Question:
Combien de personnes sont nécessaires pour maintenir la diversité génétique?
cdmckay
2012-12-18 06:58:48 UTC
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Imaginez que les humains colonisent une planète lointaine et que ce soit un aller simple. Combien de personnes devraient-ils amener?

Évidemment, 2 est le minimum, mais cela entraînerait beaucoup de consanguinité.

Alors, quel nombre est le nombre minimum de personnes que vous pouvez ont dans une communauté isolée et maintiennent toujours une saine diversité?

Sans creuser, je crois comprendre que les cousins ​​germains peuvent vraiment se reproduire sans trop de risques. Ainsi, une première estimation selon laquelle 2 paires d'accouplements totalement indépendantes de parties éloignées de l'arbre génétique humain pourraient constituer un candidat de pool génétique minimal. Je peux voir un argument avancé pour 8 aussi.
Cela dépend de la façon dont vous sélectionnez les personnes, si elles sont soigneusement sélectionnées pour la diversité génétique, vous pourrez peut-être vous en sortir avec une centaine, mais vous avez des problèmes si même quelques personnes meurent, ce qui n'est pas improbable dans un environnement complètement nouveau. Donc, même avec une sélection rigoureuse et des contrôles d'élevage, vous en voulez toujours quelques centaines. Plus les autres choses comme les compétences comptent, plus vous avez besoin de personnes car vous ne pouvez pas simplement sélectionner la génétique, ce qui vous rapproche de 500 individus. Si des personnes sont sélectionnées plus ou moins au hasard (génétiquement), vous en voulez plus d'un millier.
Le gros problème est qu'aucun nouveau matériel génétique ne sera introduit (à part la mutation), et la population va croître, mourir et doit continuer à perpétuité. Vous avez donc besoin de beaucoup de diversité initiale. Ce n'est pas une étude de laboratoire où vous ne devez maintenir que quelques générations.
Cinq réponses:
#1
+24
jkadlubowska
2012-12-18 18:13:30 UTC
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En fait, c'est une question très importante pour les animaux de laboratoire (et, j'imagine, pour les espèces en voie de disparition) et a été calculée à 25 couples.

Avec n'importe quel nombre d'animaux (y compris les humains), il y a toujours une certaine consanguinité se produit, mais vous pouvez la réduire avec le nombre de couples reproducteurs et un couplage soigneux. Lorsque vous atteignez 25 paires (50 animaux) et que vous avez un contrôle total sur l'appariement, vous pouvez maintenir la diversité génétique pratiquement à l'infini (surtout si vous prenez en compte les mutations spontanées).

Bien sûr, un tel contrôle sur qui peut avoir des enfants avec qui (plus si on est autorisé à procréer et quel sera le sexe de leurs enfants!) serait moralement discutable, donc en cas de peuplement d'une planète lointaine, nous aurions besoin d'un plus grand groupe, pour pourvoir préférences sexuelles, problèmes de fertilité, etc.

Quelques informations sur les souches de laboratoire consanguines.

