Różnorodność genetyczna odnosi się do stopnia różnych genów w obrębie jednego gatunku , co odpowiada całkowitej liczby cech genetycznych w genetycznej gatunku (lub z podgatunku ). Opisuje poziom zróżnicowania wewnątrzgatunkowego. Różni się ją od zmienności genetycznej , która mierzy zmienność cech genetycznych osobnika, populacji, metapopulacji , gatunku lub grupy gatunków.
Jest to jeden z głównych aspektów bioróżnorodności na naszej planecie, a także w ekosystemach i populacjach.
Badanie z 2007 roku przeprowadzone przez amerykańską Narodową Fundację Naukową wykazało, że różnorodność genetyczna i bioróżnorodność są silnie współzależne i że różnorodność w obrębie gatunku jest niezbędna do utrzymania różnorodności gatunkowej i odwrotnie. Innymi słowy: bogactwo genetyczne gatunku niekoniecznie jest najwyższe w środowiskach, w których występuje największa liczba gatunków. D r Richard Lankau, jeden z autorów raportu z badań szacuje się, że „Jeśli jeden typ jest usuwana z systemu, cykl może złamać, a społeczność zostaje zdominowany przez jednego gatunku” . Ubytek różnorodności genetycznej – podobnie jak utrata gatunków, prowadzi do ogólnej utraty różnorodności biologicznej i większej wrażliwości (niższej odporności ekologicznej ) ekosystemów.
Niedawne (2012) europejskie badania roślin wysokościowych (> 1500 m ) w masywach alpejskich i karpackich niedawno (2012) potwierdziły, że środowiska o dużym bogactwie genetycznym gatunków nie zawsze są tymi, w których występuje ich więcej, co należy lepiej uwzględnić. w strategiach ochrony różnorodności biologicznej.
Uwaga: te same środowiska (niskie i średnie góry) wykazują duże bogactwo różnorodności genetycznej organizmów glebowych.
Pomiar stopnia współzależności między „różnorodnością genetyczną” a „różnorodnością biologiczną” jest trudny, szczególnie w przypadku roślin lub pewnych prymitywnych mikroorganizmów lub zwierząt zdolnych do naturalnego klonowania, ale ta praca jest już wykonywana, na przykład w obrębie „gatunków trawiastych”.
Różnorodność genetyczna dotyczy gatunków dzikich, ale także gatunków uprawnych ( rośliny , grzyby , drożdże ) lub hodowanych (zwierzęta) przez ludzi, a także gwałtownie maleje, co niepokoi wielu perspektywistów i badaczy, również we Francji. Caisse des Dépôts.
Badanie różnorodności genetycznej mieści się w akademickiej dziedzinie ekologii, a w szczególności genetyki populacyjnej , która obejmuje kilka hipotez i teorii dotyczących różnorodności genetycznej i znaczenia mutacji punktowych w indywidualnym genomie, w tym (w uproszczeniu):
Ostatnie wyniki wskazują, że transkrypcja z DNA przez polimerazę RNA nie jest wierny, który stanowi nowy „stopień” różnorodności genetycznej. Na przykład w badaniu na limfocytach B oszacowano, że wskaźnik błędu jest większy niż jeden na transkrypt.
Jest to różnorodność genetyczna, która również skutkuje różnorodnością fenotypów ; jak kolory ludzkiej skóry , bardzo zróżnicowane u ludzi .
Jest niezbędnym parametrem badań makroekologicznych i makroewolucji w perspektywie średnio- i długoterminowej. Różni się w obrębie kladów i regionów z powodów, które często wciąż są słabo poznane.
W dziedzinie biologii ewolucyjnej DL Rabosky w 2009 roku zwrócił uwagę na ryzyko błędu interpretacyjnego ze strony tych, którzy postulują, że różnorodność wzrasta bez ograniczeń w czasie, jak to często robią badania filogenetyczne molekularne. Różnorodność kladów jest często regulowana przez limity ekologiczne ( czynniki ekologiczne ), zwłaszcza w wyższych taksonach, przypomina Rabosky; różnorodność specyficzne (bogactwo gatunków) może być zatem niezależnie od wieku klad. Nie możemy zatem wywnioskować z wieku kladu szybkości, z jaką zachodziłaby dywersyfikacja. Według niego możemy oszacować całkowitą dywersyfikację, jakiej dokonał klad, ale nie samo tempo dywersyfikacji. Właściwe zrozumienie i ocena granic ekologicznych ma ogromne znaczenie dla różnych zagadnień biologii ekologicznej i ewolucyjnej, które dziś opierają się na wnioskach dotyczących tempa specjacji i wymierania z danych filogenetycznych.
