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보존 지향적 유전자 데이터베이스가 존재합니까?

보존 지향적 유전자 데이터베이스가 존재합니까?



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모든 멸종 위기에 처한 종의 국제 유전자 데이터베이스를 생성하기 위한 프로젝트가 있습니까? 적어도 현재의 보존 노력이 실패할 경우 미래에 복제할 기회가 있습니까?


첫째, 왜 그러한 데이터베이스를 원하는지 완전히 명확하지 않습니다. 기본적으로 모든 시퀀스는 큰 데이터베이스 중 하나(일반적으로 모든)에서 사용할 수 있습니다.

예를 들어 "extinct"에 대해 NCBI 데이터베이스를 검색하면 이것을 얻습니다. 멸종 위기에 처한 "유일한" 종에 대한 더 많은 염기서열이 있을 것입니다.

둘째, 게놈 서열을 갖는 것만으로는 종의 "멸종 제거"에 충분하지 않습니다. 그 이유는 이 질문의 범위를 벗어나지만 wikipedia 기사의 이 섹션부터 탐색할 수 있습니다.

이 토론도 흥미로울 것입니다.


보전 및 생물다양성 연구의 교육 도구로서의 휴대용 시퀀싱

소속 Field Projects International, 미국 미주리주 세인트루이스, 인구 지속 가능성, 샌디에이고 동물원 글로벌, 캘리포니아주 샌디에이고, 미주리 대학교 생물학과 루이, 세인트루이스, 미주리, 미국

소속 필드 프로젝트 인터내셔널, 미국 미주리주 세인트루이스, 미주리대학교 생물학과–세인트루이스 Louis, St. Louis, Missouri, United States of America, 감염병, 워싱턴 대학교 의과대학 St. Louis, St. Louis, 미주리, 미국

소속 부서 통합 생물학과, 캘리포니아 버클리, 버클리, 캘리포니아, 미국, 해양 생물 연구소, 우즈 홀, 매사추세츠, 미국

소속 LOEWE-Centre for Translational Biodiversity Genomics, Senckenberg, Frankfurt, Germany, 남아프리카 국립 생물다양성 연구소, 국립 동물원, 프리토리아, 남아프리카


보존 지향적 유전자 데이터베이스가 존재합니까? - 생물학

보존에 대한 유전학의 적절하고 흥미로운 적용:

일부 역사 및 배경:

별개의 학문으로서 보존 유전학은 1980년대 초에 두드러지게 되었습니다(Schonewald-Cox et al., 1983은 식물 기반 관점에 대해 Falk and Holsinger, 1991 및 Ellstrand and Elam, 1993 참조). 보전에서 유전학과 인구학의 상대적 중요성에 대한 논쟁이 계속되고 있는데, Lande(1988)의 논문은 인구학의 우위를 주장하는 영향력 있는 랜드마크로, Avise(1989)는 유전적 접근을 옹호하며, 보다 최근에는 다음과 같은 경고를 제시합니다. 유전적 다양성의 손실은 이전에 생각했던 것보다 더 중요할 수 있습니다(Vucetich and Waite, 1998 Soulé and Mills, 1998 Westemeier et al. 1998 Spielman et al. 2004). Nunney와 Campbell(1993)은 인구 통계학적 관점과 유전적 관점을 결합한 생존력 분석 접근법을 검토했습니다. Caughley(1994)는 유전적 요인을 경시하는 주장으로 논쟁을 계속한 반면, Hedrick et al. (1996)은 Caughley의 접근 방식이 너무 단순하다고 주장했습니다. Haig(1998)와 Hedrick(2001)은 보존에 대한 분자적 접근을 검토했습니다. Conservation Genetics는 이 주제에 전적으로 전념하는 비교적 새로운 저널입니다(http://www.kluweronline.com/issn/1566-0621/contents).

배경으로, 서식지 손실 또는 황폐화는 가장 중요한 요소이며 인적 자원 소비 및/또는 인구 증가가 그 문제의 뿌리임을 명심하십시오. 자원 소비를 줄이는 방법을 알아낸 심리학자(마술사?)는 헌신적이고 자금이 넉넉한 보존 유전학자, 인구 통계학자 또는 경관 생태학자보다 야생 동물 보존에 더 많은 일을 할 것입니다. Frankham(1995)과 Hedrick(1996)은 보전 유전학의 일반 영역을 검토했고 Amos와 Balmford(2001)와 Vernesi et al. (2008)은 보다 최근의 평가를 제공합니다. Avise와 Hamrick(1996)이 편집한 한 권에는 주제에 대한 상당히 넓은 스펙트럼의 견해도 포함되어 있습니다(Holsinger의 책 리뷰, 1996 참조). 멸종에 관한 책(Landweber and Dobson, 1999)에는 다른 유용한 자료가 포함되어 있습니다. Hedrick과 Miller(1992)는 필요한 유전 지식과 도구에 대한 유용한 개요를 제공합니다. 목표 지향적인 노력과 마찬가지로 보존 유전학에 대한 접근 방식은 비용과 잠재적 이익을 비교해야 합니다. 유전학은 보존 무기고에 있는 많은 도구 중 하나일 뿐입니다. 어떤 상황에서는 적절한 도구일 수 있지만 다른 상황에서는 그렇지 않을 수 있습니다.

유전학 대 인구통계학

우리는 유전적 문제를 해결하기 위해 거의 아무 것도 할 수 없으므로 유전학은 진단적이지만 치료적 도구는 아니라고 주장할 수 있습니다. 다른 사람들은 인구 통계학적 및 서식지 요인이 항상 감소의 첫 번째 원인이고 유전적 "문제"가 원인이 아니라 결과이기 때문에 유전학은 상대적으로 중요하지 않다고 더 강력하게 주장했습니다. 좋은 사례는 치타의 유전적 변이 부족에 대한 광범위한 논쟁입니다(O.Brien et al., 1983, 1985 Pimm et al., 1989 Kieser, 1991 Caro and Laurenson, 1994 Caughley, 1994 Merola, 1994 Laurenson et al., 1995년 5월, 1995년, Hedrick et al., 1996). 여러 연구에 따르면 치타는 유전적 다양성이 매우 제한적입니다. 문제는 그 다양성 자체가 치타의 지속성을 위협하는 중요한 요소인지, 아니면 유전적 변이의 부족이 문제의 핵심을 나타내는 인구 통계학적 붕괴의 반영인지 여부입니다.

치타는 개인과 개체군 간에 유전적 변이가 거의 없습니다.
낮은 변이가 보전 맥락에서 중요한지 여부는 논란의 여지가 있습니다.

유전학 인구통계학적 도구. 인구의 운명을 결정할 때 인구통계학이 유전학보다 더 중요하다는 명제를 받아들인다면, 그럼에도 불구하고 유전적 도구가 인구통계학적 이해를 위한 최선의 경로라는 것을 알게 될 것입니다(Milligan et al. 1994). 유전적 변이의 패턴에는 인구 규모의 변동, 성비 변이 및 이동과 같은 인구 통계학적 요인 및 패턴의 기록이 포함됩니다. 특히 계보 및 병합 접근법(Hudson, 1990)은 순전히 유전적 과정(돌연변이와 같은)을 자연보호론자들이 가장 관심을 가질 만한 인구통계학적 과정(예: 개체군 크기 변이)을 분리하는 데 도움이 될 수 있습니다. Harvey and Steers(1999)는 서열 데이터가 집단 역사에 대한 추론을 촉진할 수 있는 방법의 예를 제공합니다. 대부분의 인구통계학적 분석의 문제점 중 하나는 몇 년에서 몇 세대에 이르는 매우 단기적인 관점을 나타낸다는 것입니다. 따라서 예측 도구("향후 50년 내 멸종 확률은 더블 엑스%"). 인구통계학적 데이터의 민감도 분석은 반드시 현재 또는 매우 최근의 조건을 기반으로 합니다. 유전 데이터는 극단적으로 현재 상태를 무의미하게 만드는 희귀하거나 장기적인 경향에 대한 기록을 제공할 수 있습니다. 유전 데이터는 또한 짝짓기 시스템에 대한 보전 관련 정보를 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 식물 종의 수분 매개자 의존도(의무 이종교배에 대한 높은 의존도) 또는 동물 개체군의 일부다처제 정도(이는 결국 유효 개체군에 영향을 미칩니다. 크기, N이자형). 유전자 데이터는 개체군 간의 연결 정도를 평가하는 데 점점 더 중요해지고 있습니다. 유전자 흐름은 유전적 다양성의 유지와 메타 개체군의 지속 가능성에 매우 중요합니다.

돌연변이 붕괴. Lynch et al. (1995) "돌연변이 붕괴" 가설(Lande, 1995에서 검토)을 통해 보존에 대한 유전적 문제의 잠재적인 부활을 촉발했습니다. 여기서 아이디어는 매우 작은 인구 크기에서 유해한 돌연변이가 더 광범위하게 표현될 수 있고 건강에 훨씬 더 강한 영향을 미치므로 하향 나선형 및 궁극적인 멸종으로 이어질 수 있다는 것입니다. 그러나 현재까지의 경험적 증거는 부정적입니다(Gilligan et al., 1997). Gilligan et al. 초파리에 대한 실험 연구에서 돌연변이 멜트다운에 대한 증거를 찾지 못했습니다. 그들은 매우 작은 인구 규모로 여러 세대에 걸쳐 인구를 운영했지만 Lynch의 붕괴 모델에 의해 예측된 일종의 치명적인 돌연변이 부하를 찾지 못했습니다.

