Genetičko osmatranje

**Genetičko osmatranje** ili **genetičko praćenje**, **genetičko nadziranje** ili **genetičko monitorstvo** (eng. *Genetic monitoring*)  je upotreba molekulskih markera  za:
* identificiranje  jedinki, vrsta ili populacija, ili 
*kvantificiranje promjena u populacijskogenetičkoj metrici (kao što su efektivna veličina populacije, genetička raznolikost i veličina populacije) tokom vremena.  Na taj način može se  koristiti za otkrivanje promjena u  bogatstvu/siromaštvu vrstama  i / ili različitosti i kao važan alat u   sistema očuvanja i upravljanje prirodnim resursima. Vrste molekulskih  markera koji se koriste za praćenje populacijskih pokazatelja,  najčešće su mitohondrije, mikrosateliti ili jednonukleotidni polimorfizmi (SNP), dok su ranije studije također koristiti alozimske podatake. Genetička  raznolikost vrsta je prepoznata kao važan  faktor mjerljivog  biodiverziteta za implementaciju Konvencije o biološkoj raznolikosti.

## Modaliteti promjena
Modaliteti  promjena populacija koji se mogu otkriti genetičkim nadzorom uključuju rast i opadanje njihove veličine, širenje patogena, adaptacije na promjene okoliša, hibridizaciju, introgresiju i  moguće fragmentacije staništa. Većina tih promjena se prate pomoću adaptivno 'neutralnih' genetičkih markera (za koje mutacijske  promjene ne mijenjaju  adaptivnni fitnes unutar populacije). Međutim,  ako markeri pokazuju adaptivni odgovor na promjene okoliša mogu  biti 'ne-neutralni' (npr. mutacijske  promjene utiču na njihov relativni fitnes unutar populacije).

Definirane su dvije široke kategorije genetičkog osmatranja:
*Kategorija I, za tradicijsko praćenje populacije, obuhvata korištenje genetičkih markera kao identifikatora  jedinki (kategorija Ia), populacija i vrsta (Ib) . 
*Kategorija II uključuje upotrebu genetičkih markera za praćenje promjena u genetičkoj strukturi populacija  i njenih parametara, među kojima su  najčešći procjenitelji efektivna veličina populacije (Ne), genetičke varijacije,  međupopulacijsko miješanje, struktura i migracije.

## Primjeri
### Procjena  abundancije i historijakih parametara – kategorija Ia
Na individualnoj razini, genetička identifikacija može omogućiti procjenu bogatstva populacije i stope povećanja/smanjenja  broja jedinki  u okviru  modela markirano preotimanje.  Bogatstvo  zagonetne ili neuhvatljive vrste koju je teško pratiti može se procijeniti prikupljanjem neinvazivnih biološke uzoraka na terenu (npr.  perje, ljuske ili krzno) i pomoću njih identificirati  jedinke pomoću genotipizacije mikrosatelitskih ili jednonukleotidnih polimorfizama (SNP) četkastorepi valabi, bengalski tigar i sniježni leoparard. Stope rasta populacije  su proizvod stope  nataliteta i preživljavanja, a mogu se procijeniti  putem otvorenih modela obilježeno preotetimanje. Naprimjer, DNK iz  perja  jedne vrste orla prikazuje niže kumulativno preživljavanje tokom vremena nego što se može uočiti  za ostale dugovječne grabljivice.

Datoteka:Grizzly Bear Alaska.jpg|Grizli
Datoteka:Brush-tailed Rock-wallaby.jpg|Četkastorepi kamenjarski valabi
Datoteka:Uncia uncia.jpg|Sniježni leopard
Datoteka:Kaiseradler Aquila heliaca 2 amk.jpg|Istočni carski orao 

### Identificiranje vrsta: Kategorija Ib
Korištenje tehnika molekulske genetike  za identifikaciju vrsta može biti korisno iz niza razloga. identifikacija vrsta u divljini se može koristiti za otkrivanje promjena u kretanju populacijja  ili  stepenu popunjenosti, stope hibridizacije i/ili  širenja patogena i invazivnih vrsta. Promjene u rasponima populacije se, naprimjer, istražuju za a iberijskog risa, dok praćenje zapadnopadinskog  koljača pastrmke ukzuje na rasprostranjenje u toku hibridizacije sa unesenim kanadskim pastrmkama. Genetičko praćenje invazivnih vrsta je od konzervacijskog  i ekonomskog interesa, jer  invazije često utiču na ekologiju i opseg autohtone vrste,a  i može dovesti  do rizika za hibridizaciju, npr. kopepoda, 
 i  vulverina, i vrsta kao što su slomljeni luk i  kanadski ris - hibrida koji je otkriven na sjevernoj priferiji sadašnjeg areala populacije risa.

