاءمة النسبية لكل متحولة. [70] [71] [72] [73] في الإشريكية القولونية، استخدمت إحدى الدراسات طفرات الينقولات لقياس ملاءمة الإدراج العشوائي لمشتق Tn10. [74] في الخميرة ، تم تطوير نهج الطفرات والتسلسل العميق المشترك لإنشاء مكتبات متحولة منهجية عالية الجودة وقياس اللياقة في الإنتاجية العالية. [75] ومع ذلك ، نظرًا لأن العديد من الطفرات لها تأثيرات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن اكتشافها [76] وأن تجارب الطفرات يمكنها فقط اكتشاف الطفرات ذات التأثير الكبير إلى حد ما ، يمكن أن يوفر تحليل بيانات تسلسل الحمض النووي معلومات قيمة حول هذه الطفرات.
        • تحليل التسلسل الجزيئي: مع التطور السريع لتقنية تسلسل الحمض النووي ، يتوفر قدر هائل من بيانات تسلسل الحمض النووي ، بل ويتوفر المزيد في المستقبل. تم تطوير طرق مختلفة لاستنتاج DFE من بيانات تسلسل الحمض النووي. [77] [78] [79] [80] من خلال فحص اختلافات تسلسل الحمض النووي داخل الأنواع وفيما بينها ، يمكننا استنتاج خصائص مختلفة من DFE للطفرات المحايدة والضارة والمفيدة. [24] على وجه التحديد ، يسمح لنا نهج تحليل تسلسل الحمض النووي بتقدير آثار الطفرات ذات التأثيرات الصغيرة جدًا ، والتي يصعب اكتشافها من خلال تجارب الطفرات.

        تم إجراء واحدة من أولى الدراسات النظرية لتوزيع تأثيرات اللياقة البدنية بواسطة Motoo Kimura ، عالم الوراثة النظرية السكانية المؤثر. تقترح نظريته المحايدة للتطور الجزيئي أن معظم الطفرات الجديدة ستكون ضارة للغاية ، مع وجود جزء صغير محايد. [81] [25] اقترح هيروشي أكاشي مؤخرًا نموذجًا ثنائي الوضع لـ DFE ، مع أوضاع تتمحور حول الطفرات الضارة للغاية والمحايدة. [82] تتفق النظريتان على أن الغالبية العظمى من الطفرات الجديدة محايدة أو ضارة وأن الطفرات المفيدة نادرة ، وهو ما تم دعمه بالنتائج التجريبية. أحد الأمثلة هو دراسة أجريت على DFE للطفرات العشوائية في فيروس التهاب الفم الحويصلي. [70] من بين جميع الطفرات ، كانت 39.6٪ قاتلة ، و 31.2٪ كانت ضارة غير مميتة ، و 27.1٪ كانت محايدة. مثال آخر يأتي من تجربة الطفرات عالية الإنتاجية مع الخميرة. [75] في هذه التجربة تبين أن DFE الكلي هو ثنائي النسق ، مع مجموعة من الطفرات المحايدة ، وتوزيع واسع للطفرات الضارة.

        على الرغم من أن الطفرات القليلة نسبيًا مفيدة ، إلا أن تلك التي تلعب دورًا مهمًا في التغيرات التطورية.[83] مثل الطفرات المحايدة ، يمكن أن تفقد الطفرات المفيدة المنتقاة بشكل ضعيف بسبب الانجراف الجيني العشوائي ، ولكن الطفرات المفيدة المختارة بقوة تزداد احتمالية إصلاحها. قد تؤدي معرفة DFE للطفرات المفيدة إلى زيادة القدرة على التنبؤ بالديناميات التطورية. العمل النظري على DFE للطفرات المفيدة تم إجراؤه بواسطة John H. Gillespie [84] و H. Allen Orr. [85] اقترحوا أن توزيع الطفرات المفيدة يجب أن يكون أسيًا في ظل مجموعة واسعة من الظروف ، والتي تم دعمها بشكل عام من خلال الدراسات التجريبية ، على الأقل بالنسبة للطفرات المفيدة المختارة بشدة. [86] [87] [88]

        بشكل عام ، من المقبول أن غالبية الطفرات محايدة أو ضارة ، مع ندرة الطفرات المفيدة ، ومع ذلك ، تختلف نسبة أنواع الطفرات بين الأنواع. يشير هذا إلى نقطتين مهمتين: أولاً ، من المرجح أن تختلف نسبة الطفرات المحايدة بشكل فعال بين الأنواع ، نتيجة الاعتماد على حجم السكان الفعال ثانيًا ، يختلف متوسط ​​تأثير الطفرات الضارة بشكل كبير بين الأنواع. [24] بالإضافة إلى ذلك ، يختلف DFE أيضًا بين مناطق الترميز والمناطق غير المشفرة ، حيث يحتوي DFE للحمض النووي غير المشفر على طفرات مختارة بشكل ضعيف. [24]

        بالوراثة تحرير

        في الكائنات متعددة الخلايا ذات الخلايا التناسلية المخصصة ، يمكن تقسيم الطفرات إلى طفرات في السلالة الجرثومية ، والتي يمكن أن تنتقل إلى المتحدرين من خلال خلاياهم الإنجابية ، والطفرات الجسدية (وتسمى أيضًا الطفرات المكتسبة) ، [89] والتي تشمل خلايا خارج المجموعة التناسلية المخصصة و التي لا تنتقل عادة إلى الأحفاد.

        تحتوي الكائنات ثنائية الصبغة (مثل البشر) على نسختين من كل جين - أليل أب وأليل. بناءً على حدوث طفرة في كل كروموسوم ، يمكننا تصنيف الطفرات إلى ثلاثة أنواع. النوع البري أو الكائن غير المتحور متماثل الزيجوت هو النوع الذي لا يتحور فيه أي من الأليل.

        • الطفرة غير المتجانسة هي طفرة في أليل واحد فقط.
        • الطفرة المتماثلة اللواقح هي طفرة متطابقة لكل من الأليلات الأب والأم. الطفرات أو المركب الجيني يتكون من طفرتين مختلفتين في الأليلات الأب والأم. [90]

        تحرير طفرة السلالة الجرثومية

        تؤدي طفرة السلالة الجرثومية في الخلايا الإنجابية للفرد إلى ظهور أ طفرة دستورية في النسل ، أي طفرة موجودة في كل خلية. يمكن أن تحدث الطفرة الدستورية أيضًا بعد فترة وجيزة من الإخصاب ، أو تستمر من طفرة دستورية سابقة في أحد الوالدين. [91] يمكن أن تنتقل طفرة السلالة الجرثومية عبر الأجيال اللاحقة من الكائنات الحية.

        يعتبر التمييز بين الطفرات الجينية والجسدية أمرًا مهمًا في الحيوانات التي لديها خط جرثومي مخصص لإنتاج الخلايا التناسلية. ومع ذلك ، فهي قليلة القيمة في فهم آثار الطفرات في النباتات ، التي تفتقر إلى خط جرثومي مخصص. التمييز أيضًا غير واضح في تلك الحيوانات التي تتكاثر لاجنسيًا من خلال آليات مثل التبرعم ، لأن الخلايا التي تؤدي إلى ظهور الكائنات الحية البنت تؤدي أيضًا إلى ظهور السلالة الجرثومية لهذا الكائن الحي.

        تسمى طفرة السلالة الجرثومية الجديدة غير الموروثة من أي من الوالدين أ من جديد طفره.