근친 교배 우울증과 유전 적 부하. 근친 교배 우울증은 중등도 또는 고도로 유해한 열성 대립 유전자의 더 큰 발현에 의해 유발되는 (동형 접합성이 높은 개인이 경험하는) 체력의 감소입니다(Hedrick and Kalinowski, 2001). 자연 인구에서 근친 교배 우울증이 얼마나 중요합니까? 이론적으로, 근친교배가 높은 개체(예: 최근에 컸던 매우 작은 멸종 위기에 처한 개체군)는 동형 접합성이 높으면 해로운 돌연변이가 드러나기 때문에 근친 교배 우울증에 걸릴 수 있습니다. 실제로, 자연 또는 포로 집단에서 근친 교배 우울증이 정확히 어떻게 그리고 언제 발생하는지 명확하지 않습니다(Hedrick and Miller, 1992 Ralls and Meadows, 1993 Lacy et al., 1996 Ballou, 1997). 예를 들어, 병목 현상에서 살아남았거나 항상 작은 개체군이 N이자형, 해로운 열성 대립유전자를 크게 제거할 수 있습니다. 따라서 근친 교배 억제는 역사적으로 큰 개체군 크기를 가진 종에서 가장 가능성이 높습니다. 이 경우 마스크된 유해 대립 유전자는 근친 교배를 하는 모든 개체에 심각한 영향을 미칠 것입니다(국소적이거나 ​​빠른 병목 현상에 이어). 근친 교배 집단은 또한 전염병에 덜 저항할 수 있습니다(질병 전염병 O.Brien 및 Evermann, 1988). 일리노이 주에 있는 대초원 닭에 대한 연구(Westmeier et al., 1998)는 근친 교배 우울증에 대한 강력한 증거를 제공했으며 다른 주의 개체군에서 육종가를 추가하여 반대했습니다. 따라서 Soulé와 Mills(1998)는 보전에서 인구통계학과 유전학 사이의 이분법이 둘 중 하나가 아닐 수 있다고 주장했습니다. 다시 말하지만, 유전적 분석은 문제의 본질과 결과를 이해하기 위한 기초를 제공합니다. 그들은 유전적 복원이 옵션인 드문 경우(프레리 치킨, 플로리다 표범)를 제외하고는 실제로 관리 솔루션을 제공하지 않습니다. Lynch(1996)는 보전에서 양적 유전적 요인을 고려하는 것이 중요하다고 주장했습니다. 그의 요점 중 하나는 근친 교배 우울증의 증거를 보여주지 않는 근친 교배 계통이 그럼에도 불구하고 다른 계통과 교배할 때 큰 체력 향상을 보일 수 있다는 것입니다.
범위의 다른 곳에서 유전적으로 다른 개인에 의한 확대는 일리노이의 Greater Prairie-Chickens에서 근친 교배의 해로운 영향을 분명히 개선했습니다. 근친 교배가 종종 보존의 요인인지 여부는 논란의 여지가 있습니다.

유전적 부하는 약간 해로운 돌연변이/대립유전자의 고정으로 인해 발생합니다. 장기적으로 작은 종에서 가장 중요한 경향이 있습니다. N이자형. NS 역사 따라서 개체군 또는 종의 수는 멸종 위기에 처한 종에 영향을 미칠 수 있는 잠재적인 유전적 문제의 종류를 평가하는 데 중요합니다. 역사는 궤적에 큰 영향을 미칩니다. 장기적으로 작은 인구 규모는 근친 교배 우울증의 위험은 낮지만 유전적 부하가 높습니다. 돌연변이 드리프트 평형에 있는 큰 개체군은 유전적 부하가 낮지만 근친교배 우울증에 취약합니다. 아주 소수의 창시자로부터 파생된 섬 개체군은 상당히 밀접하게 관련된 종에 대해서도 고대 본토 개체군과 매우 다른 유전력(따라서 유전적 감수성)을 가질 것입니다.

선택적 중립. 선택은 드리프트와 돌연변이의 영향을 배경으로 변이체를 "본다". 약간 반직관적인 결과는 그 효과(선택 계수로 알려짐)가 < 1/(2)인 경우 해롭거나 유리한 대립 유전자가 선택적으로 중성일 수 있다는 것입니다N이자형). 충분히 적은 수의 개체군에서는 매우 유해하거나 적응력이 있는 대립유전자라도 선택적으로 중성일 수 있습니다! 이것은 해로운 대립 유전자를 제거하는 것이 매우 어려울 수 있음을 의미합니다. California Condors의 열성 대립유전자로 인한 문제 제거(짐노집스 칼리포르니아누스) 사육 사육 프로그램에서 사육 개체의 절반 이상을 제외해야 합니다(Hedrick, 2001, Ralls et al., 2000). 그러나 그것은 또한 선택적으로 유리한 대립 유전자조차도 드리프트로 인해 작은 개체군에서 손실될 수 있음을 의미합니다. Hedrick(2001)은 보전의 맥락에서 중립 대 적응 또는 해로운 변이의 여러 측면을 논의합니다. Gillespie(1998) 텍스트의 3장은 자연 선택의 집단 유전학에 대한 유용한 배경을 제공합니다. Endler(1986) 또는 Nei, Li 또는 기타의 텍스트를 참조하십시오.

짝짓기 시스템은 비정상적인 방식으로 유전적 다양성과 상호 작용할 수 있습니다.

우리는 성적 선택을 소수의 남성(또는 어떤 경우에는 여성)을 통해 유전자 병목 현상을 일으키는 것으로 생각하는 경향이 있습니다. 그러나 큰뿔양은 짝짓기 시스템이 몇 마리의 우세한 숫양을 통해 병목 현상에 자체 "반대력"을 제공하는 반례를 제공할 수 있습니다(J.T. Hogg, Craighead Wildlife Foundation, Missoula, MT, pers. comm.). 현재 "집에서" 성공할 가능성이 낮은 많은 개체군에서 중간 등급의 수컷이 번식기에 일시적으로 다른 개체군으로 이동할 수 있는 것으로 보입니다. 성공한 사람들은 집단이 고도로 근친교배되는 것을 방지하는 유전자 흐름의 주요 원천을 분명히 구성합니다. 물론 이 시스템은 이러한 종류의 디딤돌 유전자 흐름이 가능하도록 개체군이 서로 충분히 근접한 경우에만 작동합니다.

희귀하다는 것은 쇠약해지는 것을 의미하지 않습니다. Depauperate는 병목 현상을 의미하지 않습니다.

우리는 희귀종은 유전적 다양성이 부족하다고 가정하는 경향이 있으며, 결과적으로 매우 낮은 다양성을 가진 종은 심각한 인구 병목 현상을 겪었을 것입니다. 몇 가지 흥미로운 예는 그러한 포괄적인 일반화를 하는 것이 위험할 수 있음을 시사합니다. 다각형 플로리다 샌드 파인 스크럽 서식지에 여러 고유종이 있는 식물의 속입니다. 속의 한 종은 미국 대륙의 나머지 대부분에서 발견됩니다. 그럼에도 불구하고 희귀 스크럽 종은 유전적으로 매우 다양한 반면에 널리 퍼진 단일 종은 전체 범위에 걸쳐 낮고 균일한 변동성을 보입니다(Lewis, 1991). 그 이유는 아마도 스크럽 종은 드물기는 하지만 고대이며 적어도 최근까지는 극히 드물었기 때문일 것입니다. 그러나 널리 퍼진 종은 아마도 작은 창시자 집단에서 아주 최근의 "도피"를 나타냅니다. 유사하게, 몇몇 중요한 작물 종의 희귀 조상은 때때로 상대적으로 소수의 농업 균주보다 훨씬 더 많은 유전적 다양성을 포함합니다. 조상 변이는 개발된 균주를 죽일 수 있는 환경 스트레스에 대처하기 위한 유전 자원의 저장소로서 매우 중요할 수 있습니다.
중 하나 다각형 플로리다 반도 출신. 널리 퍼진 동족체, 피.아메리카나, 플로리다에서 발견되는 좁은 범위의 고유 종보다 훨씬 더 넓은 범위를 가지고 있음에도 불구하고 유전 적 변이가 매우 낮습니다.

Amos(1999)는 유럽 오소리와 남극 물개와 같이 병목 현상이 심한 여러 개체군이 높은 수준의 유전적 다양성을 유지하고 있음을 보여줍니다. 더욱이 북부코끼리물범과 같은 일부 종의 매우 낮은 유전적 다양성은 일부가 주장하는 것처럼 개체군 병목 현상으로 설명될 가능성이 낮습니다(Hoelzel et al. 1993). 반대로 Briscoe et al. (1992) 포로에서 손실 유전 변이의 증거를 제공 초파리 많은 인구 규모에도 불구하고. 가정 메시지: 인구 규모는 인구의 유전적(또는 인구 통계학적) 회복력에서 유일한 고려 사항이 아닙니다.

