An Experimental Study of Inbreeding Depression in a Natural Habitat

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Miriam Albert
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1 An Experimental Study of Inbreeding Depression in a Natural Habitat Vorlesung: Biodiversität und Naturschutz Semester: WS 09/10 Studiengang: Umweltwissenschaften Dozent: Dr. H. Schulz Referentin: Elisabeth Dückert 1

2 Inhaltsverzeichnis Inhalt der Studie Motivation der Studie Grundlagen Methoden Material Auf was wird untersucht? Auswertung Ergebnis Weitere Ursachen von Inzuchtdepression 2

3 Inhalt der Studie Negative Auswirkungen von Inzucht bei Tieren in Laborgefangenschaft sind bereits bekannt In der Umwelt herrschen andere Bedingungen als im Labor Sind Einschätzungen zur schädlichen Wirkung der Inzucht in einem natürlichen Habitat anhand von Laboruntersuchungen möglich? 3

Motivation der Studie Immer intensivere Besiedlung von kaum genutzten Ökosystemen und weltweite Zerstörungen von Habitaten Arten müssen gerettet werden => Inzucht aus

4 Motivation der Studie Immer intensivere Besiedlung von kaum genutzten Ökosystemen und weltweite Zerstörungen von Habitaten Arten müssen gerettet werden => Inzucht aus Notwendigkeit (Beipsiel: Schwarzfuß Iltis Mustela nigripes) Doch Gefährdungen durch Inzucht sind in der Wildnis sind kaum voraussagbar Abbildung 1: Schwarzfuß Iltis; 4

5 Grundlagen - Inzucht Als Inzucht bezeichnet man die Paarung von eng verwandten Tieren innerhalb einer Population Zwei Gründe für Inzucht: 1. Kleine Populationen mit eingegrenzten Lebensräumen 2. Gezielte Zuchtprogramme Paarung verwandter Individuen kann dazu führen, dass der Nachkomme zwei identische Allele besitzt Bestimmung des Inzuchtgrades mit Inzuchtskoeffizient: F = Σ(!)n1+n2+1(1+FA) Ausmaß der Inzucht hängt von der Populationsgröße ab 5

6 Grundlagen - Inzuchtdepression Inzuchtdepression ist die negative Folge der Inzucht Inzucht bewirkt eine Zunahme der Homozygotie (Reinerbigkeit) Genetische Information in beiden Chromosomensätzen ist gleich Unerwünschte Gene können verstärkt zur Wirkung kommen Reduktion der Fitness 6

7 Methoden Studie mit Weißfußmäusen Peromyscus leucopus noveboracensis Mark- Release- Recapture Experiment - Sammlung - Markierung - Freilassung - Wiederfang Abbildung 2: Weißfußmaus 7

8 Material 125 Fallen pro Standort 786 Freigelassene Tiere Freilassung erfolgt an drei Terminen im Jahre 1991 (25. April, 19. Juni und 12. August) Das Fallenstellen startete am Tag nach jeder Freilassung Drei Freilassungen und 27 Fangaktionen 8

9 Auf was wird untersucht? Populationsdichte nach der Befreiung Einfluss des Geschlechts und des Inzuchtstatus auf die Bewegung Auswirkungen der Inzucht auf das Überleben Auswirkungen der Inzucht auf die Abnahme des Körpergewichts Sensibilität der Mäuse gegenüber der Inzucht 9

10 Auswertung - Populationsdichte 1988 Sammlung der Laborpopulation : Mäuse pro Fangnacht 1990 nach der Freilassung: Mäuse pro Fangnacht Abnahme der Populationsdichte Gründe der Abnahme sind nicht bekannt 10

11 Auswertung- Populationsdichte Insgesamt 123 wieder gefangene Mäuse 95 am selben Standort der Freilassung 29 an einem anderen Standort der Freilassung Laborgezüchtete Mäuse haben sich gut etabliert Geringe Rate an wilden Mäusen Abbildung 3: Karte des Untersuchungsstandortes aus Jiménez et al

12 Auswertung - Geschlecht und Inzuchtstatus Abbildung 4: Probenumfang/Stichprobengröße der Mäuse welche Freigelassen und wieder gefangen wurden, eingeteilt nach Geschlecht und Inzuchtstatus aus Jiménez et al

13 Auswertung - Überlebensfähigkeit Berechnung der Überlebensrate Фt = Mt+1/[Mt+ (St mt)] Abbildung 5: Überlebensfähigkeit von Inzuchtmäusen und nicht Inzuchtmäusen aus Jiménez et al

14 Auswertung - Abnahme des Körpergewichts Ingezüchtete Männchen verloren während des gesamten Experiments an Körpergewicht Nicht ingezüchtete Männchen erlangen ihr Körpergewicht wieder nach dem sie es ein paar Tage nach der Freilassung verloren haben Bei den Weibchen erfolgte keine Veränderung der Masse nach der Freilassung durch die Inzucht 14

15 Auswertung - Sensibilität gegenüber Inzucht Berechnung des Letaläquivalents um Sensibilität der Weißfußmäuse gegenüber den Auswirkungen der Inzucht zu bestimmen Letaläquivalente werden errechnet aus dem Rückgang der Überlebensfähigkeit, dem Inzuchtskoeffizient Maß des Schweregrads der Inzuchtdepression Ergebnis: Die schädlichen Auswirkungen der Inzucht sind in der natürlichen Umwelt wesentlich schädlicher als im Labor 15

16 Ergebnis Inzucht steht im Zusammenhang mit der Überlebensrate einer Population welche wieder in das natürliche Habitat eingeführt wird Reduzierte Überlebensfähigkeit bei Inzuchtmäusen Population leidet unter der Inzucht sobald sie in das natürliche Habitat freigelassen werden Auswirkungen der Inzucht sind in der natürlichen Umwelt wesentlich schädlicher als im Labor 16

17 Weitere Ursachen von Inzuchtdepression Genetische Degeneration aufgrund Zootierhaltung - Unfruchtbarkeit des chinesischen Riesenpandas - Geparden sind genetisch auffallend ähnlich Zucht von Haustierrassen Großer Anteil von Nutztierrassen vom Aussterben bedroht Züchterische Konzentration auf einzelne Rassen 17

18 Quellen Jiménez Julie A.; Hughes Kimberly A.; Alaks Glen; Graham Laurie; Lacy Robert C.; An Experimental Study of Inbreeding Depression in a Natural Habitat; in: Science 266/ 1994, S Baumung R.; Fürst-Waltl B.; Vererbung und Inzucht in: [ ] Verwandtschaft und Inzucht in: [ ] Oosterhout C. Van; Trigg R.E.; Carvalho G. R.; Magurann A.E.; Hauser L.; Shaw P.W.; Inzucht Depression und die genetischen Last von selektierten Geschlechts- Merkmalen: Wie der Guppy seine Flecken verlor, in: J. Evol. Biol 16/ 2003, S Nentwig; Bacher; Beierkuhnlein, Brandl; Grabherr; Ökologie; Spektrum Akademischer Verlag; Heidelberg, Berlin; 1. Auflage

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