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Ausgangslage: Nur wenige Grundtiere
Genetischer Flaschenhals
Wird von einem genetischen Flaschenhals gesprochen, so wird darunter die Verkleinerung einer Population durch äussere Einflüsse und die nachfolgende erneute Vergrösserung dieser Population bezeichnet. Nur der Genpool, der zum Zeitpunkt des Flaschenhalses vorgelegen hat, ist züchterisch nutzbar.
Als genetischen Flaschenhals bezeichnet man in der Populationsgenetik eine starke genetische Verarmung einer Art und die damit verbundene Änderung der Allelfrequenzen, die durch Reduktion auf eine sehr kleine, oft nur aus wenigen Individuen bestehende Population hervorgerufen wird (Foundereffekt oder Gründereffekt). Beim Erhalt stark gefährdeter Arten kann dies ein zentrales Problem darstellen, wenn ein die Reproduktion beeinträchtigendes Allel nicht durch ein zweites, für die Reproduktion vorteilhafteres Allel ausgeglichen werden kann (vgl. rezessive Erbkrankheit). Ein genetischer Flaschenhals kann daher Inzuchtdepression zur Folge haben.
Auch in der Haustierzucht sind genetische Flaschenhälse keine Seltenheit und treten insbesondere bei Rassehunden, Rassekatzen und kleinen Heimtieren (z.B. Goldhamstern) auf. Das hat insbesondere bei Hunden und Katzen zur Folge, dass gewisse, in der gesamten Population seltene Erbkrankheiten, bei bestimmten Rassen sehr häufig auftreten. Bei der Etablierung von Inzuchtlinien wird absichtlich ein genetischer Flaschenhals herbeigeführt, um die Variabilität des Phänotyps innerhalb der Linie so weit wie möglich zu reduzieren.
Eine Rasse und deren Zucht geht auf nur wenige Ausgangstiere zurück. (Genetischer Flaschenhals / Founder Effekt) Die Rasse und deren Genpool ist damit auf die wenigen Ausgangstiere beschränkt. In der Regel ist das Zuchtverfahren Linienzucht. D.h. erst verkleinert sich eine Population durch auswählen der zum Zuchtaufbau „auserwählten Tiere“. Anschließend vergrößert sich die Population durch Linienzucht. Die Zucht mit verwandten Tieren (Inzucht) hat aber zwangsläufig einen Anstieg des Inzuchtkoeffizienten zu Folge. Den erlaubten Grad der jeweiligen Inzucht bestimmt der Verein in seiner Zuchtordnung.
Founder-Effekt (Gründereffekt)
Unter dem Gründereffekt wird die Prägung eines Phänotypen ausgehend von einem Gründertier.
Der Gründereffekt beschreibt eine genetische Abweichung einer isolierten Population oder Gründerpopulation (z.B. auf einer Insel) von der Stammpopulation (z.B. auf dem Festland).
Diese Abweichung entsteht aufgrund der geringen Anzahl an vorhandenen Allelen der an ihrer Gründung beteiligten Individuen und nicht infolge unterschiedlicher Selektionsbedingungen. Dieser Effekt wurde erstmals von Moritz Wagner in mehreren Abhandlungen beschrieben, die gesammelt 1889 als «Die Entstehung der Arten durch räumliche Sonderung» erschienen. Unter seinem heutigen Namen wurde er von Ernst Mayr 1942 in seinem Werk Systematics and the Origin of Species from the View point of a Zoolog ist erwähnt.
Der Gründereffekt hat deutlich geringere geno- und phänotypische Variabilität der Nachkommen zur Folge, da die Gründerindividuen den Genpool der Ausgangsart in der Regel nur unvollständig repräsentieren. Daraus können sich verringerte Überlebenschancen beim Auftreten extremer Umweltbedingungen und ein Mangel an Ausgangsmaterial für die genetische Selektion ergeben.
Je nach den in der Gründerpopulation vorhandenen Allelen kann die Population auch mehr oder weniger empfänglich für Purging werden. Der Gründereffekt kann somit zum leichteren Aussterben kleiner, isolierter Populationen beitragen. Viele der in Restpopulationen im Freiland überlebenden oder in Erhaltungszuchten geretteten Tier- und Pflanzenarten unterliegen dem Gründereffekt.
Die Fixierungswahrscheinlichkeit eines Allels ist im Allgemeinen gleich ihrer anfänglichen Allelfrequenz. Entsteht z.B. durch Mutation ein neues Allel, so tritt dieses einmal unter 2N Allelen in N diploiden Individuen auf. Die Allelfrequenz des neuen Allels ist demnach 1 / (2N), und dies ist auch die Wahrscheinlichkeit, mit der sich dieses Allel durchsetzen wird. Daher können sich vorteilhafte Allele in kleinen Populationen mitunter leichter durchsetzen als in großen. Der Gründereffekt kann in einigen Fällen zur Entstehung neuer Arten (Artbildung) führen.
Bei der Zucht von Rassehunden und Rassekatzen kann er eine Ursache für das Vorkommen rassespezifischer Erbkrankheiten sein.
Ein Beispiel für eine natürliche Gründung neuer Populationen stellen die Galapagosfinken dar. Obwohl die Inseln ca. 1000 Kilometer von der südamerikanischen Küste entfernt sind, gelangten durch einen Sturm vor etwa 3 Millionen Jahren zufällig einige wenige Finken auf die Galapagosinseln. Sie vermehrten sich zu einer Gründerpopulation, welche sich hier anpasste, aus der allerdings durch adaptive Radiation (lateinisch: adaptare „anpassen“; radiatus „strahlend“, „ausstrahlend“) mehrere neue Arten entstanden sind.
Ein Beispiel für eine abnehmende genetische Variation sind die ursprünglich aus Nordamerika stammenden Waschbären. 1934 wurden in Nordhessen zwei Individuen freigelassen, die sich fortpflanzten und eine neue schnell anwachsende Waschbärenpopulation gründeten, deren genetische Variation aber entscheidend geringer ist, als die der amerikanischen Waschbären.