Publikation

Evolution and extinction in a changing environment: a quantitative‐genetic analysis

AutorIn

Bürger R & Lynch M

Veröffentlichung

1995

Quelle

Zur Website

Beschreibung

Da genetische Variation bei quantitativen Merkmalen immer gegeben ist, haben praktisch alle Populationen eine gewisse Fähigkeit, evolutionär auf selektive Herausforderungen zu reagieren. Die natürliche Selektion erlegt einer Population jedoch demografische Kosten auf und wenn diese Kosten ausreichend hoch sind, ist auch die Wahrscheinlichkeit des Aussterbens hoch. In dieser Studie untersuchen wir, wie die durchschnittliche Zeit bis zum Aussterben von Selektionsdruck (Geschwindigkeit und Stochastizität von Umweltveränderungen und Stärke der Selektion), Populationsparametern (Tragfähigkeit und Reproduktionskapazität) und Genetik (Rate der polygenen Mutation) abhängt. Wir gehen davon aus, dass in einer endlichen Population mit zufälliger Paarung und dichteabhängigem Populationswachstum die individuelle Fitness durch ein einziges quantitativ-genetisches Merkmal bestimmt wird, das einer Gauß-stabilisierten Selektion unterliegt, wobei der optimale Phänotyp entweder gerichtete Veränderungen oder zufällige Fluktuationen oder beides aufweist. Das quantitative Merkmal wird durch eine endliche Anzahl von frei rekombinierenden, mutationsmäßig äquivalenten, additiven Loci bestimmt. Die Dynamik der Evolution und des Aussterbens wird unter der Annahme untersucht, dass die Population anfangs im Gleichgewicht zwischen Mutation, Selektion und Drift steht. Nach diesem Modell hinkt der mittlere Phänotyp in einer sich richtungsweisend verändernden Umwelt dem Optimum hinterher, entwickelt sich aber im Durchschnitt parallel dazu. Das Ausmaß der Verzögerung bestimmt die Anfälligkeit für das Aussterben. In endlichen Populationen kann die stochastische Variation der genetischen Varianz recht ausgeprägt sein und Engpässe in der genetischen Varianz können die Anpassungsfähigkeit der Population vorübergehend so stark beeinträchtigen, dass es zum Aussterben kommt, obwohl dies in einer praktisch unendlichen Population unwahrscheinlich wäre. Wir stellen fest, dass die maximalen nachhaltigen Evolutionsraten bzw. die kritischen Raten von Umweltveränderungen deutlich unter 10 % einer phänotypischen Standardabweichung pro Generation liegen können.