Molecular ecology (original) (raw)

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分子生態学（ぶんしせいたいがく、英語：molecular ecology）とは、生態学的研究に、分子生物学的手法を用いる方法論を指す。分子生物学的技術が身近になったことで、近年多く取り入れられてきている。生物集団内の遺伝的多型などを分子マーカーとして利用し、地域における遺伝構造の研究などが行なわれている。

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dbo:abstract La ecología molecular es un campo de la biología evolutiva​ que se ocupa de aplicar la genética de poblaciones moleculares, la filogenética molecular y, más recientemente, la genómica a cuestiones ecológicas tradicionales (diagnóstico de especies, conservación y evaluación de la biodiversidad, relaciones especies-área, etc. preguntas en ecología del comportamiento). Es virtualmente sinónimo del campo de la "Genética Ecológica", como lo iniciaron Theodosius Dobzhansky, , y otros.​ Estos campos están unidos en su intento de estudiar cuestiones de base genética "en el campo" en lugar de en el laboratorio. La ecología molecular está relacionada con el campo de la genética de la conservación. Los métodos incluyen con frecuencia el uso de microsatélites para determinar el flujo de genes y la hibridación entre poblaciones. El desarrollo de la ecología molecular también está estrechamente relacionado con el uso de microarrays de ADN, lo que permite el análisis simultáneo de la expresión de miles de genes diferentes. La PCR cuantitativa también puede usarse para analizar la expresión génica como resultado de cambios en las condiciones ambientales o diferentes respuestas de individuos adaptados de manera diferente. La ecología molecular utiliza datos genéticos moleculares para responder preguntas ecológicas relacionadas con biogeografía, genómica, genética de conservación y ecología del comportamiento. Los estudios utilizan principalmente datos basados en secuencias de ácido desoxirribonucleico (ADN). Este enfoque se ha mejorado durante varios años para permitir a los investigadores secuenciar miles de genes a partir de una pequeña cantidad de ADN inicial. Los tamaños de los alelos son otra forma en que los investigadores pueden comparar individuos y poblaciones, lo que les permite cuantificar la diversidad genética dentro de una población y las similitudes genéticas entre poblaciones.​ (es) Molekulare Ökologie bezeichnet jenen Aspekt der Ökologie, der sich mit den molekulargenetischen Grundlagen ökologischer Strukturen und Prozesse beschäftigt. Der Begriff ist seit Anfang der 1990er Jahre mit diesem Bedeutungsinhalt in Gebrauch (Gründung der internationalen Zeitschrift Molecular Ecology 1992/93). Seltener werden in einem erweiterten Sinne zusätzlich auch alle anderen Aspekte der Ökologie darunter verstanden, wo auf Molekülebene ökologische Analysen betrieben werden, z. B. im Rahmen der Chemischen Ökologie. Die verwendeten Methoden der molekularen Ökologie im engeren Sinne sind die der Molekularbiologie, wobei aber die wissenschaftlichen Fragestellungen ökologischer Art sind. Verwendete Methoden waren oder sind z. B. RAPD (randomly amplified polymorphic DNA), Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus (RFLP), DNA-Sequenzierung, Mikrosatelliten-Analyse, DNA-Sonden (z. B. für Bakterien), gezieltes Ausschalten von Genen, das Anlegen von cDNA- und genomischen DNA-Banken usw. Die Analysen erlauben vielfältige Erkenntnisse zur genetischen Zusammensetzung einer Population, zum Genfluss zwischen Populationen, zu Artdifferenzierung und Verwandtschaftsanalyse oder auch zur Arten-Zusammensetzung von Mikroorganismengemeinschaften. Einen ähnlichen Inhalt wie die molekulare Ökologie hat die ökologische Genetik. Die molekulare Ökologie geht inhaltlich vielfach über in die molekulare Evolutionsbiologie, weshalb viele ihrer Ausrichtungen auch unter dem Begriff Evolutionsökologie subsumiert werden. (de) Molecular ecology is a field of evolutionary biology that is concerned with applying molecular population genetics, molecular phylogenetics, and more recently genomics to traditional ecological questions (e.g., species diagnosis, conservation and assessment of biodiversity, species-area relationships, and many questions in behavioral ecology). It is virtually synonymous with the field of "Ecological Genetics" as pioneered by Theodosius Dobzhansky, E. B. Ford, Godfrey M. Hewitt, and others. These