        تعديل الطفرة الجسدية

        يسمى التغيير في البنية الجينية غير الموروثة من أحد الوالدين ، ولا ينتقل أيضًا إلى النسل ، الطفرة الجسدية. [89] لا يتم توريث الطفرات الجسدية من قبل نسل الكائن الحي لأنها لا تؤثر على السلالة الجرثومية. ومع ذلك ، فإنها تنتقل إلى كل ذرية الخلية الطافرة داخل نفس الكائن الحي أثناء الانقسام الفتيلي. لذلك قد يحمل قسم كبير من الكائن الحي نفس الطفرة. عادة ما تكون هذه الأنواع من الطفرات ناتجة عن أسباب بيئية ، مثل الأشعة فوق البنفسجية أو أي تعرض لبعض المواد الكيميائية الضارة ، ويمكن أن تسبب أمراضًا بما في ذلك السرطان. [92]

        مع النباتات ، يمكن نشر بعض الطفرات الجسدية دون الحاجة إلى إنتاج البذور ، على سبيل المثال ، عن طريق التطعيم وعقل الساق. وقد أدى هذا النوع من الطفرات إلى ظهور أنواع جديدة من الفاكهة ، مثل التفاح "اللذيذ" وبرتقال "واشنطن" السرة. [93]

        تمتلك الخلايا الجسدية للإنسان والفأر معدل طفرة أعلى بعشر مرات من معدل طفرة السلالة الجرثومية لكلا النوعين من الفئران لديها معدل أعلى من الطفرات الجسدية والطفرات الجرثومية لكل انقسام خلوي مقارنة بالبشر. من المحتمل أن يعكس التباين في معدل الطفرات بين السلالة الجرثومية والأنسجة الجسدية الأهمية الأكبر لصيانة الجينوم في السلالة الجرثومية مقارنة بالسوما. [94]

        فصول خاصة تحرير

        • طفرة شرطية هي طفرة لها نمط ظاهري من النوع البري (أو أقل حدة) في ظل ظروف بيئية "تسمح" ونمط ظاهري متحور في ظل ظروف "تقييدية" معينة. على سبيل المثال ، يمكن أن تسبب طفرة حساسة لدرجة الحرارة موت الخلية عند درجة حرارة عالية (حالة تقييدية) ، ولكن قد لا يكون لها عواقب ضارة عند درجة حرارة منخفضة (حالة متساهلة). [95] هذه الطفرات غير مستقلة ، حيث يعتمد ظهورها على وجود ظروف معينة ، على عكس الطفرات الأخرى التي تظهر بشكل مستقل. [96] قد تكون الظروف المسموح بها هي درجة الحرارة ، [97] مواد كيميائية معينة ، [98] ضوء [98] أو طفرات في أجزاء أخرى من الجينوم. [96]فيفيفو يمكن لآليات مثل مفاتيح النسخ إنشاء طفرات شرطية. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي ارتباط مجال ربط الستيرويد إلى إنشاء مفتاح نسخ يمكن أن يغير تعبير الجين بناءً على وجود يجند الستيرويد. [99] للطفرات الشرطية تطبيقات في البحث لأنها تسمح بالتحكم في التعبير الجيني. هذا مفيد بشكل خاص في دراسة الأمراض عند البالغين من خلال السماح بالتعبير بعد فترة معينة من النمو ، وبالتالي القضاء على التأثير الضار للتعبير الجيني الذي يظهر خلال مراحل التطور في الكائنات الحية النموذجية. [98] أنظمة إعادة تركيب الحمض النووي مثل إعادة تركيب Cre-Lox المستخدمة بالاشتراك مع المحفزات التي يتم تنشيطها في ظل ظروف معينة يمكن أن تولد طفرات شرطية. يمكن استخدام تقنية إعادة التركيب المزدوج للحث على الطفرات الشرطية المتعددة لدراسة الأمراض التي تظهر نتيجة الطفرات المتزامنة في جينات متعددة. [98] تم التعرف على بعض inteins التي تلتصق فقط في درجات حرارة معينة تسمح بتركيب البروتين بشكل غير صحيح ، وبالتالي حدوث طفرات فقدان الوظيفة في درجات حرارة أخرى. [100] يمكن أيضًا استخدام الطفرات الشرطية في الدراسات الجينية المرتبطة بالشيخوخة ، حيث يمكن تغيير التعبير بعد فترة زمنية معينة من عمر الكائن الحي. [97]
        • توقيت النسخ المتماثل يؤثر مواضع السمات الكمية على تكرار الحمض النووي.

        تحرير التسمية

        لتصنيف الطفرة على هذا النحو ، يجب الحصول على التسلسل "الطبيعي" من الحمض النووي لكائن حي "طبيعي" أو "صحي" (على عكس الكائن "الطافر" أو "المريض") ، يجب تحديده و تم الإبلاغ عنه بشكل مثالي ، يجب إتاحته للجمهور لإجراء مقارنة مباشرة بين النيوكليوتيدات والنيوكليوتيدات ، والاتفاق عليها من قبل المجتمع العلمي أو من قبل مجموعة من علماء الوراثة وعلماء الأحياء الخبراء ، الذين يتحملون مسؤولية إنشاء اساسي أو ما يسمى تسلسل "توافق الآراء". هذه الخطوة تتطلب جهدا علميا هائلا. بمجرد معرفة تسلسل الإجماع ، يمكن تحديد الطفرات في الجينوم ووصفها وتصنيفها. قامت لجنة جمعية تباين الجينوم البشري (HGVS) بتطوير التسمية القياسية لمتغير التسلسل البشري ، [101] والتي يجب استخدامها من قبل الباحثين ومراكز تشخيص الحمض النووي لتوليد أوصاف طفرات لا لبس فيها. من حيث المبدأ ، يمكن أيضًا استخدام هذه التسمية لوصف الطفرات في الكائنات الحية الأخرى. تحدد التسمية نوع الطفرة والتغيرات القاعدية أو الأحماض الأمينية.

        • استبدال النوكليوتيدات (على سبيل المثال ، 76A & gtT) - الرقم هو موضع النيوكليوتيدات من الطرف 5 'يمثل الحرف الأول النوكليوتيدات من النوع البري ، ويمثل الحرف الثاني النيوكليوتيد الذي حل محل النوع البري. في المثال المعطى ، تم استبدال الأدينين في الموضع 76 بالثيمين.
          • إذا أصبح من الضروري التفريق بين الطفرات في الحمض النووي الجيني والحمض النووي للميتوكوندريا والحمض النووي الريبي ، يتم استخدام اصطلاح بسيط. على سبيل المثال ، إذا تحورت القاعدة 100 من تسلسل النوكليوتيدات من G إلى C ، فسيتم كتابتها كـ g.100G & gtC إذا حدثت الطفرة في الحمض النووي الجيني ، m.100G & gtC إذا حدثت الطفرة في DNA الميتوكوندريا ، أو 100g & gtc إذا حدثت الطفرة في الحمض النووي الريبي. لاحظ أنه بالنسبة للطفرات في الحمض النووي الريبي ، تتم كتابة كود النوكليوتيدات بأحرف صغيرة.

          تختلف معدلات الطفرات بشكل كبير عبر الأنواع ، والقوى التطورية التي تحدد الطفرة بشكل عام هي موضوع التحقيق المستمر.

          في البشر، معدل الطفرة حوالي 50-90 من جديد الطفرات لكل جينوم لكل جيل ، أي أن كل إنسان يراكم حوالي 50-90 طفرة جديدة لم تكن موجودة في والديه. تم تحديد هذا الرقم من خلال تسلسل آلاف من الثلاثي البشري ، أي والدين وطفل واحد على الأقل. [102]

          تستند جينومات فيروسات الحمض النووي الريبي على الحمض النووي الريبي بدلاً من الحمض النووي. يمكن أن يكون جينوم الحمض النووي الريبي الفيروسي مزدوج الشريطة (كما هو الحال في الحمض النووي) أو أحادي السلسلة. في بعض هذه الفيروسات (مثل فيروس نقص المناعة البشرية وحيد الخيط) ، يحدث التكاثر بسرعة ، ولا توجد آليات لفحص الجينوم للتأكد من دقته. غالبًا ما تؤدي هذه العملية المعرضة للخطأ إلى حدوث طفرات.