관리/보존과 관련된 유전자 탐정 작업

바다거북의 mtDNA 연구(예: Bowen et al., 1992)는 중첩 및 분산 패턴에 관한 지식의 거대한 발전을 구성했습니다. 모계 둥지 해변과 관련된 뚜렷한 mtDNA 혈통의 시연은 기존의 모든 거북이 해변을 보호하는 데 중요한 보존 인센티브를 제공했습니다. 높은 사이트 충실도를 감안할 때, 환경 보호론자들이 바다 거북 복구 작업에서 원하는 시간 범위에 걸쳐 재식민화가 발생하지 않을 수 있습니다. 또한 높은 현장 충실도는 신중하게 설계되고 모니터링된 새로운 해변으로의 난자를 이식함으로써 새로운 개체군을 형성할 수 있음을 의미할 수 있습니다. 그러한 통찰력은 틀림없이 철저하게 문서화하기 위해 태깅 작업에 훨씬 더 오랜 시간이 걸렸을 것입니다. 유전자 분석은 오랫동안 유지되어온 의심을 상당히 신속하고 전 세계적인 규모로 검증할 수 있었습니다. 주의 사항은 그러한 mtDNA 결론이 전체 그림을 제공하지 않는다는 것입니다(모계 상속 때문에). 바다거북에 적용된 핵 마커는 수컷을 통한 상당한 유전자 흐름을 보여주었고, 대부분은 이동하는 동안 짝짓기에 의해 발생했을 가능성이 높습니다(FitzSimmons et al., 1997).
녹색 거북이 암컷은 그들이 부화한 해변에 대한 높은 위치 충실도를 보여줍니다. Brian Bowen과 동료들은 mtDNA를 사용하여 matrilines가 높은 부위 충실도를 가지고 있음을 보여주었습니다. 핵 DNA는 상당한 유전자 흐름이 남성을 통해 발생함을 보여줍니다.

유사하게, 알래스카의 불곰에 대한 mtDNA 연구(Talbot and Shields, 1996)는 본토와 섬불곰보다 북극곰과 섬불곰 사이의 유사성이 더 크다고 주장했습니다. 일부 불곰은 다른 불곰보다 북극곰과 더 밀접하게 관련되어 있기 때문에 조상과 모든 후손을 포함합니다. Paetkau et al.의 후속 핵 DNA(마이크로위성) 연구. (1998)은 수컷의 확산을 통해 감지할 수 있는 유전자 흐름이 발생했으며 불곰에서 "paraphyly"의 mtDNA 결론은 지나치게 성급한 "암컷 전용" 견해임을 보여주었습니다.
곰을 일치시킵니다. mtDNA 분석에 따르면 알래스카 남동부 섬의 불곰(중앙)은 인접한 본토의 곰(왼쪽)보다 북극곰(오른쪽)과 더 유사했지만 핵 DNA는 남성을 통해 광범위한 유전자 흐름이 발생한다는 것을 결정적으로 보여주었습니다. 바다 수로가 분명히 여성을 위한 것처럼 분산에 대한 장벽이 아닌 사람들. 단일 마커, 특히 mtDNA와 같은 단일 부모 유전 마커를 사용하면 때때로 잘못된 결론이 나올 수 있습니다.

주식 식별 및 관리, 사육

특히 일부 어업 시스템의 경우 유전학은 도입, 이식, 입식 및 수확의 결과를 평가하는 데 유용한 도구가 될 수 있습니다. 예를 들어, 유전자 분석은 와이오밍 주 토착민들에게 무지개송어 유전자이입을 평가하는 가장 빠르고 비용 효율적인 방법일 수 있습니다.["얕은" 대 "깊은" 스톡 구조(p. 380)에 대한 Avis 텍스트의 논의도 참조하십시오.
사육 종 관리를 위한 가장 중요한 도구는 평균 혈연 관계를 최소화하는 것입니다(Ballou and Lacy, 1995 Caballero and Toro, 2000). 평균 혈연 관계를 계산하고 짝을 지정하기 위한 다양한 소프트웨어 프로그램이 있습니다. 흥미롭게도, 부모의 동등한 표현(적어도 육종에서 사용되는 것과 같은 한배 새끼의 크기)은 다음과 같은 한 가지 방법입니다. N이자형 인구 조사 인구 규모보다 클 수 있습니다(참조 N이자형 강의). 특정 유전자에 초점을 맞춘 포획 육종 계획(예: MHC - Hughes 1991)은 전체 게놈에 재앙적인 결과를 초래할 가능성이 있습니다(Gilpin and Wills, 1991 Miller and Hedrick, 1991 Vriejenhoek and Leberg, 1991). [위의 선택적 중립에서 언급된 캘리포니아 콘도르의 예도 참조].

보존주의를 기울일 가치가 있는 분류군을 묘사하기 위해 유전학을 사용

유전학은 때때로 보전 우선순위를 설정하거나 적어도 패턴과 문제를 강조하는 데 매우 유용할 수 있습니다. 예로는 그 지위에 합당하지 않은 "종"이 포함됩니다(예: Avise, 1994에서 논의된 Dusky Seaside Sparrow). 또 다른 예는 붉은 늑대(Avise 텍스트에서도 논의됨)와 멕시코 늑대의 경우입니다. 붉은 늑대는 거의 확실히 잡종(대부분 코요테에서 파생됨)인 반면, 멕시코 늑대는 "순수한" 늑대이며 유전적으로 다른 현존하는 늑대 개체군과 매우 다릅니다(Roy et al., 1994 Garcia-Moreno et al. , 1996). 붉은 늑대와 멕시코 늑대를 구하는 것 중 하나를 선택하면 멕시코 늑대에게 한 표를 던집니다. 그러나 분명히 정치는 정치적 경계, 이해 관계자 및 관련된 경제적 비용을 통해 들어올 것입니다.

많은 상황에서 유전학은 후보 분류군이 멸종 위기에 처한 종에 관한 법이나 기타 법적 또는 조직적 보호에 따라 특별 보호를 받을 가치가 있는지 여부를 결정적으로 결정하는 최선 또는 유일한 방법일 수 있습니다. 우리는 아마도 모든 가능한 후보 "종"을 보호할 여유가 없을 것입니다. Avise의 pocket gopher 예제를 참조하십시오. 유전적 특징의 정도에 대한 증거를 제공함으로써 유전학은 부족한 자원을 기반으로 어려운 선택을 하는 데 도움이 될 수 있습니다. Quattro et al. (1997) 물고기의 예와 Johnson et al. (2005) 새의 예.

유전학을 사용하여 "정보 콘텐츠" 및 생물지리학적/생물다양성 핫스팟을 평가합니다.

다양한 저자들은 생물다양성의 "정보 내용"을 모니터링하는 방법으로 유전학을 사용한다고 지적했습니다(예: Crozier, 1997). Crozier의 기본 테제는 종의 보존을 위한 실용적인(도덕적이거나 미학적인 것과 반대되는) 기초가 잠재적인 정보 내용(가장 특히 인간에게 직접적으로 중요할 수 있는 코딩 유전자에 있음)에 있다는 것입니다. 분류군 집합의 정보 내용을 비교하기 위한 객관적인 근거는 해당 집합의 "계통 발생적 다양성"을 평가하는 다양한 측정에 있습니다. Faith의 접근 방식(Forey et al.'s 1994 책, 이 주제에 대한 다른 논문 포함)은 가지 길이를 합산하고 총 가지 길이가 가장 긴 집합에 높은 우선 순위를 부여하는 것입니다. Petit et al. (1997) 보전 우선순위는 다양성뿐만 아니라 고유성을 고려해야 한다는 점에 주목합니다. 그들은 희박화 기술로 분석된 "대립형 유전자 풍부도"의 척도가 다양한 표본 크기와 분류군에 걸쳐 다양성과 유일성에 대한 편견 없는 추정치를 제공한다고 제안합니다. 극단적으로 말하면, 이 논리는 식물과 동물이 아닌 다른 유기체에 집중할 것입니다. 왜냐하면 그것들은 진화적 생명 나무의 가지의 대부분을 구성하기 때문입니다(그림 11.1 참조).

그림 11.1. 생명나무의 다양성의 대부분은 식물과 동물이 아닌 다른 유기체로 구성되어 있습니다.

