Związki w bliskim pokrewieństwie i ich skutki

Paweł Szablewski | 2009-05-04

Od dawna znana jest historia egipskich faraonów, których dynastie wymierały na skutek częstych związków kazirodczych. Uznawani jako bogowie mogli wchodzić w związki tylko z członkami najbliższej rodziny. Podobny los spotkał dużo później panującą rodzinę królewską Hiszpańskich Habsburgów. Wszystko to powody nadmiernego wzrostu inbredu i jego niekorzystnych efektów.

Do wniosku takiego doszedł Gonzalo Alzarez z uniwersytetu w Santiago de Compostela z współpracownikami. Badając losy Habsburgów ustalili, że starając się utrzymać władzę na tronach Europy i tym samym nie dopuszczać do rozpraszania się majątku, bardzo często preferowali tworzenie się związków w obrębie własnej rodziny. O ile pojedyncze przypadki narodzin potomstwa spłodzonego przez bliskich kuzynów nie jest groźne, to powtarzanie tej strategii okazało się dla całej rodziny tragiczne.

Wszystkiemu „winien jest” współczynnik inbredu, zdefiniowany przez Wrighta w 1922 roku, oznacza prawdopodobieństwo wzrostu homozygotyczności osobnika na skutek kojarzeń krewniaczych jego rodziców.

Każdy człowiek ma dwie nici DNA, a więc i po dwie kopie każdego genu. Geny te mogą jednak nieznacznie się różnić, mieć różne allele. Najczęściej różnice te nie są groźne, a jedynie wpływają na zmianę wartości cechy, np. kolor skóry, oczu. Czasami jednak, któryś z alleli może być szkodliwy, czyli mieć zmianę która powoduje powstanie choroby np. mukowiscydozę. W przypadku gdy jest to para heterozygotyczna, czyli różniąca się, jeden z genów jest na ogół prawidłowy i zastępuje ten z chorobą. Natomiast gdy jest to para homozygotyczna, oba geny są jednakowe, w przypadku błędnego allelu nie ma go czym zastąpić. Dlatego właśnie inbred uznaje się za tak niebezpieczny. Prowadząc do gubienia zmienności, czyli wzrostu liczby par jednorodnych nad różniącymi się, zwiększa niebezpieczeństwo ukazania się czy utrwalenia niewłaściwych genów.

Do najszybszego wzrostu inbredu następuje w przypadku krzyżowania się osobników w małej populacji (małej grupie) lub osobników blisko spokrewnionych czyli mających podobne allele genów.

Przeglądając przebieg dziejów Habsburgów zauważono, że w okresie lat 1516-1700, 9 z 11 małżeństw zawartych było między kuzynostwem lub wujów z siostrzenicami. W całej analizie wykorzystano dane rodowodowe z 16 pokoleń od blisko 3000 bliższych i dalszych krewnych. W tym czasie inbred wzrósł z 0,025 u założyciela dynastii Philipa I do poziomu 0,254 u Karola II. Kilkunastu z członków dynastii miła współczynnik inbredu na poziomie powyżej 0,2. W rodzinie występowały także różne choroby genetyczne jak: wielohormonalna niedoczynność przysadki, nerkowa kwasica kanalikowa dystalna. Wykazywali także kłopoty z impotencją, wytryskiem, skarżyli się na dolegliwości żołądkowe. Z narodzonych dzieci w tym okresie tylko 50% dożywało pierwszego roku, podczas gdy w tym samym okresie na wsi przeżywało 80%.

Większość z tych dolegliwości gnębiła Karol II ostatniego król z dynastii Hiszpańskich Habsburgów. Do tego był on niesprawny fizycznie i opóźniony umysłowo. Najprawdopodobniej cechy te odziedziczył po swoich przodkach, a inbred tylko ułatwił kumulowanie się niekorzystnych wartości.