          يمكن أن تتسبب التغييرات في الحمض النووي الناتجة عن طفرة في منطقة ترميز الحمض النووي في حدوث أخطاء في تسلسل البروتين قد ينتج عنها بروتينات غير وظيفية جزئيًا أو كليًا. لكي تعمل كل خلية بشكل صحيح ، تعتمد على آلاف البروتينات لتعمل في الأماكن الصحيحة في الأوقات المناسبة. عندما تغير طفرة بروتين يلعب دورًا حاسمًا في الجسم ، يمكن أن تحدث حالة طبية. دراسة واحدة حول مقارنة الجينات بين أنواع مختلفة من ذبابة الفاكهة يقترح أنه إذا غيرت الطفرة بروتينًا ما ، فمن المرجح أن تكون الطفرة ضارة ، مع ما يقدر بنحو 70 في المائة من تعدد أشكال الأحماض الأمينية لها آثار ضارة ، والباقي إما محايد أو ضعيف الفائدة. [8] بعض الطفرات تغير تسلسل قاعدة الحمض النووي للجين ولكنها لا تغير البروتين الذي يصنعه الجين. أظهرت الدراسات أن 7٪ فقط من الطفرات النقطية في الدنا غير المشفر للخميرة ضارة و 12٪ في الدنا المشفر ضارة. بقية الطفرات إما محايدة أو مفيدة قليلاً. [103]

          الاضطرابات الموروثة تحرير

          في حالة وجود طفرة في خلية جرثومية ، يمكن أن تؤدي إلى نسل يحمل الطفرة في جميع خلاياها. هذا هو الحال في الأمراض الوراثية. على وجه الخصوص ، إذا كانت هناك طفرة في جين إصلاح الحمض النووي داخل خلية جرثومية ، فإن البشر الذين يحملون مثل هذه الطفرات الجرثومية قد يكونون أكثر عرضة للإصابة بالسرطان. ترد قائمة بـ 34 طفرة في السلالة الجرثومية في مقالة اضطراب نقص إصلاح الحمض النووي. مثال على ذلك هو المهق ، وهو طفرة تحدث في جين OCA1 أو OCA2. الأفراد المصابون بهذا الاضطراب أكثر عرضة لأنواع عديدة من السرطانات واضطرابات أخرى ولديهم ضعف في الرؤية.

          يمكن أن يتسبب تلف الحمض النووي في حدوث خطأ عند تكرار الحمض النووي ، ويمكن أن يتسبب هذا الخطأ في التكرار في حدوث طفرة جينية يمكن أن تسبب بدورها اضطرابًا وراثيًا. يتم إصلاح أضرار الحمض النووي بواسطة نظام إصلاح الحمض النووي للخلية. تحتوي كل خلية على عدد من المسارات التي من خلالها تتعرف الإنزيمات على الأضرار في الحمض النووي وتصلحها. نظرًا لأن الحمض النووي يمكن أن يتلف بعدة طرق ، فإن عملية إصلاح الحمض النووي هي طريقة مهمة يحمي بها الجسم نفسه من المرض. بمجرد أن يؤدي تلف الحمض النووي إلى ظهور طفرة ، لا يمكن إصلاح الطفرة.

          دور في تحرير التسرطن

          من ناحية أخرى ، قد تحدث طفرة في الخلية الجسدية للكائن الحي. ستكون مثل هذه الطفرات موجودة في جميع أحفاد هذه الخلية داخل نفس الكائن الحي. تراكم بعض الطفرات على مدى أجيال من الخلايا الجسدية هو جزء من سبب التحول الخبيث ، من خلية طبيعية إلى خلية سرطانية. [104]

          قد تعمل الخلايا ذات طفرات فقدان الوظيفة غير المتجانسة (نسخة جيدة واحدة من الجين ونسخة واحدة متحولة) بشكل طبيعي مع النسخة غير المطفرة حتى يتم تحوير النسخة الجيدة تلقائيًا بشكل جسدي. يحدث هذا النوع من الطفرات غالبًا في الكائنات الحية ، لكن من الصعب قياس المعدل. قياس هذا المعدل مهم في التنبؤ بالمعدل الذي قد يصاب به الناس بالسرطان. [105]

          قد تنشأ الطفرات النقطية من الطفرات العفوية التي تحدث أثناء تكرار الحمض النووي. يمكن زيادة معدل الطفرة بواسطة المطفرات. يمكن أن تكون المطفرات فيزيائية ، مثل الإشعاع من الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية أو الحرارة الشديدة ، أو المواد الكيميائية (الجزيئات التي تسيء إلى أزواج القواعد أو تعطل الشكل الحلزوني للحمض النووي). غالبًا ما تتم دراسة المطفرات المرتبطة بالسرطان للتعرف على السرطان والوقاية منه.

          طفرات البريون تحرير

          البريونات هي بروتينات ولا تحتوي على مادة وراثية. ومع ذلك ، فقد ثبت أن تكاثر البريون يخضع للطفرة والانتقاء الطبيعي تمامًا مثل أشكال النسخ المتماثل الأخرى. [١٠٦] الجين البشري يرمز PRNP لبروتين البريون الرئيسي ، PrP ، ويخضع للطفرات التي يمكن أن تؤدي إلى البريونات المسببة للأمراض.

          على الرغم من أن الطفرات التي تسبب تغيرات في تسلسل البروتين يمكن أن تكون ضارة للكائن الحي ، فقد يكون التأثير إيجابيًا في بعض الأحيان في بيئة معينة. في هذه الحالة ، قد تمكن الطفرة الكائن الطافرة من تحمل ضغوط بيئية معينة أفضل من الكائنات البرية ، أو التكاثر بسرعة أكبر. في هذه الحالات ، تميل الطفرة إلى أن تصبح أكثر شيوعًا بين السكان من خلال الانتقاء الطبيعي. تشمل الأمثلة ما يلي:

          مقاومة فيروس نقص المناعة البشرية: حذف 32 زوجًا أساسيًا محددًا في CCR5 البشري (CCR5-Δ32) يمنح مقاومة فيروس نقص المناعة البشرية لمتجانسة الزيجوت ويؤخر ظهور الإيدز في الزيجوت متغايرة الزيجوت. [107] أحد التفسيرات المحتملة لمسببات التكرار المرتفع نسبيًا لـ CCR5-Δ32 في السكان الأوروبيين هو أنه منح مقاومة للطاعون الدبلي في منتصف القرن الرابع عشر في أوروبا. كان الأشخاص المصابون بهذه الطفرة أكثر عرضة للبقاء على قيد الحياة من العدوى ، وبالتالي زاد تواترها بين السكان. [108] يمكن لهذه النظرية أن تفسر سبب عدم وجود هذه الطفرة في جنوب إفريقيا ، والتي ظلت بمنأى عن الطاعون الدبلي. تشير نظرية أحدث إلى أن الضغط الانتقائي على طفرة CCR5 Delta 32 كان سببه الجدري بدلاً من الطاعون الدبلي. [109]

          مقاومة الملاريا: مثال على الطفرة الضارة مرض الخلايا المنجلية ، وهو اضطراب في الدم ينتج فيه الجسم نوعًا غير طبيعي من مادة الهيموجلوبين الحاملة للأكسجين في خلايا الدم الحمراء. يحمل ثلث جميع السكان الأصليين في أفريقيا جنوب الصحراء الأليل ، لأنه في المناطق التي تنتشر فيها الملاريا ، هناك قيمة للبقاء في حمل أليل خلية منجل واحد فقط (سمة الخلية المنجلية). [110] الأشخاص المصابون بواحد فقط من الأليلين لمرض الخلايا المنجلية يكونون أكثر مقاومة للملاريا ، منذ الإصابة بالملاريا المتصورة يوقفه منجل الخلايا التي يصيبها.

          مقاومة المضادات الحيوية: عمليًا ، تطور جميع البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية عند تعرضها للمضادات الحيوية. في الواقع ، لدى التجمعات البكتيرية بالفعل مثل هذه الطفرات التي يتم اختيارها تحت اختيار المضادات الحيوية. [111] من الواضح أن مثل هذه الطفرات مفيدة فقط للبكتيريا ولكن ليس للمصابين.

          استدامة اللاكتيز. سمحت طفرة للبشر بالتعبير عن إنزيم اللاكتيز بعد فطامهم بشكل طبيعي من حليب الثدي ، مما سمح للبالغين بهضم اللاكتوز ، والذي من المحتمل أن يكون أحد أكثر الطفرات فائدة في التطور البشري الحديث. [112]

          الطفرة هو أحد البدائل العديدة للتطور عن طريق الانتقاء الطبيعي التي كانت موجودة قبل وبعد نشر كتاب تشارلز داروين عام 1859 ، حول أصل الأنواع. في النظرية ، كانت الطفرة مصدر التجديد ، وخلقت أشكالًا جديدة وأنواعًا جديدة ، من المحتمل أن تكون فورية ، [113] في قفزة مفاجئة. [114] كان من المتصور أن هذا يقود التطور ، والذي كان محدودًا من خلال توفير الطفرات.

