Гибрид гибриду рознь

[Dead Morrozz]

Гибрид гибриду рознь

Естественный отбор избавляет приматов от гибридов, у которых чужая ДНК попала в регуляторные области генома.

Когда-то считалось, что у разных видов при скрещивании не бывает плодовитого потомства, и это был один из критериев самостоятельности биологического вида. Потом стало понятно, что всё не совсем так: действительно, у каких-то видов плодовитого потомства (и даже просто потомства) не получается, но у некоторых видов такое потомство получается вполне полноценным, то есть живёт и даёт жизнь следующим потомкам. Собственно, современные люди есть результат гибридизации трёх видов людей: человека разумного, человека неандертальского и человека денисовского. Правда, тут нужно не забывать, что от неандертальцев и денисовцев у нас осталось лишь несколько процентов ДНК — гибридизация была, но гибриды с большими долями ДНК от неандертальцев и денисовцев в популяции не задержались. И насчёт ДНК от братских видов исследователи до сих пор спорят, полезна она для нас, вредна или вообще никак на нас не влияет.

 

Так или иначе, межвидовая гибридизация в целом разрешена, но у её результатов может быть разное эволюционное будущее — по крайней мере, у гибридизации среди приматов. И здесь, очевидно, интереснее всего именно подробности: каким гибридам эволюция помогает, каким — нет. Эти самые подробности описывают в недавней статье в Science сотрудники Университета Дьюка, Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка и кенийского национального парка Амбосели. В Кении живут бабуины и павианы анубисы — два вида из одного рода Павианов. Есть место, где бабуины время от времени скрещиваются с анубисами, давая вполне жизнеспособное и плодовитое потомство. За ними наблюдают здесь уже почти полвека, и пока что всё говорило о том, что гибриды бабуинов и анубисов чувствуют себя даже лучше, чем чистокровные особи. Например, бабуины с примесью анубисов в своей ДНК быстрее достигают половой зрелости, лучше социализируются, а самцам-«грязнокровкам» больше везёт в размножении.

 

Павиан анубис. 

Исследователи проанализировали геномы нескольких сотен бабуинов из девяти поколений, живших в «районе скрещивания». У всех у них были следы павианов анубисов в ДНК, и доля анубисовой ДНК кое у кого из бабуинов достигала 37%. В некоторых случаях ДНК анубисов пришла к бабуинам недавно, но в половине случаев это были следы гораздо более давней гибридизации, случившейся сотни и тысячи поколений назад.

Сравнивая разные геномы, удалось определить, где гибридизация оказывается не к месту: естественный отбор избавляет популяцию от гибридов, у которых чужая ДНК попала в регуляторные области генома. В любом геноме есть участки, которые кодируют белки (их обычно и называют генами), или которые кодируют служебные самостоятельные молекулы РНК, а есть участки, которые ничего не кодируют, но зато влияют на активность тех, что кодируют. Вот эти-то некодирующие, но очень важные для работы генома в целом зоны не терпят гибридных изменений.

Сами обезьяны, у которых в регуляторных участках была ДНК от анубисов, на первый взгляд, никак от неё не страдали — но, возможно, это только на первый взгляд. Так или иначе, в ходе естественного отбора в популяции становится меньше геномов, где в регуляторных участках есть ДНК от другого вида.

Нечто похожее можно увидеть, если сравнивать геномы древних гоминин — к этой группе приматов относятся, в частности, австралопитеки, среди которых в какой-то момент возникла эволюционная линия, ведущая к современным людям. Однако те, кто изучает палеонтологическую ДНК, вынуждены иметь дело с теми останками, которые есть, и не всегда появляющиеся гипотезы удаётся проверить с помощью имеющегося материала. Но если у современных приматов происходят схожие эволюционно-генетические процессы, они могут сильно помочь понять эволюцию современных людей и наших вымерших братских (или сестринских) видов.

[Dead Morrozz]

Близкородственное спаривание: за и против

Понятие «инбридинг» обычно вызывает у владельцев животных если не однозначное отторжение, то по меньшей мере чувство тревоги, подсознательно негативное ощущение.

Скорее всего, оно не безосновательно, и дурная слава недаром закрепилась за этим методическим приемом. Но ведь для чего-то его используют в животноводстве.