fields are united in their attempt to study genetic-based questions "out in the field" as opposed to the laboratory. Molecular ecology is related to the field of conservation genetics. Methods frequently include using microsatellites to determine gene flow and hybridization between populations. The development of molecular ecology is also closely related to the use of DNA microarrays, which allows for the simultaneous analysis of the expression of thousands of different genes. Quantitative PCR may also be used to analyze gene expression as a result of changes in environmental conditions or different responses by differently adapted individuals. Molecular ecology uses molecular genetic data to answer ecological question related to biogeography, genomics, conservation genetics, and behavioral ecology. Studies mostly use data based on deoxyribonucleic acid sequences (DNA). This approach has been enhanced over a number of years to allow researchers to sequence thousands of genes from a small amount of starting DNA. Allele sizes are another way researchers are able to compare individuals and populations which allows them to quantify the genetic diversity within a population and the genetic similarities among populations. (en) 分子生態学（ぶんしせいたいがく、英語：molecular ecology）とは、生態学的研究に、分子生物学的手法を用いる方法論を指す。分子生物学的技術が身近になったことで、近年多く取り入れられてきている。生物集団内の遺伝的多型などを分子マーカーとして利用し、地域における遺伝構造の研究などが行なわれている。 (ja) Ekologia molekularna – interdyscyplinarna dziedzina biologii, w której metody genetyki molekularnej wykorzystywane są do badania zagadnień ekologicznych. W zależności od zakresu wykorzystuje również elementy m.in. biologii ewolucyjnej i behawioralnej. Wyróżniane są dwa różne, choć zazębiające się podejścia w ekologii molekularnej: opisowe, w którym dane o częstotliwości genów służą do opisu poziomu zmienności genetycznej w populacji, oraz mechanistyczne, zajmujące się opisem wpływających na to mechanizmów. Za początek współcześnie rozumianej ekologii molekularnej uznaje się zwykle odkrycie w połowie lat 60. XX wieku, że na podstawie strukturalnych różnic pomiędzy można badać zmienność genetyczną. Późniejszy rozwój tej dziedziny wiązał się głównie z odkrywaniem markerów bardziej przydatnych w analizach populacyjnych, opartych na sekwencjach DNA. Bardzo istotne dla rozwoju ekologii molekularnej było opracowanie w latach 80. łańcuchowej reakcji polimerazy, która znacznie ułatwiła amplifikowanie DNA. Obecnie w ekologii molekularnej wykorzystywane są zarówno markery genetyczne dziedziczone od jednego z rodziców – takie jak mitochondrialny DNA i chloroplastowy DNA – oraz zwykle dziedziczone dwurodzicielsko markery jądrowe. Powszechnie stosuje się analizy , duży potencjał mają także badania polimorfizmów punktowych. Dalszy postęp ekologii molekularnej zależy w dużej mierze od rozwoju technik badawczych, zwłaszcza odkrywania coraz bardziej użytecznych markerów molekularnych. Ekologia molekularna zajmuje się m.in. ocenianiem zmienności genetycznej, śledzeniem tras przemieszczania się organizmów, mierzeniem wsobności, badaniem diety poszczególnych gatunków czy osobników, wyznaczaniem granic pomiędzy gatunkami czy odtwarzaniem dawnego zasięgu występowania przy wykorzystaniu markerów molekularnych. Badania z zakresu ekologii molekularnej mają również swoje zastosowanie praktyczne, m.in. w ochronie przyrody, sądownictwie, rolnictwie i rybołówstwie. (pl) 分子生態學是利用进化生物学理论，采用分子生物学和基因组学的实验方法和技术手段、统计学和数学的分析方法，通过计算机科学的技术和算法，旁及地学、古气候学等, 研究物种和种群的遗传变异及、遗传谱系, 探讨、、物种分化、等的生态学和进化生物学机制。 研究范围包括种群演化历史、种群分化和物种形成机制、寄主选择、配偶选择、繁殖行为、生殖方式、精子竞争、扩散和建群、遗传谱系地理演化、遗传分化和局部适应、生态适应的遗传基础、气候变化的生态学和进化生物学后果、生物对环境变化的响应机制、遗传多样性评估、食性鉴定、觅食行为、濒危生物贸易的监测、个体和种群鉴定、外来入侵种溯源及入侵机制、遗传修饰生物的生态风险评估、有害生物防控等。 分支学科包括、、、、等。 由於很多微生物不能很容易地在實驗室中培養（海水中的0.001~0.1%，土壤中的0.3%左右，活性污泥中1~15%可被分離培養），因此不能用傳統的鑒別和描述菌株的辦法研究它們。另外，隨著聚合酶鏈式反應(PCR)技術的發展，人們可以快速擴增遺傳物質DNA。 環境樣品中DNA的擴增通常需要一組用於特定微生物的引物，而得到遺傳物質的混合物，將其分離，隨後進行測序和鑒別。經典的分離辦法是通過克隆，將擴增的DNA片段插入到細菌質粒上實現的。較新的方法包括變性梯度凝膠電泳(DGGE)，可以更快地得到結果。 分子生態學的發展也和DNA芯片的使用緊密相關，該技術可以高通量檢測環境中的特定生物或基因。 分子生態學中可以使用很多基因進行研究，在分類學角度，最常應用的基因是核糖體小亞基RNA(SSU rRNA)。而功能性基因的研究有助於判斷微生物在該環境中的活動。 微生物生態學中和分子技術相關的一個重要問題就是，這些生物以主動（進行正常代謝和繁殖）還是被動（靜息休眠）的方式存在。這可以用幾種方式來解決： * 利用逆轉錄酶擴增活躍的基因 * 用熒光原位雜交(FISH)對環境中包含特定基因的細胞進行檢測和計數。 (zh)
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