          قبل داروين ، كان علماء الأحياء يؤمنون عمومًا بالملحية ، وإمكانية القفزات التطورية الكبيرة ، بما في ذلك الانتواع الفوري. على سبيل المثال ، في عام 1822 جادل إتيان جيفروي سانت هيلير بأن الأنواع يمكن أن تتشكل من خلال التحولات المفاجئة ، أو ما سيطلق عليه لاحقًا الطفرة الكبيرة. [115] عارض داروين الملوحة وأصر على التدرج في التطور كما في الجيولوجيا. في عام 1864 ، أعاد ألبرت فون كوليكر إحياء نظرية جيفروي. [116] في عام 1901 ، أطلق عالم الوراثة هوغو دي فريس اسم "طفرة" على أشكال تبدو جديدة ظهرت فجأة في تجاربه في زهرة الربيع المسائية Oenothera lamarckiana، وفي العقد الأول من القرن العشرين ، الطفرات ، أو كما أطلق عليها دي فريس الطفرة النظرية، [117] [113] أصبح منافسًا للداروينية مدعومًا لفترة من قبل علماء الوراثة بما في ذلك ويليام باتسون ، [118] توماس هانت مورغان ، وريجينالد بونيت. [119] [113]

          إن فهم الطفرات يخيم عليه تصوير منتصف القرن العشرين للطفرات المبكرة من قبل مؤيدي التركيب الحديث كمعارضين للتطور الدارويني ومنافسين لمدرسة القياسات الحيوية الذين جادلوا بأن الاختيار يعمل على التباين المستمر. في هذا التصوير ، هُزمت الطفرة من خلال توليفة من علم الوراثة والانتقاء الطبيعي التي يفترض أنها بدأت لاحقًا ، حوالي عام 1918 ، مع عمل عالم الرياضيات رونالد فيشر. [120] [121] [122] [123] ومع ذلك ، فإن محاذاة علم الوراثة المندلية والانتقاء الطبيعي بدأت في وقت مبكر من عام 1902 مع ورقة كتبها أودني يول ، [124] وتراكمت مع العمل النظري والتجريبي في أوروبا وأمريكا. على الرغم من الجدل ، فإن دعاة الطفرات الأوائل قد قبلوا بالفعل بحلول عام 1918 الانتقاء الطبيعي وشرحوا التباين المستمر كنتيجة لتعدد الجينات التي تعمل على نفس الخاصية ، مثل الطول. [121] [122]

          تم تجاهل الطفرة ، جنبًا إلى جنب مع البدائل الأخرى للداروينية مثل اللاماركية والتكوين العظمي ، من قبل معظم علماء الأحياء لأنهم توصلوا إلى رؤية أن علم الوراثة المندلية والانتقاء الطبيعي يمكن أن يعملوا معًا بسهولة وقد أخذت الطفرة مكانها كمصدر للتنوع الجيني الضروري لعمل الانتقاء الطبيعي. تشغيل. ومع ذلك ، فإن الطفرات لم تختف تمامًا. في عام 1940 ، جادل ريتشارد جولدشميدت مرة أخرى في خطوة واحدة من التكاثر عن طريق التحول الكبير ، واصفًا الكائنات الحية التي تم إنتاجها على هذا النحو بأنها "وحوش مفعمة بالأمل" ، مما أدى إلى سخرية واسعة النطاق. [125] [126] في عام 1987 ، جادل ماساتوشي ني بشكل مثير للجدل بأن التطور غالبًا ما يكون محدودًا بالطفرات. [127] استنتج علماء الأحياء المعاصرون مثل دوجلاس جيه فوتويما أن جميع ادعاءات التطور التي تحركها طفرات كبيرة يمكن تفسيرها من خلال التطور الدارويني. [128]


          ديناميات السكان وتنظيمهم

          إن النموذج اللوجستي للنمو السكاني ، على الرغم من صلاحيته في العديد من المجموعات الطبيعية ونموذج مفيد ، هو تبسيط لديناميات السكان في العالم الحقيقي. ضمنيًا في النموذج هو أن القدرة الاستيعابية للبيئة لا تتغير ، وهذا ليس هو الحال. تختلف القدرة الاستيعابية سنويًا: على سبيل المثال ، يكون بعض الصيف حارًا وجافًا بينما يكون البعض الآخر باردًا ورطبًا. في العديد من المناطق ، تكون القدرة الاستيعابية خلال فصل الشتاء أقل بكثير مما هي عليه خلال فصل الصيف. أيضًا ، يمكن للأحداث الطبيعية مثل الزلازل والبراكين والحرائق أن تغير البيئة وبالتالي قدرتها على التحمل.بالإضافة إلى ذلك ، لا يوجد السكان عادة في عزلة. ينخرطون في المنافسة بين الأنواع: أي أنهم يتشاركون البيئة مع الأنواع الأخرى ، ويتنافسون معها على نفس الموارد. هذه العوامل مهمة أيضًا لفهم كيفية نمو مجموعة سكانية معينة.

          تنظم الطبيعة النمو السكاني بعدة طرق. يتم تجميع هذه في يعتمد على الكثافة العوامل التي تؤثر فيها كثافة السكان في وقت معين على معدل النمو والوفيات ، و كثافة مستقلة العوامل التي تؤثر على معدل الوفيات بين السكان بغض النظر عن الكثافة السكانية. لاحظ أنه في الحالة الأولى ، يعتمد تأثير العامل على السكان على كثافة السكان في البداية. يريد علماء بيولوجيا الحفظ فهم كلا النوعين لأن هذا يساعدهم على إدارة السكان ومنع الانقراض أو الاكتظاظ السكاني.

          اللائحة المعتمدة على الكثافة

          معظم العوامل التي تعتمد على الكثافة بيولوجية بطبيعتها (حيوية) ، وتشمل الافتراس ، والمنافسة بين الأنواع وداخلها ، وتراكم النفايات ، والأمراض مثل تلك التي تسببها الطفيليات. عادة ، كلما كان عدد السكان أكثر كثافة ، زاد معدل الوفيات. على سبيل المثال ، أثناء المنافسة بين الأنواع وبين الأنواع ، عادة ما تكون معدلات الإنجاب للأفراد أقل ، مما يقلل من معدل نمو السكان. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كثافة الفريسة المنخفضة تزيد من معدل وفيات مفترسها لأنها تواجه صعوبة أكبر في تحديد مصدرها الغذائي.

          يظهر مثال على التنظيم المعتمد على الكثافة في الشكل 11 مع نتائج دراسة تركز على الدودة المعوية العملاقة (الخراطيني الاسكاريس) ، طفيلي يصيب البشر والثدييات الأخرى. [3] أظهرت التجمعات السكانية الأكثر كثافة من الطفيلي خصوبة أقل: احتوت على عدد أقل من البيض. أحد التفسيرات المحتملة لذلك هو أن الإناث ستكون أصغر في التجمعات السكانية الأكثر كثافة (بسبب الموارد المحدودة) وأن الإناث الأصغر سيكون لديهن عدد أقل من البيض. تم اختبار هذه الفرضية ودحضها في دراسة أجريت عام 2009 والتي أظهرت أن وزن الإناث ليس له أي تأثير. [4] السبب الحقيقي لاعتماد الكثافة على الخصوبة في هذا الكائن الحي لا يزال غير واضح وينتظر المزيد من التحقيق. [5]

          الشكل 11. في هذه المجموعة من الديدان الأسطوانية ، تنخفض الخصوبة (عدد البيض) مع الكثافة السكانية.

          تنظيم مستقل عن الكثافة والتفاعل مع العوامل المعتمدة على الكثافة

          تؤثر العديد من العوامل ، الفيزيائية أو الكيميائية بطبيعتها (اللاأحيائية) ، على معدل وفيات السكان بغض النظر عن كثافتهم ، بما في ذلك الطقس والكوارث الطبيعية والتلوث. قد يُقتل غزال واحد في حريق غابة بغض النظر عن عدد الغزلان التي تصادف وجودها في تلك المنطقة. فرص بقائها هي نفسها سواء كانت الكثافة السكانية عالية أو منخفضة. وينطبق الشيء نفسه على طقس الشتاء البارد.