Какие цели при этом преследуют? Кто эти люди, применяющие кровосмешение: авантюристы от науки; легкомысленные дилетанты, слепо следующие модным веяниям; опытные заводчики, владеющие тонким биологическим инструментом и получающие уникальные результаты?

Попробуем отодвинуть завесу этой тайны.

Типы инбридинга

Они определяются степенью родства, в котором состоит родительская пара животных:

• тесный инбридинг.

При этом спаривают детей и родителей, родных и двоюродных братьев и сестер;

• близкий инбридинг.

В качестве родительской пары используют бабушек-дедушек и внуков;

• умеренный и отдаленный.

Скрещиванию подвергают родственников с большей дистанцией между поколениями.

Инбридинг не мутация

В разное время с применением близкородственного спаривания создавались целые породы сельскохозяйственных животных: овец, коров, свиней. И далеко не всегда это сопровождалось негативными явлениями.

Напротив, по состоянию здоровья и уровню продуктивности инбредные животные часто завидно отличались в лучшую сторону от своих обычных собратьев.

В собаководстве лучшие производители были получены именно из инбредных пометов: английский сеттер Дэзи I, итальянский кане корсо Байрон.

Чтобы спрогнозировать конечный результат, можно опираться на один главный постулат: инбридинг сам по себе не создает вредных мутаций.

Он вообще не создает ничего нового, лишь суммируя генетическую информацию с материнской стороны и отцовской и переводя ее в удвоенное состояние у потомков.

Отрицательные проявления кровосмешения

Его негативные стороны называют общим понятием «инбредная депрессия». Между тем оно объединяет достаточно конкретные процессы, происходящие в организме животного:

• ухудшение общего состояния;

• нарушения работы внутренних органов и их систем;

•снижение продуктивности (сельскохозяйственных животных), активности организма в целом;

• рождение малышей с наследственными заболеваниями;

• гибель плода на разных стадиях развития.

Основная причина всех этих явлений – одинаковая наследственность родственников, которых спаривают между собой.

Каждый из них в отдельности – обычное здоровое животное: скрытые летальные или полулетальные гены находятся в одинарном наборе, никак не проявляясь и не вызывая физиологических отклонений.

И лишь передавая своим потомкам эту «бомбу с замедленным действием», родители-родственники «объединяют свои капиталы», переводя негативную наследственную информацию в двойное состояние. Оно из скрытого становится явным.

Позитивные стороны инбридинга

Но нет худа без добра: летальные гены, вызывающие резкие отклонения в здоровье животных, встречаются не столь уж часто.

Факторы, кодирующие склонность к наследственным заболеваниям, несовместимых с жизнью, совсем необязательно должны присутствовать в генотипе каждого из близких родственников.

Наоборот, чаще у них содержатся гены, отвечающие за высокий иммунитет и выдающиеся качества, присущие животным конкретных пород.

Ведь именно в этом направлении их совершенствуют, отбирая самых лучших. В таком случае, применяя близкородственное спаривание, эти «достижения» каждого из родителей заводчики удваивают в их потомстве.

На этом и основывают свою стратегию создатели новых линий домашних и сельскохозяйственных животных.

Среди новейших положительных результатов – создание инбредных линий свиней, в которых в течение пяти-семи поколений применяется лишь самый тесный инбридинг – инцест.

Спариваются только родители с детьми и внучки с дедушками.

Никаких крайне негативных проявлений при этом не происходит: жесткий отбор в предыдущих поколениях вывел из популяции основную часть вредных генов.

Скрещивание инбредных гибридов с не инбредными животными дает потомство, которое резко превосходит родителей по всем показателям жизнеспособности. Таким чемпионам нет цены!

Создание инбредных линий

В обычной практике разведения домашних питомцев вовсе не обязательно прибегать к крайним мерам, применяя инцест.

Но это действительно самый короткий путь к успеху при совершенствовании именно многоплодных животных: собак, кошек.

При смелом подходе кровосмешение и применяют для того, чтобы навсегда очистить линию от вредных генов.

Определенная часть потомков вместе с ними навсегда «выходит» из группы, освобождая ее от генетического груза. Оставшиеся здоровые животные – это «золотой фонд», которому нет равных: их родители-родственники обеспечили им двойной запас сил, энергии, выдающихся качеств.

Поистине, это трудно достижимая мечта любого заводчика – работать с группой животных, заведомо свободной от риска генетических заболеваний.