belle réponse - cela me fait comprendre qu'il y a des problèmes pour maintenir la viabilité de certaines races de chiens - elles ont tendance à accumuler trop de maladies (lien ci-dessous). Pourtant, il doit y avoir des milliers d'animaux dans la plupart des races qui sont en difficulté. Est-ce parce que l'élevage contrôlé est utilisé différemment (mettant l'accent sur les traits de reproduction par rapport à la diversité), parce qu'il y avait peu de chiens originaux dans la piscine, ou pourquoi? http://www.nytimes.com/2011/11/27/magazine/can-the-bulldog-be-saved.html?pagewanted=all&_r=0
Je ne suis pas un expert sur les chiens, mais j'ai appris un peu sur l'inn et outreeding. Chaque race de chien est ouverte ou fermée. Dans une race fermée, seuls les descendants d'animaux appartenant déjà à cette race appartiennent à la race. Dans une race ouverte, tout animal qui semble assez similaire (ou qui possède d'autres traits importants, caractéristiques de la race) peut être parent d'une portée "de race". Dans certaines circonstances (par exemple, trop peu d'animaux dans la race, une mauvaise santé globale de la race), une race fermée peut être ouverte et, une fois le problème résolu, refermée.
Comment les gens sont-ils arrivés à ce nombre? L'article lié ne semble pas l'expliquer.
Ce ne sont que des mathématiques. Si vous choisissez deux souris / rats, etc. ). Si vous avez suffisamment d'animaux, cet effet est plus petit que l'effet d'autres phénomènes, tels que la dérive génétique (comparer avec les hypothèses sous-jacentes à l'équilibre de Hardy-Weinberg). Je ne connais pas les équasions exactes derrière ces chiffres, je sais simplement que cela a été calculé et que tel ou tel nombre est utilisé.
Je ne pense pas que ce soit si mal de contrôler qui a des enfants avec qui. Ce n'est pas comme si vous contrôliez qui est amoureux de qui ou qui a des relations sexuelles avec qui. Vous vous assurez simplement que les gens utilisent une protection et se font inséminer avec le sperme approprié lorsqu'ils sont prêts pour les enfants.
Avez-vous considéré le point de vue des femmes? Que dans ce scénario, quelqu'un décide d'utiliser le corps d'une femme pour générer un certain nombre d'enfants et que vous ne pouvez pas refuser, vous êtes littéralement obligé de tomber enceinte? La grossesse et l'accouchement, qui, même avec les progrès médicaux modernes, sont une cause importante de décès pour les femmes? Je suppose que les personnes qui montent à bord d'un tel navire peuvent prendre ce genre de décision, mais leurs enfants n'auraient aucun choix en ce qui concerne portant une deuxième génération.
La phrase «Quand vous arrivez à 25 paires [..], vous pouvez maintenir la diversité génétique pratiquement à l'infini» est fausse IMO. À l'équilibre, la diversité génétique est une simple fonction de la taille effective de la population. Il n'y a pas de taille minimale pour "maintenir la diversité génétique pratiquement à l'infini". Il y a une certaine diversité génétique avec seulement 2 personnes et il y a plus de diversité génétique avec 50 personnes et même plus avec 100k personnes et il n'y a pas de diversité génétique.
#2
+1
yucer
2016-11-27 22:14:54 UTC
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Je ne suis pas un expert, mais après en avoir lu plus à ce sujet, je dirais entre 500 et 1500 couples sans essayer de contrôler l'appariement.

Je ne sais pas où Dan Horvat a pris ces affirmations:

Maintenir une diversité génétique saine et établir suffisamment d'allèles différents pour permettre la durabilité de l'espèce. Je ne me souviens pas du nombre exact, mais je pense que pour les humains, c'était quelque chose entre 1000 ou 10000, et si vous tombez en dessous de ce nombre, l'espèce disparaîtra probablement de manière naturelle.

mais elle semble étayée par les preuves de goulots d'étranglement passés dans la population humaine, comme la théorie de Toba Cathastrofe. La population humaine est censée avoir un maximum de 3 000 à 10 000 individus survivants. Je suis très optimiste et prends le minimum: 1500 couples. Il restait à faire correspondre ce montant avec la source de Dan.

La réponse exacte viendrait du concepteur de la vie et de l'ADN. ;-) Cette information semble avoir été divulguée par le fils du créateur lors d'une conférence. Thomas a pris note de ses paroles:

Je te choisirai, un sur mille et deux sur dix mille, et ils resteront comme un seul un.

Il me semble qu'il s'agit de diversité génétique, et les proportions minimales sont celles: 1/1000. C'est pourquoi je prends 500 couples comme minimun.

Au fait, dans le verset précédent, il semble dire que cette sélection serait au moment où la race humaine a finalement fini d'évoluer vers le social et morphologique prévu status (très rare en effet):

Quand vous faites les deux, et quand vous faites l'intérieur comme l'extérieur et l'extérieur comme l'intérieur, et le dessus comme ci-dessous, et quand vous faites le mâle et la femelle un et le même, de sorte que le mâle ne soit pas mâle ni femelle femelle; et quand vous façonnez les yeux à la place d'un œil, et une main à la place d'une main, et un pied dans la place d'un pied, et une ressemblance à la place d'une ressemblance; alors entrerez-vous dans le royaume.

Pour en revenir à la science, il semble que peu d'efforts devraient être faits pour contrôler l'appariement, car nous semblons avoir une attirance subconciente pour ces individus de l'autre sexe qui présente une meilleure histocompatibilité avec nous. Dans le cas des humains, donné par l'odeur et l'apparence (principalement la simulation).

