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絶滅の渦は、保全生物学者、遺伝学者、生態学者が絶滅のダイナミクスを理解し、原因の観点から絶滅を分類できるモデルの一種である。このモデルは、小さな個体群が絶滅に向かって螺旋状にどんどん脆弱になる最終的な原因となる出来事を示す。1986年にMEギルピンとMEスーレによって開発された絶滅の渦には、現在4つのクラスがある。[1]最初の2つ（RとD）は、撹乱、汚染、生息地の喪失など、生態系やコミュニティレベルに影響を及ぼす環境要因を扱っている。一方、次の2つ（FとA）は、近親弱勢や異親交配弱勢、遺伝的浮動など の遺伝要因を扱っている。
渦の種類
- R 渦: R 渦は、個体群サイズ (N)の減少とそれに伴う変動性 (Var(r)) の増加を促す擾乱が発生したときに発生します。このイベントにより、個体群はさらなる擾乱に対して脆弱になり、個体群サイズ (N) のさらなる減少と変動性 (Var(r)) のさらなる増加につながります。その代表的な例としては、種の最適値から外れた個体群の性比の崩壊が挙げられます。 [要出典]
- D 渦: D 渦は、個体群サイズ (N) が減少し、変動性 (Var(r)) が増大して個体群の空間分布 (D) が増加し、個体群が「不均一」または断片化されるようになると発生します。これらの断片内では、局所的な絶滅率が上昇し、正のフィードバックによってD がさらに増加します。
- F 渦: F 渦は個体群サイズ (N) の減少によって始まり、ヘテロ接合性の低下、ひいては遺伝的多様性の低下につながります。個体群サイズの減少により遺伝的浮動の影響がより顕著になり、近親交配弱勢のリスクが高まり、個体群の遺伝的負荷が増加し、時間の経過とともに絶滅につながります。
- A 渦: A 渦は、集団の規模の縮小により、集団に対する遺伝的浮動の影響が増大した結果です。これは遺伝的変異の減少に相当し、「集団適応能力」の低下と最終的には絶滅につながります。この渦は生物学的侵入によって発生する可能性があり、大規模な雑種化と異系交配による弱勢を引き起こします。
消滅の渦の要因
環境要因
絶滅の渦に寄与する環境イベントの多くは、個体数の減少を通じて起こります。これらのイベントには、病気、自然災害、気候変動による個体数の急激な減少が含まれます。生息地の喪失や劣化も絶滅の渦を引き起こす原因となります。その他の要因には、過剰採取（狩猟、漁業など）や過度の捕食など、より徐々に発生するイベントが含まれます。
遺伝的要因
絶滅の渦に屈した集団は、強力な遺伝的要因に遭遇し、すでに小さい集団が時間の経過とともにさらに小さくなります。すべての集団は遺伝的浮動を経験します。遺伝的浮動はランダムなプロセスであり、時間の経過とともに集団の遺伝的構造に変化をもたらします。小さな集団は、配偶子のサンプリングのランダムな性質により、集団の遺伝的構造の急速な変化に対して特に脆弱です。集団が小さい場合、対立遺伝子のいかなる変化も集団に不均衡な影響を与える可能性があります。したがって、遺伝的浮動により、小さな集団は遺伝的多様性を失います。
さらに、集団が小さくなると、個体が同じ対立遺伝子を多く含むゲノムを持つ他の個体と交配する可能性が高くなるため、近親交配が増加します。近親交配は集団内で近親交配弱勢を引き起こす可能性があり、これにより子孫の減少、先天異常の増加、病気にかかりやすい個体の増加、生存率と生殖能力の低下 (適応度)、集団内の遺伝的多様性の低下が生じる可能性があります。遺伝的多様性の減少に伴い、近親交配と近親交配弱勢の可能性がさらに高まります。
小さな集団を絶滅のスパイラルに導くもう一つの遺伝的要因は、遺伝子流動の制限です。例えば、生息地の断片化により集団が孤立すると、移住率が減少するか、または存在しなくなり、集団は時間の経過とともに遺伝的多様性を失い、近親交配が増加します。移住が重要なのは、集団外から来た新しい個体がほぼ確実に新しい遺伝的変異を追加し、集団内の全体的な適応度を高めることができるためです。[2]
絶滅における遺伝学の役割の一例は、スウェーデン南西部のミナミハマシギ（Calidris alpine schinzii）の断片化されたメタ個体群のケースです。絶滅の危機に瀕しているこの海岸鳥は、調査された2つの分子マーカーで近親交配と遺伝的多様性の喪失を経験し、近親交配の増加によって個体群全体の生存と繁殖が制限されました。より類似した遺伝子を持つ親ハマシギが交配した場合、その子孫が孵化する確率は低く、孵化したとしても孵化後すぐに死亡する可能性が高くなります。[3]
人口動態要因
絶滅の渦に関係する人口動態要因には、繁殖力の低下、分散パターンの変化、個体群密度の低下などがあります。
参照
参考文献
- ^ Gilpin, ME; Soulé, ME (1986)。「最小生存個体群: 種の絶滅のプロセス」。ME Soulé (編)。保全生物学: 希少性と多様性の科学。マサチューセッツ州サンダーランド: Sinauer。pp. 19–34。ISBN 0-87893-794-3。
- ^ Frankham et al. (2017)「断片化された動物と植物の集団の遺伝的管理」第3章、近親交配は生殖適応度を低下させる。オックスフォード大学出版局：イギリス
- ^ Blomqvist, D., Pauliny, A., Larsson, M., Flodin, L. 「絶滅の渦に巻き込まれる？減少する脊椎動物の個体数に強い遺伝的影響」 (2009) BMC Evolutionary Biology 10:33。