Różnorodność genetyczna to jeden ze sposobów, w jaki populacje organizmów żywych przystosowują się do zmieniającego się środowiska. Przy większej zmienności wzrasta prawdopodobieństwo, że niektóre osobniki w populacji mają odmiany alleli bardziej dostosowane do środowiska. Osoby te mają większe szanse na przeżycie i wydanie potomstwa niosącego ten sprzyjający allel , albo w systemach symbiotycznych , albo ewoluując równolegle w różnych lub identycznych niszach ekologicznych (w tym ostatnim przypadku konkurując) lub w systemach typu drapieżnik-ofiara . Zmienność genetyczną wyrażana jest przez odpowiednie częstotliwości tych różnych alleli.
Jest to jeden ze wskaźników genetycznych stosowanych przez biologów i ekologów, ale nie powinien być stosowany samodzielnie. W biologii populacyjnej „jakość genetyczna” jest tak samo ważna, jak zmienność i różnorodność genetyczna.
Kilka sposobów pomiaru istniejącej różnorodności genetycznej.
Ta zmienność genetyczna jest zdeterminowana czynnikami ewolucji:
Ta różnorodność jest tym większa, że:
Mówiąc ilościowo, jest to szczególnie ważne w świecie drobnoustrojów , a być może jeszcze bardziej w przypadku wirusów , pod względem złożoności. Na całym świecie drzewa mają największe genomy. Zwierzęta mają mniejsze, ale złożone genomy. Niektóre bakterie lub wirusy (np gigantyczne wirusy) również niedawno ujawniły, że genomy są - na swoim poziomie - znacznie większy i bardziej skomplikowany niż sądzono możliwe w końcu XX th wieku.
Należy również wziąć pod uwagę funkcjonalną różnorodność metagenomiczną, ponieważ w wielu gatunkach, które koewoluowały przez długi czas (w tym pasożyty i ich żywiciele) lub które stały się symbiontami , genomy tych gatunków i ich żywiciele wchodzą w interakcje.
Pod względem gatunkowym różnorodność lądowa jest wyższa w pasie międzyzwrotnikowym, ale pod względem wewnątrzgatunkowej różnorodności genetycznej pewne starożytne populacje jednogatunkowe i ograniczone przez trudne klimaty (np. drzewa iglaste tworzące tajgę) posiadają znaczne bogactwo.
Wiele czynników może wpływać na różnorodność genetyczną metapopulacji lub subpopulacji, a nawet całych biocenoz. Są to czynniki naturalne (np. insularyzacja po podniesieniu się poziomu morza) lub antropogeniczne (myśliwstwo, odłowienie, rolnictwo i leśnictwo zbyt skoncentrowane na selekcji i klonowaniu), fragmentacja ekosystemów, niszczenie lub modyfikacja siedlisk przyrodniczych itp.
Niektórzy autorzy sugerują, aby czynniki te były bardziej efektywnie uwzględniane w metodach zarządzania lub kontroli niektórych gatunków uznawanych za „szkodliwe” lub czasami przeszkadzające w pewnych działaniach człowieka.
Niektóre przyczyny załamania się różnorodności genetycznej gatunku lub grupy mogą być stare ( genetyczne wąskie gardło ) lub wręcz przeciwnie, bardzo współczesne. Zjawiska takie zostały zidentyfikowane i przebadane u różnych gatunków zwierząt, m.in. z punktu widzenia przyczyn społeczno-ekonomicznych (a czasem konsekwencji) oraz krótkookresowej opłacalności. Rolnictwo, hodowla zwierząt i współczesne leśnictwo to nowe źródła zubożenia różnorodności genetycznej, które może się pogłębić wraz z rozpowszechnieniem się klonowania (praktykowanego od dawna w populi- turze).
Jest to jeden z warunków utrzymania bioróżnorodności i usług ekosystemowych świadczonych przez ekosystemy iz tego powodu jeden z głównych globalnych problemów środowiskowych zidentyfikowanych na Szczycie Ziemi w Rio w czerwcu 1992 roku . Jest to również jeden z głównych celów Światowej konwencji o różnorodności biologicznej ratyfikowanej przez większość państw pod egidą UNEP i ONZ. Jednak w ciągu prawie 30 lat wysiłki państw, organizacji pozarządowych i obywateli nie pozwoliły powstrzymać, a być może spowolnić erozji bioróżnorodności (dzikiej i krajowej). Wydaje się, że tę erozję rzeczywiście przyspieszył ciągły wzrost demograficzny, powiązany ze wzrostem zapotrzebowania na zasoby naturalne i praktykami rolno-przemysłowymi, które zostały jeszcze bardziej zintensyfikowane.
Lobby przemysłu nasiennego i niektóre stany lub grupy stanów sprzeciwiają się swobodzie przepływu nasion i zwierząt hodowlanych, broniąc patentowania żywych organizmów , możliwości jego modyfikacji przez transgenezę czy obowiązku standaryzacji produkcji, podczas gdy stowarzyszenia ogrodników i drobnych rolników bronią idea „genetyki peer-to-peer ”, a nawet „selekcji partycypacyjnej”, która może ostatecznie rozwinąć się w duchu nauki obywatelskiej