De plus, la diversité génétique est censée être atteinte plus rapidement, si l'environnement est plus agressif. Normalement, une grande mutation et une adaptation se produisent après un environnement hostile et persistant sur près de 40 générations, ce qui a été observé avec l ' évolution de la teigne du poivron

Donc, je suppose que si vous utilisez des animaux de laboratoire bien soignés, le nombre peut être de 25 couples. Mais si vous utilisez un environnement naturel hostile, la diversité génétique pourrait être atteinte plus tôt.

Il se peut que si vous construisez une belle station spatiale humaine sur une autre planète, vous aurez peut-être besoin de 25 couples, mais si vous les laissez nus sans technologie et sans feuilles de figuier, vous aurez besoin de moins de couples pour que l'espèce puisse survivre plus adapté (bien que vous puissiez avoir de nombreuses tentatives infructueuses)

Un autre point à considérer, est-ce que ces animaux sont précieux pour les études génétiques?, dans quelle mesure l'étude est-elle affectée par la captivité de leur population ?, ressemble à leurs lieux de croissance l'environnement naturel?, à quel point cet environnement est-il hostile? ressemble à cet environnement la dynamique naturelle des populations? il y a combien de générations leurs ancêtres avaient un environnement naturel?

Les animaux de laboratoire pourraient avoir moins de diversité génétique et pourraient avoir besoin de plus de couples.

La distinction entre cette réponse correcte et celle choisie est liée au niveau de présélection génétique. Je conviens qu'un minimum de 1 000 personnes «choisies au hasard» serait nécessaire, car il ne faut pas oublier les impacts de l'homosexualité et des niveaux variables de «fidélité» dans les couples d'accouplement.
Je suppose que l'homosexualité et la fidélité pourraient aussi avoir à voir avec l'épigénétique et la dynamique nécessaire de la population. Chez certains poissons comme: «Lythrypnus dalli», même le genre des individus change au niveau morphologique selon les nécessités de la population. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002209810400680X)
Il se peut aussi que moins d'individus et de bonnes conditions pour accroître la population génèrent moins de «fidélité».
Au contraire, un excès de diversité génétique dans une population (si un tel concept existe) pourrait générer plus de fidélité.
Et aussi ... l'homosexualité pourrait être la réponse de grandes populations à une faible diversité génétique et à un déficit de sélection naturelle.
#3
  0
ZacWolf
2018-01-13 23:53:34 UTC
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Je pense que la question de l'épigénétique remet cette réponse en débat. Cela me rappelle mon plus gros problème avec le livre The Transhumanist Wager , qui était centré sur un locataire très libertaire de la «valeur».

Sans savoir comment fonctionne chaque aspect de la génétique humaine (y compris l'épigénétique), comment pouvons-nous établir la «valeur» d'un ensemble donné d'allèles de base, et ainsi déterminer la population minimale viable? Si un tel goulot d'étranglement était forcé (par une catastrophe ou un "choix"), une telle population résultante serait-elle toujours considérée comme "humaine" selon les normes d'aujourd'hui?

Je dirais que l'humanité doit encore être définie par plus que la somme de nos connaissances actuelles en génétique.

Je pense que ces questions sont très souvent absentes du débat autour de la singularité [établir une intelligence artificielle au-delà de l'intelligence de l'humanité]. La plupart soutiennent qu'un tel événement serait la fin de l'humanité, mais je ne suis pas d'accord; car toute intelligence créée par l'humanité ne serait pas assez stupide pour détruire la diversité de l'intelligence qui en a essentiellement établi la base. Dans cette ligne de pensée, personnellement, je pense que ce serait plus dans le sens des idées présentées dans le film Her , dans lequel de telles Intelligence (s) établiraient un moyen de se soustraire au contrôle humain direct. , mais finalement observez / comparez / comparez l'humanité en tant que "stock sauvage" utile pour la correction d'erreurs, et une ligne distincte de modélisation.

#4
-1
Dan Horvat
2014-03-13 00:50:48 UTC
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La consanguinité n'est pas du tout négative, donc un couple suffirait pour la colonisation.

La consanguinité corrige les traits récessifs et ceux qui présentent des traits indésirables peuvent être éliminés. En fait, la consanguinité est l'une des armes les plus puissantes de l'évolution, elle accélère considérablement les choses. Nous avons traversé un événement majeur de goulot d'étranglement nous-mêmes et avons vécu pour raconter l'histoire.

