Ekologinen genetiikka
Ekologinen genetiikka on perinnöllisyyden ja evoluution tutkimusta luonnollisissa populaatioissa.
Tämä eroaa klassisesta genetiikasta, jossa käytetään lähinnä laboratoriokantojen välisiä risteytyksiä, ja DNA-sekvenssianalyysistä, jossa tutkitaan geenejä molekyylitasolla.
Ekologisen genetiikan tutkimus kohdistuu kuntoon liittyviin ominaisuuksiin, jotka vaikuttavat eliön selviytymiseen ja lisääntymiseen. Esimerkkejä voivat olla: kukinta-aika, kuivuuden sietokyky, polymorfismi, matkiminen, puolustautuminen saalistajia vastaan.
Tutkimukseen sisältyy yleensä sekä kenttä- että laboratoriotutkimuksia. Luonnonpopulaatioista voidaan ottaa näytteitä laboratorioon niiden geneettisen vaihtelun analysoimiseksi. Populaatioiden muutokset eri aikoina ja eri paikoissa havaitaan, ja populaatioiden kuolleisuuden mallia tutkitaan. Tutkimuksia tehdään usein hyönteisillä ja muilla organismeilla, joiden sukupolviaika on lyhyt.
Historia
Vaikka luonnonpopulaatioita oli tutkittu jo aiemmin, alan perustajana pidetään englantilaista biologia E.B. Fordia (1901-1988) 1900-luvun alussa. Fordin genetiikkaa Oxfordin yliopistossa opetti Julian Huxley, ja hän aloitti luonnollisten populaatioiden genetiikan tutkimuksen vuonna 1924. Fordilla oli myös pitkä työsuhde R.A. Fisherin kanssa. Siihen mennessä, kun Ford oli kehittänyt geneettisen polymorfismin muodollisen määritelmän, Fisher oli tottunut korkeisiin luonnonvalinnan arvoihin luonnossa. Tämä oli yksi luonnonpopulaatioita koskevan tutkimuksen tärkeimmistä tuloksista. Fordin pääteos oli Ekologinen genetiikka, josta tuli neljä painosta ja jolla oli laaja vaikutusvalta.
Muita merkittäviä ekologisia geneetikkoja oli muun muassa Theodosius Dobzhansky, joka tutki hedelmäkärpästen kromosomipolymorfismia. Nuorena venäläisenä tutkijana Dobzhanskiin oli vaikuttanut Sergei Tšetverikov, joka myös ansaitsee tulla muistetuksi alan genetiikan perustajana, vaikka hänen merkityksensä ymmärrettiin vasta paljon myöhemmin. Dobzhansky ja hänen kollegansa tekivät tutkimuksia Drosophila-lajien luonnollisista populaatioista Yhdysvaltojen länsiosissa ja Meksikossa useiden vuosien ajan.
Ford vaikutti moniin toisen maailmansodan jälkeisellä aikakaudella. Heidän lepidopteroita ja ihmisen veriryhmiä koskevat työnsä perustivat alan ja valottivat valintaa luonnollisissa populaatioissa, vaikka sen merkitystä oli aiemmin epäilty.
Tämänkaltainen työ tarvitsee pitkäaikaista rahoitusta sekä ekologian ja genetiikan perusteita. Nämä molemmat ovat vaikeita vaatimuksia. Tutkimushankkeet voivat kestää pidempään kuin tutkijan ura; esimerkiksi jäljittelyn tutkimus alkoi 150 vuotta sitten, ja se jatkuu edelleen vahvana. Tämäntyyppisen tutkimuksen rahoitus on edelleen melko epävarmaa, mutta ainakaan luonnollisten populaatioiden kanssa työskentelyn arvoa ei voi enää epäillä.
Aiheeseen liittyvät sivut
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on ekologinen genetiikka?
V: Ekologinen genetiikka on luonnonpopulaatioiden genetiikan ja evoluution tutkimusta, jossa keskitytään kuntoon liittyviin ominaisuuksiin, jotka vaikuttavat organismin selviytymiseen ja lisääntymiseen.
K: Miten ekologinen genetiikka eroaa klassisesta genetiikasta?
V: Ekologinen genetiikka eroaa klassisesta genetiikasta siinä, että se työskentelee laboratoriokantojen sijasta luonnonpopulaatioissa ja keskittyy kuntoon liittyviin ominaisuuksiin sen sijaan, että tutkisi geenejä molekyylitasolla.
K: Mitkä ovat esimerkkejä ekologisessa genetiikassa tutkituista kuntoon liittyvistä ominaisuuksista?
V: Esimerkkejä ekologisessa genetiikassa tutkituista kuntoon liittyvistä ominaisuuksista ovat kukinta-aika, kuivuuden sietokyky, polymorfismi, matkiminen ja puolustautuminen saalistajia vastaan.
K: Mitä eroa on laboratoriotutkimusten ja kenttätutkimusten välillä ekologisen genetiikan tutkimuksessa?
V: Kenttätutkimuksissa otetaan näytteitä luonnonpopulaatioista geneettisen variaation analysointia varten, tutkitaan populaatioiden muutoksia eri aikoina ja eri paikoissa ja analysoidaan kuolleisuuden mallia. Laboratoriotutkimuksissa sen sijaan keskitytään laboratoriokantojen välisiin risteytyksiin ja geenisekvenssianalyysiin.
K: Millaisia organismeja tutkitaan tyypillisesti ekologisen genetiikan tutkimuksessa?
V: Ekologisen genetiikan tutkimusta tehdään usein hyönteisillä ja muilla organismeilla, joilla on lyhyt sukupolven aika.
K: Mihin ekologisessa genetiikassa pyritään tutkimalla kuntoon liittyviä ominaisuuksia?
V: Kuntoon liittyvien ominaisuuksien tutkimisen tavoitteena ekologisessa genetiikassa on ymmärtää, miten nämä ominaisuudet vaikuttavat organismin selviytymiseen ja lisääntymiseen ja miten ne kehittyvät luonnollisissa populaatioissa.
K: Miten geneettisiä variaatioita analysoidaan ekologisen genetiikan tutkimuksessa?
V: Ekologisen genetiikan tutkimuksessa analysoidaan luonnonpopulaatioissa esiintyviä geneettisiä vaihteluita ottamalla populaatioista näytteitä takaisin laboratorioon analysoitavaksi.
