Heterosis
Hybride kracht (of hybride vigor) is de verbeterde activiteit en overleving van hybride nakomelingen. De technische term in de genetica is heterosis.
Inteelt in een normale populatie leidt ertoe dat de nakomelingen slechter worden, minder fit, minder vruchtbaar en meestal niet zo lang leven als de ouders. Het tegenovergestelde, uitteelt, leidt tot fitte, gezonde, vruchtbare nakomelingen. Dit effect is al heel lang bekend. Dierenfokkers weten het al sinds de 18e eeuw, en Darwin heeft het tot in detail onderzocht met planten.
Anderzijds, wanneer twee ouders afkomstig zijn van sterk verschillende populaties, zoals verschillende ondersoorten, is dit gewoonlijk niet van toepassing. In dat geval is het gebruikelijker dat de hybriden een lagere fitness hebben. Muildieren zijn gewoonlijk niet vruchtbaar, en dat maakt hen automatisch minder fit, zoals die term in de biologie wordt gebruikt. Het zijn zeer winterharde dieren, maar ze laten weinig nakomelingen na. Het raadsel voor wetenschappers was om deze feiten te verklaren.
Genetische theorieën
Wanneer een populatie klein of ingeteeld is, heeft zij de neiging genetische diversiteit te verliezen. Het verlies aan fitheid is te wijten aan het verlies aan genetische diversiteit. Inteeltstammen hebben de neiging homozygoot te zijn voor recessieve allelen. Recessieve allelen hebben de neiging mild schadelijk te zijn. Heterosis of hybride kracht daarentegen is de neiging van outbred stammen om beide ingeteelde ouders in fitness te overtreffen.
In het begin van de 20e eeuw, nadat de wetten van Mendel werden begrepen en aanvaard, werden twee verklaringen voorgesteld.
- Dominantiehypothese. Ongewenste recessieve allelen van de ene ouder worden onderdrukt door dominante allelen van de andere ouder. Inteeltstammen verliezen genetische diversiteit, omdat ze op veel loci homozygoot worden.
- Overdominantiehypothese. Bepaalde combinaties van allelen die door kruising van twee inteeltstammen kunnen worden verkregen, zijn voordelig voor de heterozygoot. Gevallen zoals sikkelcelanemie vertonen dit op één gen locus, en overdominantie wordt verklaard doordat dit op vele loci gebeurt.
Genetische basis van heterosis . Dominantiehypothese. Scenario A. Minder genen worden ondergeëxpresseerd in het homozygote individu. Genexpressie in de nakomelingen is gelijk aan de expressie van de fitste ouder. Overdominantiehypothese. Scenario B. Overexpressie van bepaalde genen in de heterozygote nakomelingen. (De grootte van de cirkel geeft het expressieniveau van gen A aan)
Huidige status
Op dit moment lijkt het eerste idee het beste bij de feiten te passen. "De huidige opvatting ... is dat de dominantiehypothese de belangrijkste verklaring is voor de afname van inteelt en de hoge opbrengst van hybriden".
Een epigenetisch effect heterosis is gevonden in planten, en ook in dieren. MicroRNA's (miRNA's) zijn kleine niet-coderende RNA's die de translatie van boodschapper-RNA's (mRNA's) onderdrukken of mRNA's afbreken. De miRNA's kunnen ook een effect hebben op de groeikracht van hybriden.
Vragen en antwoorden
V: Wat is hybride groeikracht?
A: Hybride groeikracht, ook wel heterosis genoemd, is de verbeterde activiteit en overleving van hybride nakomelingen.
V: Wat gebeurt er bij inteelt in een normale populatie?
A: Inteelt in een normale populatie leidt ertoe dat de nakomelingen slechter, minder fit en minder vruchtbaar worden en meestal niet zo lang leven als de ouders.
V: Wat is het tegenovergestelde van inteelt?
A: Het tegenovergestelde van inteelt is uitteelt, wat leidt tot fitte, gezonde, vruchtbare nakomelingen.
V: Hoe lang zijn dierenfokkers al op de hoogte van de gevolgen van uitteelt?
A: Dierenfokkers zijn al sinds de 18e eeuw op de hoogte van de gevolgen van uitteelt.
V: Wat heeft Darwin in detail onderzocht bij planten?
A: Darwin onderzocht de effecten van uitteelt in detail met planten.
V: Is hybride groeikracht altijd van toepassing als twee ouders uit zeer verschillende populaties komen?
A: Nee, als twee ouders uit zeer verschillende populaties komen, zoals verschillende ondersoorten, is hybride groeikracht meestal niet van toepassing. In dat geval is het gebruikelijker dat de hybriden een lagere fitness hebben.
V: Waarom hebben muilezels een lagere fitness ondanks het feit dat het winterharde dieren zijn?
A: Muilezels zijn meestal niet vruchtbaar, en dat maakt ze automatisch minder fit, zoals die term in de biologie gebruikt wordt. Het zijn zeer winterharde dieren, maar ze laten weinig nakomelingen na.