Le nombre exact d'individus nécessaires pour une espèce en bonne santé qui survivra X nombre de générations dépend de l'espèce. Maintenir une diversité génétique saine et établir suffisamment d'allèles différents pour permettre la durabilité de l'espèce. Je ne me souviens pas du nombre exact, mais je pense que pour les humains, c'était entre 1000 ou 10000, et si vous tombez en dessous de ce nombre, l'espèce disparaîtra probablement par des causes naturelles.

Bien sûr, tout est complètement différent lorsque vous avez un contrôle total sur qui s'accouple avec qui. Mais quand même, dans l'exemple ci-dessus d'un couple, ils peuvent démarrer avec succès une population apparemment en bonne santé, mais en raison de la faible diversité génétique, ils ne seront pas en mesure de répondre, par exemple, à une augmentation du rayonnement, des changements d'atmosphère, un virus, une bactérie, une pénurie de nourriture, etc. C'est pourquoi 1 couple est fondamentalement suffisant, mais pour assurer la longévité de l'espèce, 25 couples est loin d'être suffisant.

Et si le trait indésirable est récessif, comment l'éliminer? La reine Victoria avait l'allèle de l'hémophile, et après quelques générations, il était dans toutes les maisons royales européennes, avec plusieurs personnes souffrant de la maladie.
You cull a trait by simply not procreating the specimens who have that trait. But, first of all, some genetic diseases are not noticeable before old age so you can't know about them unless you study the genome, and second of all it isn't ethical (or desirable, but that's a different story) to cull humans. Especially if it's the Queen. In case of haemophilia, a female can be the carrier but rarely has the disease. It just shows up with certain males down the blood line and in that day and age they didn't know why.
En fait, c'est un cas beaucoup plus compliqué. La réponse courte est: vous ne pouvez pas être complètement certain d'avoir éliminé l'allèle récessif. Vous pouvez diminuer sa fréquence et cela a été fait de manière soignée en Méditerranée avec des thalassémies (un groupe de maladies liées à la drépanocytose) - de jeunes couples à risque non négligeable ont été testés et si les deux portaient le gène, ils ont été informés contre le fait d'avoir des enfants ou d'avoir accès à l'avortement si le fœtus est devenu malade. Avec un contrôle plus strict, la réduction pourrait être obtenue à jeun, mais lorsque l'allèle devient rare, cela devient plus difficile.
Le scénario de Dan Horvat n'est réalisable qu'en théorie. Les gens ont, en moyenne, 15 gènes endommagés qui peuvent conduire à une maladie mortelle. Le premier couple (et les générations suivantes aussi) devrait produire beaucoup d'enfants afin de leur donner une bonne chance de trouver des couples qui peuvent avoir des enfants en bonne santé. Il est bien plus probable que ce scénario aboutisse à une population avec des maladies génétiques rares, comme en Finlande (qui a créé artificiellement une série de goulots d'étranglement à partir du 17ème siècle, une histoire fascinante), en savoir plus ici: http: //www.cs. sjsu.edu/~khuri/Aalto_2010/Norio_2003.pdf
Hé, Dan. D'où avez-vous obtenu ces chiffres: "1000 ou 10000"?
La raison pour laquelle la similitude est mauvaise est que plus la population est génétiquement similaire, plus une seule maladie est susceptible de les éliminer. C'est avant d'arriver à des choses comme les traits récessifs.
#5
-2
A. Hennink
2018-08-11 02:08:33 UTC
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Vous n'avez besoin que d'une seule femme. Le vaisseau spatial pourrait transporter une base de données de matériel génétique sous forme de spermatozoïdes et d'ovules congelés. La première femelle s'imprégnait pour se reproduire et élever autant de filles que possible, en utilisant autant de variété génétique que possible. Les filles feraient de même une fois qu'elles le pouvaient.

Bienvenue sur Biology.se. Vous devez toujours ajouter des références pour vos revendications.
Je ne voulais pas transmettre les connaissances scientifiques que l'OP recherchait vraisemblablement; J'espérais que ce serait clair. Cette réponse met en évidence une autre interprétation logiquement valable de la question.
Dans ce cas, le vôtre est probablement plus approprié comme commentaire


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