내 생각에 보존 유전학의 가장 흥미로운 적용 중 하나는 풍토주의의 중심인 주요 생물지리학적 영역을 기술하는 데 있습니다. 예를 들어, 콜롬비아 남서부, 에콰도르, 볼리비아, 페루의 안데스 산맥 경사면에서 조류 종의 유전학에 대한 다양한 연구는 고유종이 특히 풍부한 지역을 지적했습니다(예: Brumfield and Capparella, 1996). 전 세계 조류 종(약 8,500종)의 8분의 1 이상(약 1,200종)이 이 지역에서 서식합니다. 따라서 잘 선택된 소수의 속과 과의 계통 발생 및 개체군 유전 구조에 대한 연구는 최대 수의 종의 보호를 위해 외삽할 수 있는 분화 패턴을 지적할 수 있습니다. 카리스마 넘치는 새를 보호하는 것은 1제곱킬로미터의 숲에 북미 전체에서 발견되는 것보다 더 많은 식물 종을 포함할 수 있는 생태계를 보호하는 역할도 할 것입니다.

보존 문제로서의 혼성화.

비교적 최근에 환경 보호론자들은 새로운 형태의 인위적 멸종이 위험이 될 수 있음을 깨달았습니다. 즉 교잡에 의한 멸종입니다(Rhymer and Simberloff, 1996). 회색 오리(아나스 슈퍼킬리오수스) 뉴질랜드는 더 이상 순수한 형태로 존재하지 않는 것이 거의 확실합니다.A. 플라티린초스)는 거의 완전한 혼합을 야기했습니다(Rhymer et al., 1994). 척추동물 중에서 물고기는 아마도 이런 방식으로 광범위한 손실을 입을 가능성이 가장 높습니다. 산악 서부 지역에서는 대부분의 컷스로트 송어(예: 옐로스톤 컷스로트 송어, 온코린쿠스 클라키 부비에리)는 무지개송어(O.C. 나의 키스). 컷스로트 송어의 순수한 개체군은 이제 일반적으로 상류 상류로 강등됩니다. 붉은 늑대의 경우처럼 순수한 개체군이 남아 있지 않은 경우 어려운 보전 문제가 발생합니다(Wilson et al., 2000). 이 하이브리드 형태는 조상 형태의 마지막 남은 유산으로 보호받을 가치가 있습니까, 아니면 다른 "순수한"형태에 집중해야합니까? Allendorf et al. (2001)은 붉은 늑대 논쟁과 창백한 철갑상어를 둘러싼 논쟁의 예를 제공합니다. 그들은 또한 "순수한" 인구를 감지하는 문제에 대해 논의합니다. 단일 마커(표현형 또는 분자)가 외래 대립유전자를 나타내지 않는다는 것을 단순히 보여주는 것만으로는 충분하지 않습니다. 적당히 높은 수준의 혼합물조차도 감지하기 어려울 것입니다. 비 토착 종의 평균 혼합 수준이 10%인 잡종 무리에서 평가가 2개 유전자좌 이상인 경우 개체의 66%가 순수 토착으로 나타날 것입니다(Allendorf et al. 2001, p. 621, col. 1). . 더욱이, 밀접하게 관련된 형태(동종)로부터의 소량의 유전자이입이라도 국부적으로 적응된 유전자 복합체의 빈도에 큰 영향을 미칠 수 있습니다(Allendorf et al., 2001, Box 3). 코스 초반에 muttsuckers에 대한 나의 강의는 와이오밍에서 토착어와 도입어 사이의 잡종교배가 보존에 미치는 영향에 대한 현지 사례입니다(McDonald et al., 2008).

[그리고 나는 여전히 "보존 유전학"이 너무 자주 모순에 가깝다고 생각합니다.]

인용된 문헌: 굵은 빨간색 글꼴 책 또는 주요 참조를 의미

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유전자 온톨로지: 생물학 통합을 위한 도구

게놈 시퀀싱은 핵심 생물학적 기능을 지정하는 유전자의 많은 부분이 모든 진핵생물에 의해 공유된다는 것을 분명히 했습니다. 한 유기체에서 이러한 공유 단백질의 생물학적 역할에 대한 지식은 종종 다른 유기체로 이전될 수 있습니다. Gene Ontology Consortium의 목표는 세포에서 유전자와 단백질 역할에 대한 지식이 축적되고 변화함에도 불구하고 모든 진핵생물에 적용될 수 있는 역동적이고 통제된 어휘를 생산하는 것입니다. 이를 위해 World-Wide Web(http://www.geneontology.org)에서 액세스할 수 있는 세 가지 독립적인 온톨로지(생물학적 과정, 분자 기능 및 세포 구성 요소)가 구축되고 있습니다.

분자 염기서열, 특히 전체 게놈 염기서열의 가속화되는 가용성은 실험 생물학의 이론과 실천 모두를 변화시켰습니다. 한때 생화학자들이 단백질을 다양한 활동과 풍부함으로 특징짓고 유전학자들은 돌연변이의 표현형으로 유전자를 특징짓는 반면, 모든 생물학자들은 이제 대부분의 유전자와 단백질에 보존되어 있는 유전자와 단백질의 제한된 단일 우주가 있을 가능성이 있음을 인정합니다. 모든 살아있는 세포. 이러한 인식은 공유된 유전자와 단백질에 대한 정보를 공유하는 모든 다양한 유기체에 대한 우리의 이해에 기여하는 생물학의 대통합을 촉진했습니다. 한 유기체에서 이러한 공유 단백질의 생물학적 역할에 대한 지식은 다른 유기체에서의 역할에 대해 확실히 조명하고 종종 강력한 추론을 제공할 수 있습니다.


2 행동 가설

상어 사건 후 인간 사망에 대한 대응으로 상어 도태 캠페인은 상어-인간 상호 작용의 가능성을 줄이기 위해 수행됩니다(Dudley, 1997). Ferretti et al., 2015), 우리는 이것을 "밀도 의존적 ​​가설"이라고 부릅니다. 즉, 상어 개체수를 사실상 감소시켜 인명 사망 위험을 줄이는 것은 모든 상어가 인간과 동일한 위험 수준을 나타낸다는 가정에 의존합니다. 또한 상어의 밀도를 낮추면 사람이 죽을 확률이 낮아진다고 가정합니다(그림 1).

1937년 뉴사우스웨일즈(호주)의 상어 메싱 프로그램(Shark Meshing Program)이 시행된 후 보호된 해변에서 인명 피해가 감소했지만 Green, Ganassin, and Reid(2009)는 인간과의 적대적 상호작용의 연간 비율이 메쉬 프로그램이 시작되기 전과 후 모두 동일합니다. 즉, 각각 61(1900-1936), 61(1937-1973) 및 72(1974-2009)입니다. 이것은 주로 최근 수십 년 동안 상어 사건이 지속적으로 또는 약간 증가하는 것을 설명하는 결정 요인으로서 훨씬 더 많은 수의 바다 사용자가 있기 때문입니다(West, 2011). 미국에서도 동일한 경향이 감지되었으며 해양 사용자의 개인 위험은 63년 동안 91% 이상 감소했습니다(1950년에서 2013년까지 Ferretti et al., 2015). 특이성의 결여는 일반 도태 캠페인의 또 다른 제한 요소이며, Paterson(1990)이 제기한 바와 같이 백상아리는 카르카로돈 카르카리아스 이 종은 1962년에서 1988년 사이에 퀸즐랜드 그물망 및 미끼 줄 프로그램으로 도태된 30,630마리의 상어 중 1.7%만을 차지했습니다.

그들의 글로벌 효율성과 관련하여 상어 통제 프로그램에 대해 수행된 첫 번째 포괄적인 연구는 1959년에서 1976년 사이에 하와이에서 사례 연구를 살펴보았습니다. 갈레오세르도 퀴비에 서퍼에 대한 먹이 공격에 책임이 있는 종들이 죽임을 당했고 "하와이 해역에서 상어 사망률에 대한 측정 가능한 영향"이 기록되지 않았기 때문입니다(Wetherbee, Lowe, & Crow, 1994). 이 연구에서 연간 평균 0.6회의 치명적인 "공격" 비율이 도태 전에 기록되었고 도태 중에 지속되었으며 프로그램 이후 몇 년 동안에는 연간 1.4회로 증가했습니다. 동부 호주에서는 지난 70년 동안 약 500마리의 표적이 된 백상아리가 잡혔으며(Reid, Robbins, & Peddemors, 2011), 최근 연구에 따르면 현재 동부 해안에는 2,500~6,500명의 개체가 살고 있습니다(Hillary et al. ., 2018). 70년 동안 광범위하고 값비싼 도태 프로그램(>$A2m/년 Green et al., 2009)은 기껏해야 현재 백상어 개체수의 20%를 잡았으며, 이는 상어 물린 수준을 크게 줄이지 못할 것입니다. 따라서 밀도 종속 가설을 기반으로 하는 대규모 컬링은 매우 비효율적입니다.