          في مواقف الحياة الواقعية ، يكون تنظيم السكان معقدًا للغاية ويمكن أن تتفاعل العوامل المعتمدة على الكثافة والمستقلة. سيكون عدد السكان الكثيف الذي يتم تقليله بطريقة مستقلة عن الكثافة بواسطة بعض العوامل البيئية قادرًا على التعافي بشكل مختلف عن السكان المتفرقين. على سبيل المثال ، سوف تتعافى مجموعة الغزلان المتأثرة بفصل الشتاء القاسي بشكل أسرع إذا كان هناك المزيد من الغزلان المتبقية للتكاثر.

          لماذا انقرض الماموث الصوفي؟

          من السهل أن تضيع في مناقشة الديناصورات والنظريات حول سبب انقراضها منذ 65 مليون سنة. هل كان ذلك بسبب نيزك ارتطم بالأرض بالقرب من ساحل المكسيك الحديث ، أم كان بسبب دورة طقس طويلة المدى لم يتم فهمها بعد؟ إحدى الفرضيات التي لن يتم اقتراحها أبدًا هي أن البشر لهم علاقة بها. كانت الثدييات كائنات صغيرة وغير مهمة في الغابة منذ 65 مليون سنة ، ولم يكن هناك بشر.

          الشكل 12. تشمل الصور الثلاث ما يلي: (أ) لوحة جدارية من عام 1916 لقطيع ماموث من المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي ، (ب) الماموث المحشو الوحيد في العالم ، من متحف علم الحيوان الواقع في سانت بطرسبرغ ، روسيا ، و (ج) طفل ماموث عمره شهر واحد ، يُدعى Lyuba ، تم اكتشافه في سيبيريا في عام 2007. عمل مات هوري)

          ومع ذلك ، فقد بدأ الماموث الصوفي بالانقراض منذ حوالي 10000 عام ، عندما شاركوا الأرض مع البشر الذين لم يكونوا مختلفين من الناحية التشريحية عن البشر اليوم. نجا الماموث في مجموعات الجزر المعزولة حتى عام 1700 قبل الميلاد. نحن نعرف الكثير عن هذه الحيوانات من جثث تم العثور عليها مجمدة في جليد سيبيريا ومناطق أخرى في الشمال. قام العلماء بتسلسل ما لا يقل عن 50 في المائة من جينومها ويعتقدون أن الماموث يتطابق بنسبة تتراوح بين 98 و 99 في المائة مع الأفيال الحديثة.

          من الشائع أن تغير المناخ والصيد البشري أدى إلى انقراضهما. قدرت دراسة أجريت عام 2008 أن تغير المناخ قلل من نطاق الماموث من 3،000،000 ميل مربع 42،000 سنة إلى 310،000 ميل مربع قبل 6000 سنة. [6] كما أنه موثق جيدًا أن البشر اصطادوا هذه الحيوانات. أظهرت دراسة أجريت عام 2012 أنه لا يوجد عامل واحد مسؤول حصريًا عن انقراض هذه المخلوقات الرائعة. [7] بالإضافة إلى الصيد البشري ، وتغير المناخ ، وتقليل الموائل ، أظهر هؤلاء العلماء عاملًا مهمًا آخر في انقراض الماموث وهو هجرة البشر عبر مضيق بيرينغ إلى أمريكا الشمالية خلال العصر الجليدي الأخير قبل 20000 عام.

          بالإضافة إلى ذلك ، تشير دراسة أجريت عام 2017 إلى أن جينوم الماموث الصوفي بدأ في تراكم العيوب الزائدة حيث انهار حجم السكان إلى 300 فرد فقط يعيشون في جزيرة منعزلة [8] الدور الدقيق الذي ربما لعبه هذا الجينوم & # 8220meltdown & # 8221 غير معروف ، ولكن لقد حدث قبل انقراض هذا النوع مباشرة.

          كان الحفاظ على مجموعات سكانية مستقرة وما زال معقدًا للغاية ، مع العديد من العوامل المتفاعلة التي تحدد النتيجة. من المهم أن نتذكر أن البشر هم أيضًا جزء من الطبيعة. بمجرد أن ساهمنا في تدهور أحد الأنواع باستخدام تقنية الصيد البدائية فقط.

          النظريات الحديثة لتاريخ الحياة

          ال ص& # 8211 و ك- على الرغم من قبول نظرية الاختيار لعقود من الزمن واستخدامها في الكثير من الأبحاث الرائدة ، فقد أعيد النظر فيها الآن ، وقد تخلى عنها العديد من علماء الأحياء السكانية أو عدلوها. على مر السنين ، حاولت العديد من الدراسات تأكيد النظرية ، لكن هذه المحاولات باءت بالفشل إلى حد كبير. تم تحديد العديد من الأنواع التي لم تتبع توقعات النظرية. علاوة على ذلك ، تجاهلت النظرية معدل الوفيات حسب العمر للسكان والذي يعرف العلماء الآن أنه مهم جدًا. جديد النماذج الديموغرافية من تطور تاريخ الحياة تم تطويره والذي يتضمن العديد من المفاهيم البيئية المدرجة في ص& # 8211 و ك- نظرية الاختيار والتركيب العمري للسكان وعوامل الوفيات.


          تعيش الكلاب البرية في مجموعة متنوعة من الموائل وتفضل المناطق التي يكون فيها الاضطراب البشري محدودًا وحيث يتوفر المأوى والغذاء والماء بوفرة.

          معظم الكلاب البرية تأكل اللحوم الطازجة والجيف. تختلف العادات الغذائية باختلاف المواقع والمواسم ، على سبيل المثال ، ستأكل الكلاب البرية الفاكهة وتبتلي الحشرات عند توفرها. يمكن أن تشكل الماشية المستأنسة جزءًا من النظام الغذائي للكلاب البرية في المناطق الزراعية ، ولكن تشمل عناصر الفرائس الشائعة الحيوانات الصغيرة والمتوسطة الحجم مثل الولب والأرانب والبوسوم والومبات والحيوانات والنمل والطيور والزواحف والقوارض وغيرها من الثدييات الصغيرة.


          آثار المنافسة بين محددة على السكان

          تسمى المنافسة على الموارد التي تحدث بين أعضاء الأنواع المختلفة المنافسة بين الأنواع.

          تنطبق المنافسة على الغذاء أيضًا على الأفراد من الأنواع المختلفة التي تتطلب نفس النوع من الطعام.

          على سبيل المثال ، قد يتنافس نوعان مفترسان مختلفان على نفس أنواع الفرائس.

          تعتمد شدة المنافسة بين الأنواع على مدى التشابه أو التداخل في متطلبات الأفراد المختلفين ونقص الإمداد في الموائل. قد يكون لمثل هذه المنافسة التأثيرات التالية على السكان.

          الآثار الثمانية للمنافسة بين الأنواع على السكان هي كما يلي:

          1. تنظيم حجم السكان 2. فصل الأنواع إلى أماكن مختلفة 3. مبدأ الاستبعاد التنافسي 4. المنافسة الاستغلالية 5. منافسة التدخل 6. المنافسة والتنوع البيولوجي 7. المنافسة وتشريد الشخصية 8. المعادلة اللوجستية والمنافسة بين الأنواع.

          1. تنظيم حجم السكان:

          دور المنافسة في تنظيم حجم السكان فعال بشكل مباشر من خلال التسبب في وفيات من خلال القتال وتدمير العش وفقدان الإمدادات الغذائية. يؤدي أيضًا إلى زيادة الافتراس والتشتت في مناطق أخرى.

          2. فصل الأنواع إلى منافذ مختلفة:

          المنافسة بين الأنواع هي العامل الأكثر أهمية الذي يحصر الأنواع في مكانة معينة. يصبح هذا واضحًا مع توسع الأنواع إلى ما وراء الحدود المعتادة لمكانتها عندما تنتهي هذه المنافسة. وبالتالي ، تؤدي المنافسة بين الأنواع إلى فصل الأنواع في منافذ مختلفة.