Współczynnik inbredu nie opisuje jednak dokładnych procesów przekazywania alleli do następnych pokoleń ale jedynie prawdopodobieństwo zajścia takiego zdarzenia. Oznacza to, że nie zawsze musi być on adekwatny do stanu faktycznego. Nie zawsze musi też być związany z niekorzystnymi procesami. O ile najczęściej mamy do czynienia z ujawnianiem się, przy wysokim inbredzie, niekorzystnych cech, to czasami może dojść do kumulacji tych najkorzystniejszych czy zgubienia tych niepożądanych. Sytuację taką bardzo często wykorzystuje się w hodowli opracowując nowe odmiany roślin czy rasy zwierząt. Hodowla w bliskim pokrewieństwie jest wtedy jednym z narzędzi prowadzących do uzyskania dobrych rezultatów. Prace powodujące wzrost inbredu doprowadziły do zwiększenia o 50% wydajności upraw kukurydzy, o 20% nieśności u kur, o 10% wielkości miotu u świń, czy o 2,5 % wzrostu wydajność mleka i zawartość tłuszczu i białka u krów holsztyńko-fryzyjskich. Wzrost inbredy następuje także w hodowlach od lat preferujący do rozmnażania najlepsze osobniki (zwłaszcza po linii męskiej). Zjawisko takie zachodzi wtedy nawet w przypadkach gdy wzrost inbredu jest uważany za bardzo niepożądaną cechę. Na przykład u koni arabskich jest on szacowany na poziomie powyżej 3,5 %, a koni lipicańskich w Austrii, wykazano ok.12%.

Bardzo wysoki stopień zinbredowania stwierdzano wśród jaszczurek żyjących na wyspach, u słoni morskich na poszczególnych plażach, a także u kangurów czy niedźwiedzi żyjących w izolowanych populacjach. Co ciekawsze, Crnokrak i Roff porównując dane literaturowe dotyczące siedmiu gatunków ptaków i dziewięciu ssaków wykazali, że inbred u zwierząt żyjących na wolności był większy niż u tych samych gatunków w ogrodach zoologicznych. Należy tu jednak zwrócić uwagę na to, że wysoki stopień zinbredowania wewnątrz jednej populacji nie oznacza tego samego dla całego gatunku. Jednak i tu zdarzają się wyjątki, np. gepard. Badania genetyczne osobników tego dużego kota, pochodzących z centralnej i południowej Afryki oraz z ogrodów zoologicznych Europy, Ameryki północnej oraz Japonii wykazały, że osobniki są nie do odróżnienia, podczas gdy badanie tą samą metodą kotów domowych, pozwoliło na rozpoznanie poszczególnych osobników pochodzących z jednego podwórza. Prawdopodobnie, między innymi z tego powodu tylko 25% gepardów dożywa wieku dojrzałości płciowej. Przykładem, który znakomicie poradził sobie z inbredem jest chomik syryjski. Wszystkie obecnie często trzymane przez nas w domach osobniki pochodzą od jednej znanej pary, mimo to rozmnażają się bez przeszkód i nie stwierdzono u nich ujemnych skutków inbredu.

Najlepiej skutki inbredu przedstawiają doświadczenia prowadzone na kilkudziesięciu rodzinach myszy hodowanych w bliskim pokrewieństwie przez wiele pokoleń. O ile większość linii ulegała degeneracji i ginęła, to pojedyncze znakomicie radziły sobie w takich warunkach i jeszcze poprawiała się ich zdrowotność czy rozrodczość.

Źródło:
- sciencedaily.com, 16.04.2009r., Inbreeding Was Major Cause Of Fall Of Spanish Habsburg Dynasty,
- Crnokrak, P., Roff, D.A. 1999. Inbreeding depression in the wild. Heredity. 83, 260-270,
- Solski L. 1996. Przepełniona arka. Wiedza i Życie 12.

Komentarze

głest | 2010-08-26 11:30:33
warto wspomnieć, że ten inbred (ang. inbreeding) to inaczej chów wsobny (pod tą nazwą został mi przedstawiony na lekcjach biologii)