우리는 인간의 치사율이 상어 인구 밀도보다 개인 간의 행동 다양성과 더 관련이 있으며 따라서 공격 위험은 일반적으로 주어진 지역의 상어 밀도와 무관하다고 제안합니다. 우리의 의견으로는 일부 개인은 드문 경우지만 먹이 공격 조건을 충족하는 고위험 동물로 만드는 일련의 특정 행동(예: 크기, 서식지 사용, 탐험 성향, 대담함)을 보일 수 있습니다. 인간. 우리는 그렇게 하는 소수의 개인이 인간에 대한 치명적인 물림의 주된 원인이 될 것이며 다른 동족은 인간을 죽일 가능성이 매우 낮을 것이라고 가정합니다. 결과적으로, 상어 도태가 주어진 지역에서 작동할 때 일종의 "전부 아니면 전무" 규칙이 적용됩니다. 즉, 상어 사망 문제를 해결하는 것은 살해된 많은 사람들 중에서 문제 개인을 우연히 포착하는 것에 엄격하게 의존할 것임을 의미합니다. 그러한 캠페인이 인간에 대한 포식 행동의 위험이 높은 단일 또는 극소수의 개인을 제거하지 못한다면(그들의 희소성과 특정 종의 높은 이동성을 감안할 때), 인간 사망의 위험은 예상대로 감소하지 않을 것입니다(그림 1A , NS).

우리의 가설을 뒷받침하기 위해 우리는 (1) 개성이 큰 상어의 섭식 습관을 주도할 가능성을 보여주고 (2) 이 가설이 받아들여질 경우 어떻게 새롭고 실용적인 관리 접근 방식을 위한 기회를 열어주는지를 보여줍니다.

2.1 식단과 큰 상어: 개별 문제

세대를 넘어 정보를 전달할 수 있는 포유동물과 달리 큰 상어는 산후 부모의 보살핌이 부족하기 때문에 개별적으로 자신의 포식자 기술을 개발해야 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 예를 들어 어린 범고래는 오르시누스 범고래 어떤 먹이를 목표로 삼고 어떻게 노령의 꼬투리 구성원에게서 사냥하는지 배울 수 있습니다(Guinet & Bouvier, 1995), 어린 백상아리는 종(Estrada, Rice, Natanson)의 특징인 개체 유전적 식이 변화 동안 동종과 독립적으로 자체 섭식 전략을 개발합니다. , & Skomal, 2006). 백상아리가 전체 길이(TL) ~3m의 임계값에 도달하면 먹이가 작은 경골에서 다른 엘라모브랜치 및 해양 포유류와 같은 더 큰 먹이로 이동합니다(Kerr, Andrews, Cailliet, Brown, & Coale, 2006). 백상아리가 새로운 식단을 수립하는 동안 인간과 마주치는 드문 경우에, 적절한 크기의 잠재적인 먹이로 그것을 테스트할 수 있고 미래의 식단 구성요소로 포함될 수 있습니다. 식이 전환 기간이 어린 상어에게 새로운 잠재적인 먹이 항목을 테스트할 수 있는 기회를 제공하는 반면(Clua & Reid, 2013), 나이든 동물은 또한 현재 필요에 따라(예: 습관적인 먹이 자원이 부족한 동안) 식단 틈새를 확장하려고 지속적으로 시도할 수 있습니다. , 또는 현재 사냥 능력이나 식량 부족 상태의 함수로) 그리고 대담함 연속체(Byrnes & Brown, 2016) 또는 탐색 성향(Finger et al., 2017)에 따른 개인의 성격 특성에 따라. 일련의 다른 분류군에 대해 설명된 대로(Wilson, Clark, Coleman, & Dearstyne, 1994), 큰 상어는 수줍음과 탐험의 연속선을 따라 개별적으로 분포할 것이며, 그들의 위치는 먹이 부족에 의해 조절될 수 있습니다. 인간에 대한 공격(Godin & Smith, 1988). 백상아리에 대한 추정적인 탐색 과정으로 설명된 “물고 뱉는” 행동(Klimley, 1994)은 식단에 새로운 먹이 항목을 포함시키기 위한 예비 단계로서 우리의 가설에 완벽하게 들어맞습니다. 실제로 많은 인명 사망의 경우 피해자는 살이나 조직을 거의 잃지 않고 결국 출혈로 사망합니다(Clua & Séret, 2010). 따라서 우리는 인간에 대한 첫 번째 공격을 실행할 만큼 대담하고 충분히 배고픈 매우 제한된 수의 상어에 의해 수행되고 대부분의 상황에서 인간의 살을 먹지 않고 그렇게 한다고 가정합니다. 이러한 문제가 있는 개인은 이 한계 먹이 항목을 버리거나 식단에 포함시켜 인간에게 추가 공격을 가할 것입니다. 그러나 이것은 "식량 조절"이 될 때까지 인위적인 음식 공급원을 점점 더 많이 먹을 수 있는 "대담한" 곰에서 관찰된 바와 같이 인간에 대한 특정 친화성 또는 먹이 전문화를 요구하지 않습니다(Bentzen, Shideler, & O'Hara, 2014). 그런 점에서 우리의 가설은 특정 섭식 행동을 가진 소수의 개인에게 공격을 돌린다는 점에서 미디어에서 종종 묘사되는 "도적" 상어 가설과 부분적으로 일치합니다(Neff & Hueter, 2013). 그러나 우리의 가설은 공격성의 의인화되고 그렇지 않으면 있을 법하지 않은 속성과 먹이로서의 인간에 대한 적극적인 선호를 요구하지 않습니다.

북동 태평양의 백상어 개체군 내에서 상당한 개체 유전적 및 개별적인 식이 변화가 설명되었기 때문에 여러 연구 결과가 우리의 가설을 뒷받침합니다(Kim et al., 2012). 백상어와 마찬가지로 호랑이 상어도 약 230cm TL(Lowe, Wetherbee, Crow, & Tester, 1996). 마찬가지로 황소 상어 카르카리누스 루카스 180 cm 이상 TL은 작은 물고기에서 포유류를 포함한 더 큰 먹이로 이동합니다(Cliff & Dudley, 1991). 우리는 이 세 종이 지난 50년 동안 인간과 관련된 치명적인 상어 사고의 80% 이상에 책임이 있다는 것이 우연의 일치가 아니라고 생각합니다.

2.2 문제가 있는 개인에 초점을 맞춘 새로운 접근 방식

하와이와 호주 동부의 사례 연구는 밀도 의존 가설에 반대하는 정황 증거를 제공하고 도태 노력을 통해 결코 포획되지 않은 매우 소수의 이동 동물에 의해 인명 사망이 수행된 경우 행동 가설을 뒷받침하는 설명을 제공합니다(그림 1A, NS). 다른 정황 증거는 1957년 "검은 12월"(Wallet, 1983)으로 알려지게 된 기간 동안 4건의 공격이 발생한 나탈(남아프리카 공화국)이나 뉴저지(유나이티드)와 같은 사건에서 추론할 수 있습니다. 주) 1916년 여름에 수영 선수들에게 일련의 치명적인 물기가 잔인하게 표시되었던 곳(Fernicola, 2001), 한 명의 "문제 개인"의 책임이 결코 명확하게 입증된 적이 없었습니다.

이러한 사례 연구와 사건만으로는 상어 사망에 대한 경쟁 가설 중 하나를 증명하거나 반증할 수 없습니다. 그러나 그들은 행동 가설이 사건에 대해 동등하게, 또는 그 이상으로 그럴듯한 설명이며 따라서 적절한 고려가 필요하다는 것을 보여줍니다. 문헌에 대한 우리의 주요 비판은 일반적으로 인명 사망 뒤에 숨겨진 잠재적 메커니즘에 대한 가설을 발전시키는 데 실패했으며 따라서 대안에 대한 테스트를 개발하는 데 실패했다는 것입니다. (1) 잠재적 메커니즘에 대한 좋은 개념적 틀을 개발(표 1 Linnell et al., 1999), (2) 개인 행동을 이해하기 위한 연구 프로젝트 수행 경쟁 메커니즘을 분리하도록 설계된 분석을 실행하고(Odden, Nilsen, & Linnell, 2013), (3) 이러한 통찰력을 사용하여 비선택적 반응보다는 사전 예방적 갈등 예방을 강조하는 적절한 관리 조치를 개발했습니다(Breitenmoser et al., 2005). 우리는 이 지상파 경험을 사용하여 연구에 적합하고 상어 사망의 본질을 밝힐 수 있는 일련의 개념적 및 상어 관련 질문(표 1 및 2)을 개발했습니다.


정책 매개변수 개발

이러한 데이터는 목적이 정당한 것으로 간주될 때 개인이 유전자 계보 데이터베이스를 채우는 개인 유전자 데이터의 경찰 수색에 대해 특별히 우려하지 않을 수 있다는 예비 증거를 제공합니다. 특히, 체포자와 유죄 판결을 받은 범죄자는 불균형적으로 저소득 및 흑인[14]이고 DTC 유전자 검사 서비스의 원형 고객은 고소득 및 백인[15]이지만 이러한 격차가 소득 또는 인종에 따른 응답자 지원의 차이로 이어지지는 않았습니다. . 이 발견이 후속 조사와 보다 다양한 인구 사이에서 일관되게 입증된다면, 유전자 계보 데이터베이스의 법의학적 사용이 형사 사법 시스템의 인종적 격차를 반영하는 CODIS의 법의학적 사용의 균형을 유지하는 데 기여할 수 있다는 점에서 정책적 의미가 있습니다[16] . 그 균형을 제공할 개인이 그렇게 하는 것에 반대하지 않을 수도 있습니다.