          3. مبدأ الاستبعاد التنافسي:

          تمت تسمية هذا المبدأ بشكل مختلف على اسم مؤلفيه الرئيسيين & # 8211 Gause & # 8217s مبدأ (Lack ، 1944) ، ومبدأ Volterra & # 8211 Gause (Hutchinson ، 1957) ومبدأ الاستبعاد التنافسي Hardin & # 8217s. ينص مبدأ الاستبعاد التنافسي لـ Gause & # 8217s على أنه لا يمكن أن يتعايش نوعان إذا كانا يشغلان نفس المكانة. بعبارة أخرى ، لا يمكن احتلال مكانة بيئية متزامنة وكاملة من قبل مجموعات مستقرة لأكثر من نوع واحد.

          في تجربته الكلاسيكية ، نما Gause (1934) لأول مرة Paramecium caudatum و Paramecium Ha في ثقافات منفصلة ووجد أن كل نوع نما في الأرقام وفقًا للمعادلة اللوجستية. ومع ذلك ، تنمو أعداد P. aurelia بسرعة أكبر من P. caudatum وتظهر عددًا أكبر من الأفراد في نفس الحجم من وسط الاستزراع.

          ولكن عندما قام بتنمية النوعين معًا في نفس حجم المزرعة ، لاحظ أن كلا النوعين نما في البداية من حيث العدد ، ولكن في النهاية انخفض النوع P. caudatum وانقرض (الشكل 3.6). كرر التجربة ووجد أن P. aurelia فاز دائمًا في المنافسة بين النوعين. عزا السبب النتيجة إلى nee من & # 8216 ولكن مكانة واحدة في ظروف التجربة & # 8217.

          هناك أمثلة أخرى توضح مبدأ الجوس. أجرى بارك (1948 ، 1954 ، 1962) تجارب معملية على نوعين من خنفساء الدقيق ، Tribolium confusum و Tribolium castaneum. وجد أنه في الثقافات المختلطة ، دائمًا ما يكون هناك نوع واحد & # 8220wins & # 8221 على الآخر. لكنها تعتمد على الظروف البيئية. T .castaneum دائمًا ما يفوز (أو ينقرض T. confusum) في ظل ظروف درجة حرارة عالية (34 درجة مئوية) ورطوبة عالية (70٪ رطوبة نسبية) ، بينما T. confusum دائمًا (T. castaneum ينقرض) في ظل مناخ بارد وجاف ، أي في ظل ظروف درجة حرارة منخفضة ورطوبة منخفضة (30٪ رطوبة نسبية). في ظل بعض الظروف البيئية المختلفة (الجدول 3.1) ، نجا نوع واحد ، وأحيانًا الآخر. يقودنا هذا إلى استنتاج أن الأنواع يمكن أن تتعايش حتى في مواجهة المنافسة بين الأنواع بشرط ألا تتداخل منافذها كثيرًا.

          4. المنافسة الاستغلالية:

          قد يتسبب التفاعل التنافسي في الاستغلال ، والذي يتطور عندما يتنافس نوعان يموتان نفس المورد. عندما يتم الاحتفاظ باثنين من خنفساء الدقيق ، T. confusum و T. castaneum ، معًا ، تطرد إحداهما الأخرى في المنافسة وفقًا لظروف المختبر. ومع ذلك ، عندما كانت مزارعهم موبوءة بـ Adelina ، وهو طفيلي سبوروزوان قد يقتل الخنافس ، وجد أن له تأثير مهم على T. castaneum ولكن ليس له تأثير على T. confusum.

          أثبتت هذه التجارب أن نتيجة المنافسة ليست ثابتة ولكنها تتأثر بالعوامل الخارجية مثل الطقس والطفيليات والخصائص الجوهرية مثل التركيب الجيني للمجموعات المتنافسة.

          5. مسابقة التدخل:

          يمكن تعريفها على أنها منافسة يتدخل فيها الأفراد بنشاط مع بعضهم البعض & # 8217s للوصول إلى الموارد. يحدث عندما لا يتنافس نوعان من حيث الاستغلال ، ولكن عندما يؤدي تعايشهما في نفس الموطن إلى تعديل بعض النمط السلوكي لأحدهما أو الآخر ، على سبيل المثال ، قد تسبب رائحة أو مجرد رؤية فأر ذكر من نوع مختلف الإجهاض في إناث بعض الأنواع المخصبة حديثًا. عندما يتطور كل من الاستغلال والتدخل بين الأنواع المتعاطفة ، تكون المنافسة أكثر حدة.

          6. المنافسة والاختلاف البيولوجي:

          تؤثر التأثيرات الانتقائية للمنافسة بشكل طبيعي على مدى التباين الذي يتم الحفاظ عليه في مجموعات الأنواع. سيكون التأثير مرتبطًا بالطبيعة التصنيفية للسكان المتنافسين. إذا كان الموطن مشغولاً بمجموعة من الأنواع تتكون من تهجين ولكن أجزاء منفصلة جغرافياً أو إيكولوجياً ، مثل الأنواع الفرعية أو الأنماط البيئية ، فإن التنافس بينهما سوف يميل إلى توسيع التباين داخل السكان الفرديين حتى يقترب من الاختلاف داخل الموطن.

          بمعنى آخر ، سيتسع نطاق التسامح العام للأنواع أو ستميل المنافسة إلى توسيع التنوع البيولوجي الموجود بالفعل في الأجزاء إذا كان الموطن ، من ناحية أخرى ، مشغولًا بمجموعات الأنواع المستقلة المتنافسة ، وبالتالي سيكون تدفق الجينات شديدًا مقيدة للغاية.

          سيختار ضغط المنافسة بين الأنواع في هذه الحالة من كل مجموعة من الأنواع الجينومات التي تمنح تكيفًا خاصًا لنطاق معين ومحدود من البيئة. في هذه الحالة ، ستميل المنافسة ، بالتالي ، إلى تضييق التنوع البيولوجي الموجود في كل نوع من الأنواع المنافسة.

          7. المنافسة و إزاحة الشخصية:

          يتم تعريف إزاحة الشخصية على أنها الاختلاف في خصائص نوعين متشابهين حيث تتداخل نطاقاتهما ، بسبب التأثيرات الانتقائية للمنافسة بين الأنواع في منطقة التداخل.

          في ظاهرة إزاحة الشخصية ، تختلف السمات المميزة لنوعين مرتبطين ارتباطًا وثيقًا أكثر عندما يحدثان في التعايش (نوعان يتعايشان في نفس المنطقة الجغرافية) منها في التباين (عندما لا تتداخل توزيعاتهما ، يُقال إنهما متماثلان) . العصافير الأرضية (Geospiza spp.) من جزر غالاباغوس ، التي وصفها داروين لأول مرة ، تقدم مثالاً على إزاحة الشخصية. يحدث إزاحة الشخصية عندما تؤدي المنافسة بين الأنواع إلى الانتقاء الطبيعي مما يؤدي إلى تغيرات في مورفولوجيا نوعين مرتبطين ارتباطًا وثيقًا.

          8. المعادلة اللوجستية والمنافسة بين الأنواع:

          بالنسبة لسكان واحد ، أنا ، قد نكتب المعادلة اللوجستية & # 8211

          في هذه المعادلة ، تم تسجيل جميع المعلمات لإظهار أنها خاصة بالسكان i. تظهر المنافسة الداخلية المحددة كمصطلح Ni / Ki. مع اقتراب Ni من Ki ، تقترب Ni / Ki من 1 وتقترب الكمية (1 & # 8211 Ni / Ki) من 0. يتم الوصول إلى توازن مستقر (dNi / dt = 0) عندما يكون Ni = Ki.

