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近交衰退(英语:inbreeding depression)是指种群内由于近亲繁殖而导致种群的适应度下降的情况。[2]种群的生物适应度是指生物体生存和延续其基因的能力。近交衰退经常由种群瓶颈导致。所以一般来说,一个繁殖种群中的遗传变异或基因库越丰富,近交衰退的可能性就越小。
近交衰退可能存在于大多数生物群体中,但因交配系统而异。与异型杂交物种相比,雌雄同体物种的近交衰退程度通常较低,因为重复世代的自交可以清除种群内的有害等位基因。例如,异交线虫(蛔虫)Caenorhabditis remanei已被证实极易近交衰退,而与其相近的雌雄同体物种秀丽隐杆线虫则相反,会遭受远交衰退。[3]
近亲繁殖(即有密切亲缘关系的个体间的繁殖)因配偶的基因组相似,会导致更多的隐性性状表现出来。只有在父本和母本的基因组中都存在隐性基因时,隐性性状才可能出现在后代身上。父母基因越相似,后代中出现的隐性性状就越多。因此,亲缘关系越近的父本和母本杂交,后代可能具有的纯合子、有害基因越多,从而导致个体适应度非常低。对于在杂合和/或纯合显性性状中赋予优势的等位基因,相应的纯合隐性性状的适应度甚至可能为0(表示不育或后代无法存活)。
右图显示了近交衰退的一个例子。该案例中,a是有害的隐性等位基因。由于在Aa基因型中,A对a呈显性,而a基因没有效果,要使a激活成为表型,就必须形成纯合aa。由于其表型表达减少并且被自然选择减少,隐性经常是有害的表型,会使生物体更不适应其周围环境。
近交衰退还有一套机制,称为超显性,同样也是杂合子适应度更高。超显性可能导致具有许多纯合基因型的种群适应度降低,即使相应的基因不是有害的或隐性的。在此情况下,如果以纯合子形式存在,即使是显性等位基因也会导致适应度降低(另见杂种优势)。
目前尚不清楚这两种机制中哪一种在自然界中更为普遍。实际应用中,例如家畜育种中,一般认为前者更重要——它可能导致产生完全无法存活的后代(意味着断种),而后者只会导致适应度相对降低。
查尔斯·达尔文进行了第一个关于近亲衰退的研究项目。[4]他在57个物种的植物中设计进行字自体受精和交叉受精,结果表明,自体受精植物的后代平均比交叉受精植物的后代更矮、开花更晚,产生种子更少。由此,他记录了近亲衰退的现象。[5]