Mturk 표본이 편의 표본보다 더 다양한 것으로 나타났지만[17], 응답자 모집단은 몇 가지 측면에서 일반 모집단과 다를 수 있습니다. 하나는 미국 인구조사국이 성인에 대해 수집한 국가 통계와 비교했을 때 설문 응답자가 더 젊었습니다. 참가자의 중간 연령 범주는 23~36세 대 전국적으로 37세였습니다[18]. 다른 MTurk 설문 조사에서 우리 중 일부는 온라인 및 건강 정보의 개인 정보 보호 및 보안에 대한 우려가 모든 연령대에 걸쳐 있음을 발견했지만 젊은 세대는 이전 세대보다 그러한 우려를 가질 가능성이 훨씬 적다고 보고했습니다[11]. 특히, 우리는 다변량 분석에서 경찰 접근에 대한 지원의 중요한 예측 변수로 연령을 찾지 못했습니다(표 2).

또한 응답자의 과반수(59%)가 자신이나 가족이 범죄피해를 입었다고 답했다. 이에 비해 2016년 미국 법무부 통계국에서 실시한 전국 범죄 피해자 조사(NCVS)에 따르면 12세 이상 인구의 1.3%가 폭력 범죄의 피해자였으며 가구의 8.8%가 재산 범죄의 피해자였습니다[19] . 그러나 피해자의 연간 추정치를 산출하는 NCVS와 달리 우리의 설문조사는 한 사람의 일생에 걸친 피해 사례에 대해 물었고, 또한 피해자의 가족 구성원을 같은 가구에 사는 사람들로만 제한하지 않았습니다. 따라서 설문 응답자가 피해율이 더 높다고 보고한 것은 놀라운 일이 아닙니다. 그러나 그들의 경험으로 인해 설문 응답자가 미국 일반 인구에서 볼 수 있는 것과는 달리 경찰 접근에 유리한 편향을 나타냈을 가능성이 있습니다.

마찬가지로, 설문 응답자의 거의 4분의 1(24%)이 자신이나 가족 구성원이 보안 요원과 집행관을 포함하여 광범위하게 정의되는 법 집행 기관에 고용된 적이 있다고 보고했습니다. 2017년 5월 미국 노동부 노동 통계국에 따르면 미국 인구의 약 1%가 경찰, 교도관, 경비원, 집행관을 포함하는 보호 서비스 직업 범주에 고용되어 있습니다[20]. 이 데이터에는 법 집행 직업에 종사하는 개인의 가족이 포함되어 있지 않기 때문에 우리 샘플이 일반 대중과 어떻게 비교되는지 알 수 없습니다. 응답자의 법 집행 직종에 대한 노출이 경찰 접근 승인에 편향되었는지 확인하기 위해 추가 연구가 필요합니다.

마지막으로, 설문 응답자는 우리 설문 조사에서 포착하지 못한 관련 방식에서 일반 인구와 다를 수 있습니다. 예를 들어, MTurk에서 모집한 설문조사 참가자는 온라인에서 더 많은 시간을 보낼 수 있으므로 제3자가 개인 데이터에 액세스하는 것이 더 편할 수 있습니다. 그러나 다른 MTurk 설문조사의 미국 응답자는 미국 일반 대중과 비슷한 시간을 온라인에서 보내고[11] 연령을 포함한 인구 통계학적 요인을 통제한 후에도 온라인 개인 정보 보호에 대해 더(덜보다는) 우려한다고 보고했습니다[21].

이러한 한계를 감안할 때 우리의 조사 결과가 일반화될 수 있는지 평가하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다. 그러나 유전자 계보 데이터베이스에 대한 법 집행 기관의 접근에 대한 대중의 지지가 높다고 하더라도 경찰 접근에 대한 제한은 아직 널리 인정되지 않는 이유로 바람직할 수 있습니다. 유전자 계보 데이터베이스의 법의학적 사용은 그러한 데이터베이스에 참여하기로 선택한 유일한 이유 때문에 많은 개인을 잠재적으로 용의자로 만듭니다. 한 명을 제외하고 이 모든 사람들은 실제로 조사 중인 특정 범죄에 대해 무죄입니다. 그러나 수사관이 때때로 엉뚱한 사람을 표적으로 삼을 가능성이 있습니다. 이것은 골든 스테이트 킬러(Golden State Killer)에 대한 사냥 초기에 발생했는데, 수사관들은 딸이 Ysearch.org[2]라는 계보 서비스에 자신의 유전 데이터를 업로드한 오리건 요양원에 사는 노인을 조사했습니다.

그 남자는 나중에 무죄를 선고받았지만, 그러한 실수는 수사의 주목을 받는 불공정한 사람들에게 엄청난 감정적, 평판적 영향을 미칠 수 있습니다. 용의자인 개인은 개인 감시, 재정 기록 검색, 가족, 친구, 고용주 및 이웃에 대한 광범위한 인터뷰를 포함하여 다양한 침습적 탐정 기술의 대상이 될 수 있습니다.그러나 법학 교수인 Erin Murphy가 언급한 바와 같이, “일단 이름이 공식적으로 밝혀지면 경찰관이 돌아와서 용의자의 가족과 동료들에게 그가 수사가 시작되기 전날처럼 그가 진정으로 결백하다는 것을 보증하도록 하는 법은 없습니다.”[22 ]. 더욱이 일부 주에서는 수사관이 연방 감독의 대상이 아닌 비공식 데이터베이스에 무혐의 용의자의 유전 정보를 보관할 수 있습니다[4, 22]. DeAngelo가 체포된 직후에 실시된 조사에서는 유전적 계보 데이터베이스와 일치하여 잘못된 리드를 추적한 사례가 기술되지 않았으며 일반적으로 잘 알려져 있지 않습니다.

그러나 개인 발견을 용이하게 하기 위한 유전 서비스의 세계가 확장되고 더 많은 사람들이 참여함에 따라 그것들은 더 보편화될 수 있습니다. DTC 유전자 계보 검사 시장은 2017년에 두 배 이상 성장하여 연말까지 1,200만 명이 넘는 고객에게 도달했습니다[23]. AncestryDNA, 23andMe 및 Family Tree DNA를 포함한 이 시장의 모든 주요 업체는 고객에게 원시 유전 데이터를 다운로드할 수 있는 옵션을 제공합니다[24]. 얼마 동안 Harvard의 Personal Genome Project 및 University of Michigan의 Genes for Good과 같은 유전 연구에서도 참가자들에게 이 옵션을 제공했으며 최근에는 National Institutes of Health의 우리 모두 100만 예상 참가자의 하위 집합에 대한 유전자 분석을 수행하는 연구 프로그램[25, 26]. 일부 학자들은 원시 유전 데이터에 대한 개인의 접근이 곧 "유전체학이 보다 임상적으로 지향되고 대중이 참여 데이터 거버넌스를 주장하기 시작함에 따라 기대되거나 요구될 것"이라고 예측했습니다[26].

한편, 유전자 데이터를 보유하고 있는 개인이 이용할 수 있는 온라인 서비스의 종류와 수는 증가하고 있다. GEDmatch를 포함한 일부는 개인이 자신의 조상을 이해하거나 유전적 친척을 식별하는 데 도움이 됩니다. Promethease 및 DNA.Land와 같은 다른 제품은 개인 유전 데이터를 해석하는 건강, 웰빙 또는 특성 보고서를 생성하여 해당 데이터와 관련된 과학 문헌 또는 선별된 아카이브에 대한 링크를 제공하거나 사용자를 유사한 유전 변이를 가진 개인 또는 이를 연구하는 연구원과 연결합니다[24]. 이러한 서비스의 기능이 계속 확장됨에 따라 특히 사용자 만족도가 일반적으로 높다는 점을 감안할 때 대중이 점점 더 참여하게 될 것입니다[27].

개인 유전자 서비스의 환경은 다양하고 끊임없이 변화하지만 이러한 서비스의 일반적인 관행은 사용자가 공유하는 데이터의 복사본을 유지하는 것입니다. 그러나 사용자가 공유하는 데이터가 실제로 그들에게 속한다는 보장은 없습니다. GEDmatch[12]의 주목할만한(그리고 새로운) 예외를 제외하고 대부분의 개인 유전자 서비스는 사용자가 최소한 권한 없이 다른 사람의 데이터를 업로드하는 것을 금지합니다. 그러나 이러한 규칙이 어떻게 시행되는지 또는 시행되는지는 분명하지 않습니다. 우리는 개인 유전 환경에 관여하는 개인에게 법 집행 기관이 자신의 데이터를 검색할 위험을 감수하도록 요구하는 것이 편할 수 있습니다. 그러나 자신도 모르는 사이에 온라인에서 유전적 신원이 공유되고 있는 사람들은 자신이 이러한 환경에 참여하고 있다는 사실을 알지 못하기 때문에 위험을 감수했다고 할 수 없습니다. 경찰이 참가자를 통해 친척을 식별할 때 해당 친척도 알지 못하므로 동의하지 않습니다. 미래의 질적 연구는 이러한 개인 정보 보호 및 기타 위험에 대한 인식을 이해하기 위해 유전 계보 데이터베이스 참가자의 가족 구성원을 조사해야 합니다.