          إذا كان هناك مجموعة سكانية j تتنافس مع السكان i على الموارد والسكان J لها كثافة Nj والقدرة الاستيعابية Kj. بطبيعة الحال ، سيكون للضغط التنافسي للسكان j تأثير سلبي على السكان i وسيقلل من معدل نمو السكان i. يمكن دمج هذه الفكرة في المعادلة اللوجستية بطرح المصطلح الذي يمثل تأثير المنافسة بين الأنواع (مع الأنواع j على الأنواع i).

          dNi / dt = ri Ni (1 - Ni / Ki & # 8211 [التأثير التنافسي لـ j على i])

          تتضمن هذه المعادلة الآن شروطًا لكل من المنافسة الداخلية المحددة (Ni / Ki) والمنافسة بين الأنواع. يعمل كلا المصطلحين كمصطلحات خصم (عمليات طرح) ويمكن كتابة المعادلة على النحو التالي: dNi / dt = ri Ni (1 & # 8211 [منافسة داخلية] & # 8211 [التأثير التنافسي لـ j على i] يجب تقدير ذلك في هذا النموذج ، تكون التأثيرات الداخلية المحددة والمتداخلة مستقلة عن بعضها البعض.من أجل إظهار التفاعل بين التأثيرين ، يجب علينا تضمين مصطلح حيث تم طرح ناتج الاثنين من 1.

          أدرج فولتيرا المنافسة بين الأنواع في المعادلة اللوجستية من خلال دمج المصطلح aij Nj / Ki في الكمية الموجودة داخل الأقواس. ومن ثم تصبح المعادلة & # 8211

          DNi / dt = ri Ni (1 - Ni / Ki - aijNj / Ki)

          حيث Nj = عدد الأفراد من الأنواع المنافسة j

          aij = معامل المنافسة

          يمكن تعريف معامل المنافسة على أنه مقياس لدرجة استخدام أحد الأنواع ، j ، لموارد نوع آخر ، i ، معبرًا عنه من حيث عواقب السكان للتفاعل. بمعنى آخر ، aij هو تأثير فرد من الأنواع j على معدل النمو الأسي لمجموعة الأنواع i. يؤدي تكاثر aij بواسطة Nj (حجم المجموعة المتنافسة j) إلى تحويل سكان الأنواع المنافسة إلى وحدات من الأنواع i التي يكون لها تأثير عليها.

          يعطي قسمة المنتج aij Nj by Ki ، كما هو موضح في المعادلة ، نسبة القدرة الاستيعابية لـ i التي يتم تناولها بواسطة وحدات مكافئة من الأفراد من i. ومع ذلك ، سيكون للسكان أيضًا بعض التأثير التنافسي على السكان j.

          قد يظهر ذلك بالمعادلة التالية:

          dNj / dt = rjNj (1 & # 8211 Nj / Kj & # 8211 ajiNi / Kj) توضح هذه المعادلة كيف تؤثر المنافسة غير المحددة في السكان j والتأثير التنافسي للسكان i على السكان j على معدل نمو السكان.


          يعمل

          تصف الشبكات الاجتماعية نمط التفاعلات غير المحددة داخل السكان. غالبًا ما يُتوقع أن يؤثر وضع الأفراد في الشبكة الاجتماعية على لياقته البدنية ، لكن دراسات قليلة فقط قد درست هذه العلاقة في التجمعات الطبيعية. لقد بحثنا في عواقب اللياقة البدنية لموقع الشبكة في مجموعة الخنافس البرية. نجاح تزاوج الخنافس الذكور متجاور بشكل إيجابي مع القوة (مقياس لمركزية الشبكة) ومتباين سلبًا مع معامل التجميع (CC) (مقياس الانقسام). اقترح مزيد من التحليل باستخدام نماذج مسار الوساطة أن مستوى نشاط الأفراد قاد العلاقات بين القوة واللياقة بشكل كامل تقريبًا. في المقابل ، لم يتم تفسير الاختيار على CC بالسلوكيات الفردية. على الرغم من أن بياناتنا تشير إلى أن وضع الشبكة الاجتماعية يمكن أن يواجه اختيارًا جنسيًا قويًا ، فمن الواضح أيضًا أن العلاقات بين اللياقة وبعض مقاييس الشبكة تعكس فقط التباين في السلوكيات على المستوى الفردي.


          الإدارة والصيد وإجراءات التحكم الأخرى

          على أرض خاصة في فلوريدا ، تعتبر الخنازير البرية من الماشية المحلية وممتلكات مالك الأرض حيث توجد. بإذن من مالك الأرض ، لا يوجد موسم مغلق أو حد للحقائب أو الحجم عند الصيد في هذه المناطق. غالبًا ما يدفع الصيادون 100 دولار - 2000 دولار لجني خنزير بري ، مما يوفر حافزًا اقتصاديًا لتقديم الخنازير وإدارتها. في الأراضي العامة ، الخنازير لها تصنيفات مختلفة ، واعتمادًا على الممتلكات قد تتطلب تراخيص وتصاريح يتم أخذها بشكل قانوني خلال مواسم محددة.

          في الماضي ، تضمنت إدارة الخنازير الحكومية والخاصة إزالة الخنازير من الأراضي العامة والمناطق الأخرى ذات المجتمعات البيئية الحساسة ، وإدخال الحيوانات إلى مناطق أخرى للحفاظ على أو إنشاء مجموعات قابلة للصيد (الشكل 18). بينما لا يزال بإمكان الأفراد إدخال الحيوانات في مناطق مغلقة للصيد ، تركز معظم الإدارة الآن على التحكم في أعداد الخنازير.نظرًا لأن الخنازير هي مربي غزير الإنتاج ، فقد لا تتمكن الوفيات من موازنة إنتاج الخنازير ، وبالتالي يجب تجنب المزيد من تخزين الخنازير في فلوريدا. سيؤدي ببساطة إلى زيادة المشاكل العديدة المرتبطة بمجموعات الخنازير البرية. إذا كان التخزين مطلوبًا في ممتلكات خاصة مسيجة ، فينبغي مراعاة الذكور المخصيين فقط.

          في الموائل الجيدة ، من غير المحتمل أن تقضي أي كمية من الصيد أو غيره من وسائل التحكم في التجمعات أعداد الخنازير البرية ، ولكن قد يكون من الممكن الحد من التوسع السكاني الإضافي باستخدام مجموعة من الأساليب على أساس مستدام. تشمل طرق التحكم في الخنازير البرية الصيد ، وطرق الاصطياد المختلفة ، وإطلاق النار ، والاستبعاد. تم اقتراح المواد السامة والمواد الطاردة للحشرات كوسيلة فعالة للسيطرة على أعداد الخنازير أو ردعها. ومع ذلك ، لم يتم تسجيل أي منها للاستخدام في الولايات المتحدة. قبل اتخاذ أي إجراء للتحكم في الخنازير ، راجع القوانين المحلية. تعد لجنة فلوريدا للمحافظة على الأسماك والحياة البرية (http://myfwc.com/) و USDA-APHIS Wildlife Services (http://www.aphis.usda.gov/wildlife_damage/) مصادر ممتازة لمثل هذه المعلومات.

          الصيد هي طريقة تحكم مهمة للخنازير البرية لأنها توفر فرصًا ترفيهية وغير مكلفة ويمكن أن تكون مفيدة في تقليل أعداد الحيوانات البالغة. ومع ذلك ، فإن الخنازير حيوانات ذكية ويمكن أن تمثل تحديًا في المحاجر. يعتبر العديد من الصيادين أن الخنازير الكبيرة ذات الأنياب البارزة هي جائزة مرغوبة ، واللحوم الخالية من الدهن هي أجرة ممتازة. عادةً ما يتم اصطياد الخنازير من موقف فوق طعم مثل الذرة أو الحبوب الأخرى (على الرغم من أنه قد لا يُسمح بذلك في الأراضي العامة) ، ولكن يمكن أيضًا مطاردتها (حافظ على الريح في صالحك). قد يشمل الصيد أيضًا الكلاب المدربة لتحديد موقع الخنازير وإبعادها. ومع ذلك ، يجب تدريب الكلاب بشكل صحيح لتجنب إصابة الخنازير. يجب أن تُلبس الحيوانات المحصودة في الحقل كما لو كانت غزالًا ، ويجب ارتداء القفازات لتقليل احتمالية انتقال المرض. يجب إبعاد بقايا الخنازير عن الحيوانات الأليفة لتجنب انتقال الأمراض ودفنها أو حرقها (قد لا تقبلها مدافن القمامة).

