Efekt „úzkého hrdla“ je snížení genofondu (tj. genetické diverzity ) populace v důsledku uplynutí období, během kterého z různých důvodů dochází ke kritickému poklesu jeho počtu, později obnoveného. Snížení genetické diverzity vede ke změně relativní a absolutní frekvence alel genů, takže tento efekt je považován za jeden z faktorů evoluce .
Název „efekt úzkého hrdla“ jasně demonstruje jeden ze způsobů zobrazení velikosti populace. Pokud schematicky znázorníme velikost populace v jednom bodě v čase jako vodorovný pruh nebo elipsu a počet v následujících okamžicích - stejným způsobem, ale proporcionálně výše nad prvním obrázkem, pak případy prudkého poklesu počtu budou vypadat jako zúžení obrázku v horní části, která je graficky podobná hrdlu láhve.
Průchod „úzkým hrdlem“ je typický pro populace mnoha druhů hmyzu , které v období podzim-jaro prudce snižují své počty. Zejména populace Drosophila melanogaster v Rusku a sousedních zemích prudce snižují své počty v zimě a každoročně obnovují svou velikost v létě. Takové populační redukce vedou k významným posunům ve frekvencích studovaných genetických markerů [1] . V případě obnovení počtu druhů, které byly na pokraji vyhynutí, dochází také k poklesu genetické diverzity v důsledku efektu úzkého hrdla.
| Rok | Populace amerických bizonů |
|---|---|
| před rokem 1492 | 60 000 000 jednotlivců |
| 1890 | 750 jedinců |
| 2000 | 360 000 jednotlivců |
Klasickým příkladem účinku v akci je populace gepardů . Pomocí moderních metod genetické analýzy bylo zjištěno, že gepardi mají velmi malou genetickou rozmanitost (předpokládá se, že v důsledku nějaké katastrofy přežil pouze jeden pár jedinců). Nedostatek genetické rozmanitosti postavil tento druh na pokraj vyhynutí. V současné době počet gepardů nadále klesá a má necelých 20 tisíc jedinců. Efekt úzkého hrdla ovlivnil životaschopnost celého druhu: gepardi mají zvýšenou citlivost k nemocem a různým odchylkám vedoucím ke snížení plodnosti [2] .
Moderním příkladem efektu úzkého hrdla je populace sajgy . Saiga čísla klesla o 95 % z asi 1 milionu v roce 1990 na méně než 30 000 v roce 2004 , hlavně kvůli pytláctví pro tradiční čínskou medicínu [3] .
Podle údajů zveřejněných v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences se před zhruba 1,2 miliony let lidská populace snížila na 18,5 tisíce lidí (podle jiných odhadů - až 26 tisíc lidí) [4] [5] .
V roce 2008 The American Journal of Human Genetics navrhl, že asi před 75 000 lety [6] po erupci supervulkánu Toba se lidská populace snížila na 2 tisíce lidí [7] [8] . Bylo navrženo, že z africké populace lidí, předkové celému lidstvu, tuto událost přežilo asi 10 tisíc lidí [9] [10] .
Na základě analýzy chromozomů Y vědci ze Stanfordské univerzity také zjistili, že lidská populace prošla kolem roku 5000–3000 př. n. l. dalším „úzkým místem“ [11] .
Ostrov Pingelap ( Federativní státy Mikronésie ) je pozoruhodný tím, že velká část jeho obyvatel trpí úplnou barvoslepostí . To je přičítáno efektu úzkého hrdla: po katastrofálním tajfunu v roce 1775 a hladomoru, který následoval, přežilo na ostrově jen asi 20 lidí a jeden z nich byl nositelem odpovídajícího genu [12] [13] .
Používá se pro pěstování monokrystalů metodou zónového tavení: na krystalu je vytvořeno zúžení, kterým prorůstá malá část krystalitů díky konkurenci mezi krystality. Několikanásobným opakováním je možné zajistit, že zůstane pouze jeden krystalit, čímž se získá jediný krystal.
| evoluční biologie | |
|---|---|
| evoluční procesy | |
| Evoluční faktory | |
| Populační genetika | |
| Původ života | |
| Historické pojmy | |
| Moderní teorie | |
| Evoluce taxonů | |