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.Website of the Convention on Biological Diversity
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). Ovaj popis jedinki se može koristiti za procjenu veličine populacija putem analize modela markirano preotimanje. Na primjer, ova tehnika se koristi za praćenje populacija grizlija i ostalih ugroženih vrsta, kao što suBoulanger, J., et al. (2004) Monitoring of grizzly bear population trends and demography using DNA mark-recapture methods in the Owikeno Lake area of British Columbia. Canadian Journal of Zoology 82, 1267–1277. četkastorepi valabi,Piggott, M.P., et al. (2006) Estimating population size of endangered Brush-tailed Rock-wallaby (Petrogale penicillata) colonies using faecal DNA. Mol. Ecol. 15, 81–91. bengalski tigarBhagavatula, J., and Singh, L. (2006) Genotyping faecal samples of Bengal tiger Panthera tigris tigris for population estimation: A pilot study. BMC Genet. 7, 48. i sniježni leoparard.Jaňecka, J.E., et al. (2008) Population monitoring of snow leopards using noninvasive collection of scat samples: a pilot study. Anim. Conserv. 11, 401–411. 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.Rudnick, J.A., et al. (2005) Using naturally shed feathers for individual identification, genetic parentage analyses, and population monitoring in an endangered Eastern imperial eagle (Aquila heliaca) population from Kazakhstan. Mol. Ecol. 14, 2959–2967.
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, Fernández, N., et al. (2006) Landscape evaluation in conservation: molecular sampling and habitat modeling for the Iberian lynx. Ecol. Appl. 16, 1037–1049. i vulverina,Schwartz, M.K., et al. (2007) Inferring geographical isolation of wolverines in California using historical DNA. J. Wildl. Manage. 71, 2170–2179. PDF fulltextHitt, N.P., et al. (2003) Spread of hybridization between native westslope cutthroat trout, Oncorhynchus clarki lewisi, and nonnative rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 60, 1440–1451. i vrsta kao što su slomljeni luk i kanadski ris - hibrida koji je otkriven na sjevernoj priferiji sadašnjeg areala populacije risa.Homyack, J.A., et al. (2008) Canada lynx-bobcat (Lynx canadensis x L.rufus) hybrids at the southern periphery of lynx range in Maine, Minnesota and New Brunswick. Am. Midl. Nat. 159, 504–508. PDF fulltextSchwartz, M.K., et al. (2004) Hybridization between Canada lynx and bobcats: Genetic results and management implications. Conserv. Genet. 5, 349–355.PDF fulltext
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).
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.
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.
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.