          محاصرة عادة ما يكون وسيلة أفضل للسيطرة على أعداد الخنازير من الصيد ، خاصة عندما تكون الحيوانات نشطة في الليل. في حين أن هناك عدة أنواع من الفخاخ (بما في ذلك القفص ، ومسك الأرجل ، والفخ) التي يمكن استخدامها لالتقاط الخنازير ، فإن مصائد القفص هي الأكثر فاعلية لأنها يمكن أن تلتقط أكثر من خنزير واحد في المرة الواحدة. بغض النظر عن نوعها ، يجب أن تكون المصائد جيدة البناء: الخنازير حيوانات قوية ويسهل تحمسها عند الاقتراب منها.

          المصائد الحية ذات النمط القفص أو الزريبة هي أكثر الأنواع شيوعًا (الشكل 19). يجب وضع هذه المصائد في مناطق مظللة بها أعداد كبيرة من الخنازير النشطة. يتضمن هذا النوع من المصائد تصميمات أحادية ومتعددة مع أنماط مختلفة للأبواب / البوابة ، بما في ذلك الأبواب المتأرجحة أو المنزلقة وبوابات الرفع. يمكن صنع هذه المصائد من مجموعة متنوعة من المواد ، ومع ذلك ، فإن أعمدة السياج الفولاذية ذات 4 بوصات × 4 بوصات ، أو سياج سلكي ملحوم مقاس 12 (أو أثقل) يعمل بشكل جيد. ستسمح الفخاخ الأكبر (غالبًا ما يصل حجمها إلى عشرة أقدام مربعة) بالتقاط المزيد من الخنازير في وقت واحد. يمكن أن تكون إطارات الأبواب مصنوعة من الخشب أو الصلب ، بأبواب مصنوعة من الخشب الرقائقي (أكثر من 34 بوصة) أو الصلب أو شبكة سلكية. يجب أن تكون الأبواب على الأقل قدمين في قدمين. يجب أن تفتح فقط للداخل أو لأعلى (للأبواب المنزلقة) ، ويجب إغلاقها باستخدام الينابيع الثقيلة. تعتبر الأبواب المتأرجحة أفضل من الأبواب المنزلقة لأنه بمجرد القبض على حيوان ، يمكن للحيوانات الأخرى الدخول عن طريق الدفع من خلال الباب ، وغالبًا ما تتعلم الخنازير فتح الأبواب المنزلقة بخطمها. يجب أن تغلق الأبواب على قضيب أو عضو متقاطع لمنع الخنازير من رفعها. غالبًا ما يتم استخدام سلك التعثر الموجود في الجزء الخلفي من المصيدة لتحريك الباب. يجب وضع الطُعم في مؤخرة المصيدة ، بحيث يكون سلك التفريغ بينها وبين الباب. يجب وضع سياج سلكي ، متصل بالجدران ، في الأعلى (خاصة إذا كان للمصيدة جدران قصيرة) لمنع الخنازير من المرور فوق القمة. كما تم استخدام المصائد الصغيرة والمحمولة بنجاح (الشكل 20). ومع ذلك ، فإن حجمها عادة ما يحد من عدد المصائد في مناسبة واحدة لحيوان واحد أو عدد قليل جدًا من الحيوانات. يمكن العثور على خطط إنشاء المصائد في المواقع المدرجة في قسم المعلومات الإضافية في نهاية هذا المستند.

          يجب وضع الطعم المسبق للمصائد لعدة أيام قبل أن يبدأ الاصطياد الفعلي. يشمل الطعم المسبق مصائد الطعم ولكن إغلاق الباب مفتوحًا لعدة أيام حتى يكون لدى الخنازير الوقت للعثور على الطعم والاعتياد على دخول المصيدة. يتيح الطعم المسبق التقاط عدة حيوانات في وقت واحد. يمكن وضع المغذيات الآلية فوق المصيدة لتوزيع الطُعم دون إدخال الرائحة البشرية ، وهو رادع رئيسي للخنازير التي تدخل المصيدة. تشمل الطعوم الشائعة الحبوب مثل الذرة والشوفان والشعير (غالبًا ما تنقع في الماء) والخضروات وعلف الماشية والجيف. قد يستغرق الأمر عدة أيام حتى تبدأ الخنازير في الوصول إلى الطعم لأنها تنتشر في مساحات كبيرة. بمجرد أن تبدأ الخنازير في زيارة الفخاخ ، يجب تجديد الطعم يوميًا حتى تستمر الخنازير في زيارة المصيدة وعدم الانتقال إلى المناطق التي تحتوي على المزيد من الطعام. في الأوقات والأماكن التي تحتوي على أطعمة طبيعية وفيرة مثل الجوز ، قد لا يكون هذا النوع من الاصطياد فعالًا لأن الأطعمة الطبيعية المفضلة ستقلل من جاذبية الطعم للخنازير. لمنع الماشية من أكل الطعم والفخاخ ، يمكن استخدام سياج من الأسلاك الشائكة حول الفخاخ (تأكد من أن الخنازير يمكن أن تحتها). بالإضافة إلى الطعم ، يمكن وضع الخنازير الحية داخل الفخاخ لجذب الآخرين. يمكن وضع هذه الخنازير في قلم أصغر داخل المصيدة. يجب تغذية هذه الحيوانات وسقيها حسب الحاجة. يجب فحص المصائد يوميًا ومن مسافة بعيدة (لتجنب إثارة الحيوانات ، مما قد يؤدي إلى إصابات وتلف المصائد الشكل 21).

          تم استخدام مصائد الأرجل ومصائد الأرجل الفولاذية (رقم 3 أو أكبر) لالتقاط الخنازير ، لكن لا ينصح بها. إنها أقل فعالية من الطرق الأخرى ، وهي غير قانونية في فلوريدا والعديد من المناطق الأخرى بدون تصريح خاص. يتم وضعها عادةً على طرق سفر نشطة مثل المكان الذي تمر فيه الخنازير بانتظام تحت السياج ، ويتم تثبيتها بشكل آمن بسحب ثقيل (على سبيل المثال ، سجل بطول ثمانية أقدام) ، أو شجرة ، أو عمود سياج. يجب أن تكون المصيدة قوية بما يكفي للتعامل مع خنزير كبير. مثل هذه المصائد ليست فعالة بشكل عام مثل الطرق الأخرى لأنها لا يمكنها إلا أن تصطاد حيوانًا واحدًا في كل مرة. علاوة على ذلك ، غالبًا ما تلتقط هذه المصائد الحيوانات غير المستهدفة وتجرحها ، مثل الماشية والكلاب والثعالب وما إلى ذلك. قبل استخدام مثل هذه الأساليب ، يجب على الأفراد مراجعة لجنة فلوريدا للأسماك والحياة البرية للحصول على اللوائح والتصاريح المعمول بها. يجب إبعاد الخنازير التي يتم أسرها عن الحيوانات الأليفة لتجنب انتقال الأمراض والقتل الرحيم في أسرع وقت ممكن. دفن أو حرق الخنازير على الفور.

          اطلاق الرصاص في الليل قد يكون تدبيرًا فعالًا للتحكم في الأراضي الخاصة عندما يحفز الصيد والأنشطة البشرية الأخرى الخنازير على أن تصبح ليلية ، ويكون الاصطياد غير فعال أو غير مكتمل. تعد الأضواء الكاشفة ذات الفلاتر الحمراء وبصريات الرؤية الليلية أدوات مساعدة قيّمة عند استخدام هذه الطريقة. قبل استخدام هذه الأساليب ، يجب على الأفراد مراجعة لجنة فلوريدا للأسماك والحياة البرية بشأن اللوائح والتصاريح المعمول بها.

          ازالة يمكن أن تكون الخنازير التي تستخدم السياج خيارًا فعالًا ولكنه مكلف للتحكم في المناطق الصغيرة نسبيًا مثل الحديقة (الشكل 22). ومع ذلك ، فإن الخنازير حيوانات ذكية وواسعة الحيلة وغالبًا ما تجد طرقًا من خلال العديد من أنواع السياج. أسوار ربط السلسلة أو سلك الخنزير ذو المقياس الثقيل المدفون على الأقل 12 بوصة تحت الأرض مع دعامات وأعمدة ثقيلة ، وتوفر أنواع مختلفة من الشبكة أو السياج الكهربائي متعدد السبل أفضل النتائج.


          شاهد الفيديو: الجزء من تمارين رفع اللياقه البدنيه (قد 2022).