Identifikacija vrsta je također od velikog komunalnog značaja  u praćenju ribarstva i trgovine divljim životinjama, gdje je teško ili nemoguće obaviti uobičajenu  vizuelnu identifikaciju iskasapljenih ili zgnječenih ostataka. Praćenje trgovine i potrošnje zaštićenih vrsta može se izvršiti pomoću molekulskih praćenja i identifikacije mesa ili ribe dobijene sa tržišta. Naprimjer, genetička istraživanja tržišta su se koristila za identifikaciju zaštićenih vrsta i populacija kitova i delfinskih vrsta koje se pojavljuju na tržištu. Takva istraživanja se koriste za kontinuirano praćenje količine i kretanja proizvoda od  ribarstva i divljih životinja, putem tržišta i za otkrivanje krivolova ili drugih nezakonitosti, neprijavljivanja ili neregulirane (NNN) eksploatacije, npr. ilegalno i neprijavljeno korištenje i vanberzanskom ribolovu (NNN ribolov).

Datoteka:Linces10.jpg|Iberijski ris 
Datoteka:Wolverine, Kristiansand Zoo.jpg|Žderavac
Datoteka:Canadian Lynx.jpg|Kanadski ris 
Datoteka:Northern Spotted Owl.USFWS.jpg|Pjegava sova

Iako je početni aplikacija usmjerena na identifikaciju vrsta i  procjenu veličine populacija, istraživanja tržišta pružaju mogućnost za niz ekološko-molekulskih istraživanja, uključujući snimanje-hvatanje, zadata ispitivanja  i modeliranje populacija. Ovi primjeri (ispod) su potencijalno relevantni za genetičko praćenje II kategorije.

Datoteka:Whale meat on dish.jpg|Kitovo meso
Datoteka:Yokohama Chinese Medicine Sea horse 2.jpg|Sušeni morski konjići
Datoteka:Yokohama Chinese Medicine Shark fin large.jpg|Peraja morskog psa

### Praćenje populacija genetičkim parametrima: Kategorija II 
Praćenje promjena populacija pomoću  genetičkik pokazatelja može uraditi i naknadno, analizom 'historijskih' DNK, koje se  oporave iz  muzejski arhiviranih  vrsta primjeraka  i porede sa suvremenom DNK te vrste. Može se koristiti i kao sredstvo za procjenu tekućih promjena u statusu i upornosti postojećih  populacija. Genetičke mjere relativnih promjena u populaciji  uključuju promjene u različitosti (npr. heterozigotnosti i  bogatstva alela). Praćenje relativnih  promjena  populacijemijenja pomoću  ove metrike izvršeno je  retroaktivno za berinškog bizona, kornjače sa  Galapagosa,  trgovinu drvetom, atlantskog  lososa, sjevernu štuku, jednu novozelandsku morsku ribu i sjevernoameričku pastrmku,  mauricijuskog kliktavca i  Hectorovog delfina, predmet su i mnogih tekućih istraživanja, uključujući i danske i švedski populacije potočne pastrmke. Mjerenje apsolutnih  promjena  populacije (npr. efektivne veličine populacije: Ne) može se izvesti mjerenjem promjena učestalost alela u populaciji ('F-temporalni') ili nivoa povezanosti neravnoteže tokom vremena ('LDNe'), a mijenjanje obrazaca  protoka gena između populacija može se pratiti procjenom razlika u učestalost alela između populacija,  tokom vremena. Takve studije uključuju grizlija, bakalara,  jelena,  žabe-leoparda  i burastog medika.

Datoteka:Galapagos giant tortoise Geochelone elephantopus.jpg|Galapagoska gigantska kornjača
Datoteka:Salmo trutta Trout Aquarium Atlanterhavsparken Norway.jpg|Atlantski losos
Datoteka:Hectors Dolphin.jpg|Hectorov delfin
Datoteka:Northern leopard frog 1.jpg|Sjeverna žaba leopard

Genetičko nadziranje je također  se sve više koristi u studijama koje prate promjene životne sredine putem promjene u učestalosti adaptivno odabranih markera. Naprimjer, genetički kontrolirani fotoperiodični odgovor (vrijeme hibernacije)  komarca *Wyeomyia smithii* koji živi na sastojinama jedne („bacač“) grahoričaste biljke (*Fabaceae*) je prilagođeno, odgovorajući na dužu vegetaciju biljke koju donosi toplije vrijeme. Eksperimentalni uzgojem  pšenice u kontrastnim sredinama, u  periodu  od 12 generacija otkriveno je  da su promjene vrijeme cvjetanje usko povezane  s regulacijskim  promjenama u jednom genu. To ukazuje na puteve genetičkih adaptacija biljaka  na promjene klime.