더 많은 사람들이 개인 유전자 서비스의 취약성에 익숙해짐에 따라 이러한 서비스에서 생성되고 공유되는 데이터에 대한 경찰의 접근 허용 가능성에 대한 의견이 바뀔 수 있습니다. 그러나 한편, 접근 제한 여부에 대한 정책 논의는 접근이 추구될 수 있는 다양한 목적을 적어도 고려해야 합니다. 어떤 목적은 다른 목적보다 사회적으로 더 수용 가능하기 때문입니다. 목적이 폭력적이거나 특히 타락한 범죄자를 잡는 것인 경우 사생활 침해가 감지되는 것은 용인되는 것처럼 보이지만, 많은 사람들이 보다 일반적인 범죄를 해결하기 위해 데이터를 검색하는 데 선을 긋는 것으로 보입니다. 특히, 이 결론은 개인이 소셜 미디어 및 휴대 전화 정보를 공유하는 통신 제공자에게까지 확대되지만 미국 대법원의 최근 판결과 상충될 수 있습니다. 목수 대 미국, 개인은 영장 없이 해당 데이터에 액세스하는 경찰을 금지하는 과거 휴대전화 정보의 프라이버시에 대한 정당한 기대가 있다고 주장했습니다[13]. 그러나 가족 유전자 데이터에 대한 경찰의 접근이 수사 목적에 달려 있어야 하는 한, 접근을 정당화할 만큼 충분히 심각한 범죄 상황과 그렇지 않은 범죄 상황을 구별하는 것이 과제입니다[4, 16]. 또 다른 정책 복잡성은 법원, 위원회 또는 기타 제3자가 액세스 요청을 검토하여 이러한 구분이 이루어지면 존중되도록 해야 하는지 여부에 관한 것입니다[22].

법의학적 변칙이 아니라, 골든 스테이트 킬러 용의자를 체포하게 만든 공개 유전자 검색은 일상적인 절차로 빠르게 진행되고 있습니다. 경찰이 유전자 계보 데이터베이스에 접근하는 데 제한이 있는 경우 대중의 강력한 의견을 반영하여 신중하게 고려되어야 합니다.


6. 격자 또는 나무?

최근 인간 진화의 이미지는 인간 인구의 진화 나무에 의해 지배됩니다. 인간 개체군은 과거의 특정 시기에 발생한 분할에 의해 다른 인간 개체군과 관련된 진화적 트리에서 별도의 분기로 계속해서 표시됩니다. 고대 개체군과의 혼합에 관한 최근의 논문(Green, et al., 2010 Reich, et al., 2010)과 같이 인간 개체군 간의 유전적 교환을 문서화한 논문조차도 인간 개체군을 진화 계통도에 배치하고, 약한 화살표는 고립됨을 나타냅니다. 그렇지 않으면 나무와 같은 구조를 최소한으로 위반하는 혼합 이벤트(Reich, et al., 2010에서 채택된 그림 4 참조). 특히, 인간 인구 유전 문헌의 전형인 것처럼, 아프리카인은 고대 인구 이후 단 한 번의 유전 교환 에피소드도 묘사되지 않은 채 오래 전에 나머지 인류와 “split”를 갖고 있는 것으로 그림 4에서 묘사됩니다. 분리”(Reich, et al., 2010, pg. 1058).


논의

당국은 부분적으로 거의 모든 법의학 정보가 선적 위치에서만 시작되었기 때문에 불법 야생 동물 거래의 부활을 억제하는 데 어려움을 겪었습니다. 현재 압수에서 조사한 상아의 지리적 기원에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 우리가 수행한 DNA 분석은 이들 각각의 상아 압수에서 모든 제품의 사바나(잠비아 중심)와 숲 코끼리(가봉 중심) 기원을 확인했습니다. hankos의 기원을 싱가포르 발작의 엄니와 연결하는 것은 싱가포르 발작에서 중소형 엄니가 없기 때문에 이 발작에서 비정상적으로 큰 엄니 무게를 설명할 수 있습니다. 더 작은 엄니는 hankos로 조각되었을 가능성이 있으므로 구매자가 큰 엄니를 선호하는 일본 시장 ( EIA 2002 )에 전체 위탁품을 더 매력적으로 만들었습니다.

각 시리즈에서 압수된 모든 상아 제품이 공통된 출처를 가지고 있음을 보여주는 것은 더 나아가 두 범죄 조직이 특정 인구를 대상으로 하여 강도 높은 착취를 목적으로 하여 특정 화물의 요구를 충족시키기 위해 강력하고 빠르게 공격했음을 시사합니다. 그런 다음 다음 위탁을 위해 다른 장소로 이동할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다. 이러한 발견은 상인들이 아프리카 전역에서 상아 재고를 구할 수 있게 되면서 기회주의적으로 조달하는 분산된 계획을 사용했다는 이전의 지배적인 가설과 모순됩니다. 그런 다음 신디케이트는 극동으로 선적하기 전에 중간 수출국을 통해 여러 선적에 대량의 상아를 밀수했습니다. 이 위험 감소 전략은 상아가 딜러의 소유에 있는 시간을 최소화하고 코끼리가 밀렵된 국가에서 딜러와 거리를 유지합니다. 한 국가에서 잡힌 밀렵자는 다른 국가의 딜러를 식별할 가능성이 적습니다. 이러한 작업은 몇 년 동안 특정 지역에서 여러 번 반복된 것으로 보입니다. 이러한 패턴은 유전자 포렌식 도구 없이는 거의 발견할 수 없었을 것입니다. 우리는 이제 일부 주요 밀렵 신디케이트가 특정 지역에서 장기간 계속 활동하고 있다고 확신합니다. 따라서 확인된 지역에 법 집행을 집중하는 것은 실행 가능한 전략을 제공해야 합니다. 우리는 또한 수출국에 주의를 집중하면 당국이 상아가 실제로 밀렵되고 있는 국가를 식별하는 데 주의를 분산시킬 수 있다는 것을 알고 있습니다.

이 2가지 경우의 운영 규모는 상품 무역, 금융 및 기타 상업 분야의 전문 지식을 갖춘 정교한 범죄 조직을 나타냅니다(Courable et al. 2003 Wasser et al. 2007 Clark 2008). 말라위 상아 조각 공장에 대한 급습은 싱가포르와 말라위의 압수를 상아 밀매 작업과 연결하는 상세한 문서를 발견했습니다. 이 중 9개는 지난 3년 동안 발생했으며 6.5톤의 상아가 포함되었습니다. 싱가포르 압류(EIA 2002). 이 공장의 19개 선적 각각에 6톤의 상아가 포함되어 있다면 이는 110톤 이상의 상아를 의미하며, 이는 17,000마리의 성인 코끼리를 죽인 것과 같습니다(CITES의 상아/코끼리 6.6kg, 개인당 1.8개의 엄니, 그리고 엄니 무게 3.68kg).

홍콩과 카메룬 압수에 대한 법의학적 증거는 또한 대규모의 고도로 조직화된 인신매매 작전을 지적했습니다. 홍콩에서 압수된 컨테이너와 카메룬으로 반환될 때 압수된 컨테이너의 일련번호는 각각 최소 2번 변경되었는데, 이는 각 컨테이너가 밀수품과 함께 3번 이상 배송되었음을 시사합니다. 이는 지난 2.5년 동안 5,500마리의 데친 성체 코끼리에서 36톤의 상아를 운송한 것과 같습니다. 부분 세관 등록부에 따르면 동일한 회사에서 동일한 부피 및 유형 코드와 배송 및 수령 목적지를 가진 유사한 컨테이너에 12건의 추가 배송이 있음을 밝혔습니다.

이 2개의 밀렵 신디케이트의 규모는 야생 동물 밀매업자가 훨씬 더 교묘해지고 있으며, 밀수품을 선진국의 고임금 시장으로 가져오기 위해 합법적인 국제 무역의 세계화와 자유화를 이용함으로써 점점 더 교묘해지는 추세를 반영합니다. 공급 측에서 진행됨에 따라 범죄가 증가함에 따라 DNA 분석에 의해 결정된 바와 같이 원산지 국가에서 이러한 트래픽을 현지화하고 통제하는 것이 가장 실현 가능하고 경제적이어야 함을 시사합니다. 전례 없는 성장을 보이고 있는 다른 야생동물 밀매도 마찬가지입니다.


냉동 정자로 멸종 위기종 성공적으로 번식

북미 원산의 멸종 위기종인 검은발 족제비는 링컨 파크 동물원의 과학자들을 포함한 환경 보호론자들의 연합의 성공적인 노력 덕분에 미래의 생존에 대한 희망을 새롭게 했습니다. 약 20년 동안 죽었다. 팀에서 애정 어린 애칭으로 부르는 "스카페이스(Scarface)" 아저씨는 1980년대에 세계에 마지막으로 존재한 18마리의 검은발 흰족제비 중 하나였습니다. Scarface의 자손을 포함하여 8개의 키트가 최근에 탄생하여 전담 팀이 야생에서 복구하기 위해 노력하고 있는 이 멸종 위기에 처한 개체군의 유전자 다양성을 크게 증가시켰습니다.