Genetički nadzor  je također koristan u praćenju tekućeg zdravlje malih, preseljenih populacija. Dobri primjeri za to su nađeni za ptice Novog Zelanda, gdje su mnoge vrste u velikoj mjeri utjecala uništavanja staništa i pojavu brojnih sisara predatora u prošlom stoljeću. Nedavno su postale dio programa preseljenje u  kojem se  raseljava  nekoliko 'osnivačkih' jedinki na  "ekološke" *offshore* otoke – bez predatora.
 Primjeri su i galapagoska kornjača, trgovina divljači, atlantski losos, sjeverna štuka, novozelandski snaper, čeličnoglava pastrmka, velika prerijska kokoš, mauricijuski kestrel i  Hectorov delfin bakalar, crveni jelen, žaba leopard grahorica *Medicago truncatula*.crni robin,  i papagaj  kakapo.

Datoteka:Medicago truncatula A17 plant.JPG|Sastojine grahoričaste biljke *Medicago truncatula* su staništa jedne vrste komaraca (*Wyeomyia smithii*)
Datoteka:Wheat P1210892.jpg|Obična pšenica
Datoteka:Wyeomyia smithii 1.jpg|Larva komarca *Wyeomyia smithii*
Datoteka:New Zealand Kakapo Felix.jpg|Kakapo – novozelandski noćni papagaj 

## Status genetičkog  praćenja u nauci
U februaru 2007. godine je održan međunarodni samit u Zavodu za zaštitu životne sredine na UCLA, na temu „Evolucijske promjene u ljudskom izmijenjenom okruženju: Međunarodni skup – prevesti znanosti u politiku“. To je dovelo do specijalnog izdanja časopisa za molekulsku ekologiju, u organizaciji  razumijevanja genetičkih efekata u tri glavne kategorije: 
#poremećaj staništa i klimatske promjene,
#eksploatacija i uzgoj,
#invazivne vrste i patogeni.

U 2007.  je  pokrenuta Radna grupa za genetičko nadziranje,  uz zajedničku podršku NCEAS i NESCent  za daljnji razvoj tehnika koje  su uključene i pružanje općih smjernica praćenja za kreatore politike i menadžere.

Trenutno je tema  dobro pokrivena  u nekoliko dobro poznatih udžbenika, uključujući McComb et al. (2010) i Allendorf et al. (2013.)

### Genetičko osmatranje u agencijama za prirodne resurse
Mnoge agencije za prirodne resurse vide genetičko praćenje kao isplativ i opravdan način za praćenje populacija i vrsta riba i  divljih životinja. Tako su naučni kapaciteti  za geološka istraživanja u SAD (*Forest Service*), Nacionalni parkovi i servisi, i Nacionalno morsko ribarstvu,  službe za razvoj novih metoda i alata za korištenje genetičkog praćenje i primjenu takvih alata u širokim geografskim razmjerima. Trenutno USFWS je  domaćin web stranice koja obavještava menadžere kako da se na najbolji način koriste genetičkim alatima za praćenje (vidi dolje).

## Također pogledajte
*Ekološka genetika
*Molekulska genetika
*Konzervacijska genetika
*Konzervacijska biologija

## Reference
## Vanjski linkovi
* Genetic Monitoring For Managers
* Science Centric Report of Grizzly Bear study in northwest Montana
* New Scientist Article &ndash; Snow leopard numbers can be read in their scat
* Animals' scat is scientist's treasure: Advances in DNA testing let wildlife biologists study creatures using what they leave behind
* Post Gazette News: Aviary researcher finds Eagles need a closer look
* New Scientist- Hidden Populations give Lynx a fighting chance
* SFGate: It's True &ndash; wolverine is thriving near Tahoe 
* Associated Press: Protected Trout is breeding itself into Extinction
* Adapting to a warmer climate: the purple pitcher plant mosquito

Kategorija:Populacijska genetika
Kategorija:Konzervacijska biologija