그들의 연구는 저널에 8월 13일 게재되었습니다. 동물 보호 "위기에 처한 흰족제비에서 장기간 냉동보존된 정자와 인공 수정을 사용한 유전자 다양성 회복."

멸종 위기에 처한 흰족제비를 구하고 건강한 개체군을 야생으로 되돌리기 위해 노력하는 파트너로는 Lincoln Park 동물원, SCBI(Smithsonian Conservation Biology Institute), US Fish and Wildlife Service, Louisville Zoological Garden, Cheyenne Mountain Zoo, Phoenix Zoo가 있습니다. 그리고 토론토 동물원.

수석 저자이자 수석 과학자이자 센터의 소장인 David Wildt는 "우리의 연구는 장기간 저장된 정자를 사용한 인공 수정이 가능할 뿐만 아니라 멸종 위기에 처한 종의 유전적 다양성에도 유익하다는 실증적 증거를 처음으로 제공한 것"이라고 말했습니다. SCBI에서의 종 생존. "검은발 족제비로 우리가 여기서 한 일은 정자 보존이 종 회복 프로그램에 어떻게 도움이 될 수 있는지 보여주는 훌륭한 예입니다."

미국 어류 및 야생 동물 관리국(U.S. Fish and Wildlife Service)은 검은발 족제비 복구 프로그램을 개발하고 감독합니다. 동물원 및 수족관 협회의 종 생존 계획은 약 300마리의 동물로 구성된 번식 개체군인 현지 외 시설에서 흰족제비 번식 프로그램을 관리합니다.

Davee 내분비 및 역학 센터 소장인 Black-Food Ferret Reproduction Advisor Rachel Santymire 박사는 "전체 종의 생존은 향후 100년 동안 건강한 유전학을 보장하고 재도입 프로그램을 위한 개체를 생산하기 위한 성공적인 사육 관리에 달려 있습니다"라고 설명했습니다. 링컨 파크 동물원에서 "교배 프로그램에 대한 이러한 요구의 균형을 맞추기 위해 우리는 각 페럿이 자신의 유전자를 다음 세대에 전달하도록 해야 합니다."

지난 몇 년 동안 팀은 인공 수정 및 정액 동결 보존과 같은 보조 생식 기술을 개발해 왔습니다. 이 연구를 위해 모든 수컷은 SCBI 또는 USFWS National Black-Footed Ferret Conservation Center에서 관리되었습니다. 과학자들은 1세에서 6세 사이의 성체 검은발 족제비에게서 정액 샘플을 수집했습니다. 모든 여성은 SCBI에서 관리되었습니다.

처음에 과학자들은 수컷과의 자연 짝짓기에 실패한 암컷을 인공 수정하기 위해 신선한 정액을 사용하여 135개의 키트를 만들었습니다. 소수의 창시자가 전체 종을 재건하기 때문에 검은발 족제비 복구 프로그램의 초기 관리자는 유전적 다양성이 손실될 것임을 알고 있었습니다. 유전적 변이의 상실은 정자 기형을 증가시키고 시간이 지남에 따라 임신 성공률을 낮출 수 있습니다. Santymire가 이끄는 연구원들은 표준 수술 절차의 일부로 나중에 사용하기 위해 정기적으로 검은발 흰족제비 정액을 수집하고 보존했습니다.

SCBI는 검은발 족제비를 위한 성공적인 복강경 인공 수정 기술을 개발했습니다. 암컷은 배란을 유도하므로 짝짓기 자체가 난소에서 난자를 방출합니다. SCBI 연구원들은 인위적으로 배란을 일으키는 호르몬 치료제를 개발했습니다. 그런 다음 과학자들은 수컷의 신선하거나 냉동해동한 정자를 암컷의 자궁에 직접 주입했습니다. 동물 관리 직원은 폐쇄 회로 카메라를 통해 체중을 측정하고 둥지 상자를 원격 모니터링하여 임신 가능성이 있는 암컷을 면밀히 모니터링했습니다.

2008년 번식기 동안 SCBI 과학자들은 10년 동안 동결된 4명의 검은발 흰족제비 수컷 기증자의 정액 샘플을 사용했습니다. Riverbanks Zoo and Garden의 인구 고문 Colleen Lynch는 부모의 평균 혈연 관계 및 잠재적 자손의 근친 교배 계수를 포함한 여러 유전 메트릭을 기반으로 죽은 정자 기증자와 살아있는 여성의 짝을 선택하기 위해 인구 유전 분석을 수행하여 유전 적 이점을 극대화했습니다. 성공적인 페어링. 그 후 몇 년 동안 후속 AI는 최대 20년 동안 냉동 보관된 정액을 통합하여 성공적인 임신을 초래했습니다.

Smithsonian Conservation Biology Institute의 수석 큐레이터인 Paul Marinari는 "우리의 발견은 희귀하고 멸종 위기에 처한 동물 종의 정자 및 기타 생체 재료를 저장하는 것이 얼마나 중요한지를 보여줍니다."라고 말했습니다. "생물 다양성의 이러한 '스냅샷'은 미래의 동물 보호 노력에 매우 중요할 수 있으므로 지금 우리가 이러한 자료를 수집, 저장 및 연구하기 위해 모든 노력을 기울여야 하는 이유입니다."

미디어 연락처: Sharon Dewar Annalisa Meyer
링컨 파크 동물원 SCBI
(312)742-2246 (202) 633-3081
[email protected] [email protected]

1868년에 설립된 역사적인 시카고 랜드마크인 링컨 파크 동물원은 가족 중심의 무료 야생 동물 체험을 제공하여 사람과 자연을 연결하는 데 전념하고 있습니다. 전 세계적으로 그리고 지역적으로 보존 과학의 선두 주자인 동물원은 최고 수준의 동물 관리와 교육 활동의 본보기가 됩니다. Lincoln Park Zoological Society에서 관리하는 비영리 동물원은 회원이 지원하는 조직이며 미국에서 유일하게 무료로 사설 관리되는 동물원 중 하나입니다. 자세한 사항은 전화 312-742-2000 또는 http://www. lpzoo. 조직

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호메오도메인 단백질은 특별한 종류의 나선-회전-나선 단백질을 구성합니다

최초의 유전자 조절 단백질이 박테리아에서 발견된 지 얼마 되지 않아 초파리의 유전자 분석 초파리 유전자의 중요한 부류의 특성화로 이어졌고, 항상성 선택 유전자, 파리 개발을 조정하는 데 중요한 역할을 합니다. 21장에서 논의한 바와 같이, 그 이후로 고등동물의 발달에도 근본적인 역할을 하는 것으로 판명되었습니다. 이 유전자의 돌연변이로 인해 파리의 한 신체 부위가 다른 신체 부위로 전환되어 그들이 암호화하는 단백질이 중요한 발달 결정을 제어한다는 것을 보여줍니다.

1980년대 초에 여러 호메오틱 선택자 유전자의 뉴클레오티드 서열이 결정되었을 때, 각각은 이 부류의 단백질을 정의하고 호메오도메인(homeodomain)이라고 불리는 거의 동일한 60개 아미노산의 스트레치를 포함하는 것으로 판명되었습니다. 호메오도메인의 3차원 구조가 결정되었을 때, 그것은 박테리아 유전자 조절 단백질의 것과 관련된 나선-회전-나선 모티프를 포함하는 것으로 보여 박테리아에서 확립된 유전자 조절의 원리가 다음과 같다는 첫 번째 징후 중 하나를 제공합니다. 고등 유기체와도 관련이 있습니다. 현재 60개 이상의 호메오도메인 단백질이 발견되었습니다. 초파리 효모에서 식물, 인간에 이르기까지 연구된 거의 모든 진핵 생물에서 호메오도메인 단백질이 확인되었습니다.

특정 DNA 서열에 결합된 호메오도메인의 구조는 그림 7-16에 나와 있습니다. 박테리아 유전자 조절 단백질의 나선-회전-나선 모티프는 종종 다른 구조적 맥락에 포함되지만 호메오도메인의 나선-회전-나선 모티프는 항상 동일한 구조(호메오도메인의 나머지를 형성함)로 둘러싸여 있습니다. 모티브는 항상 같은 방식으로 DNA에 제시됩니다. 실제로, 구조 연구에 따르면 효모 호메오도메인 단백질과 초파리 homeodomain 단백질은 60개 아미노산 위치 중 17개 위치에서만 동일하지만 구조가 매우 유사하고 거의 정확히 동일한 방식으로 DNA를 인식합니다(그림 3-15 참조).

그림 7-16

특정 DNA 서열에 결합된 호메오도메인. 동일한 구조의 두 가지 다른 보기가 표시됩니다. (A) 호메오도메인은 3개의 α 나선으로 접혀 있으며, 이들은 소수성 상호작용에 의해 함께 단단히 포장됩니다. 나선을 포함하는 부분(more. )


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