1.2 Трудности в проведении гибридизации
При скрещивании различных видов потомство обычно бывает сте-
рильным. Это связано с тем, что число хромосом у разных видов различно.
Несходные хромосомы не могут нормально сходиться в пары в процессе мей-
оза, и образующиеся половые клетки не получают нормального набора хро-
мосом.
Однако, если у такого гибрида происходит геномная мутация, вызы-
вающая удвоение числа хромосом, то мейоз протекает нормально и дает нор-
мальные половые клетки. При этом гибридная форма приобретает способ-
ность к размножению и утрачивает возможность скрещивания с родитель-
скими формами.
Животные близко стоящих друг к другу в систематическом отношении
видов, как правило, легко скрещиваются и дают плодовитое потомство. У не-
которых гибридов бесплодным бывает один пол (обычно мужской). В резуль-
тате спаривания представителей более далеко отстоящих друг от друга видов
получают совершенно бесплодных гибридов. Наконец, животные слишком
далеко отстоящих друг от друга видов совсем не способны к гибридизации,
получить от них гибридов невозможно. Такой постепенный переход от абсо-
лютной стерильности до вполне нормальной плодовитости, стоящий в тесной
связи с большей или меньшей филогенетической близостью разных видов и
сходством половых элементов спариваемых организмов, был подробно изу-
чен Ч. Дарвином. Нескрещиваемость многих видов и бесплодие некоторых
гибридов диких животных могут быть, по словам Ч. Дарвина, устранены при-
8
ручением. Некоторые виды, не скрещивающиеся в диком состоянии, после
приручения дают при скрещивании потомство.
Проведение гибридизации связано с большими трудностями. Причи-
ны, затрудняющие проведение гибридизации:
- Разница в строении половых органов, которая затрудняет акт спаривания.
- Отсутствие полового рефлекса у самца одного вида на самку другого вида.
- Несовпадение сезонов спаривания у животных разных видов (особенно у
диких).
- Слабая жизнеспособность или гибель сперматозоидов животных одного ви-
да в половых путях самок другого вида.
- Отсутствие реакции сперматозоидов на яйцеклетку самки другого вида и от-
сюда невозможность оплодотворения.
- Гибель зиготы (в случае ее образования) в самом начале ее развития.
- Бесплодие многих гибридов, полное или частичное.
Полное бесплодие связано с различным набором и структурой хромо-
сом, из-за большого несходства - негомологичности и образованием нежизне-
способных гамет.
Число хромосом в соматических клетках некоторых видов животных
отражено в таблице 1.
Таблица 1
Число хромосом в соматических клетках некоторых видов животных
№ п/п
Вид животного
Число хро-
мосом (2n)
№ п/п
Вид животного
Число хро-
мосом (2n)
1
Собственно
крупный рога-
тый скот
60
13
Архар
56
2
Бизон
60
14
Муфлон
54
3
Гаур
58
15
Лошадь Прже-
вальского
66
4
Гаял
58
16
Свинья
38
5
Зубр
60
17
Верблюд
70
6
Овца
54
18
Толстолобик
48
7
Коза
60
19
Белый амур
48
8
Як
60
20
Плотва,уклея
48-52
9
Аргали
56
21
Золотистый
карп
90-100
10
Буйвол азиат-
ский (дикий)
48
22
Горбуша
52-54
11
Буйвол азиат-
ский (домаш-
ний)
50
23
Осетр
122-130
12
Снежный баран
54
24
Сазан
60
9
Частичное бесплодие связано с нарушением гормональной регуляции
сперматогенеза (бесплоден один пол, у млекопитающих обычно самцы).
В настоящее время учеными разработан ряд методов преодоления не-
скрещиваемости отдельных видов. К ним относятся:
- Переливание крови животных одного вида другому.
- Смешивание спермы особей разных видов.
- Применение реципрокного скрещивания.
- Использование гормональных препаратов.
- Использование специальных разбавителей спермы.
- Создание необходимых условий для получения и выращивания потомства.
Бурное развитие в наши дни цитогенетики позволило более детально
изучить цитогенетические причины бесплодия гибридов. Причинами беспло-
дия, или нескрещиваемости, животных разных видов являются:
1) Несоответствие числа хромосом в кариотипе;
2) Несовместимость матери и плода (антигены, ферменты, гормоны и др. бел-
ки)- гибель эмбриона. Это одна из причин гибели эмбрионов и спонтанных
абортов;
3) Несовместимость цитоплазмы яйцеклетки и ядра сперматозоида при опло-
дотворении – иммунное бесплодие
4) Несовместимость антигенов сперматозоида с антителами половой слизи и
крови самок при спаривании
5) Отсутствие гомологичных участков в хромосомах-гомологах или иное их
расположение из-за инверсий и других перестроек, что приводит к наруше-
нию их конъюгации.
Опыты показали, что молодые самки чаще дают гибридное потомство:
большая способность к гибридизации и рождению плодовитого потомства
наблюдается у тех особей, которые сами получены в результате скрещивания.
Установлено, что в тех случаях, когда в проявлении стерильности или
жизнеспособности гибридов существуют половые различия, они проявляются
чаще у гетерогаметного пола гибридных самцов, (у), чем у гомогаметного
женского (хх) пола. Очевидно, в этом явлении сказываются цитоплазматиче-
ская наследственность и материнский эффект в наследовании признаков, ко-
торый может быть использован при подборе пар для скрещивания с учетом
пола родителей (реципрокный подбор). Бурное развитие генетики, молеку-
лярной биологии, биотехнологии, генной и клеточной инженерии в настоя-
щее время позволит в ближайшем будущем полностью решить проблему бес-
плодия при отдаленной гибридизации животных.
Наиболее перспективными методами для решения указанной проблема
можно считать генную и клеточную инженерию, гибридизацию соматических
10
клеток (ультрагибридизацию), экспериментальную полиплоидию и др. Ги-
бридизацией соматических клеток в культуре тканей удалось пересадить эм-
бриональные соматические клетки крупного рогатого скота и северной норки.
Гибридизация клеток практически делается так: неродственные клетки двух
организмов, полезные качества которых желательно объединить при скрещи-
вании, культивируют на искусственной питательной среде, затем культуру
смешивают. В определенных условиях часть клеток сливается. Пока еще про-
цесс образования из клеток гибридных систем носит хаотический характер.
Однако при усовершенствовании этого метода следует ожидать, что сомати-
ческая гибридизация клеток в культуре тканей будет использоваться в каче-
стве экспериментальной модели межвидовой гибридизации животных.
К перспективным новым методам преодоления бесплодия при гибриди-
зации животных следует отнести повреждение хромосом физическими и хи-
мическими мутагенами, а также применение микродоз биологически актив-
ных соединений супермутагенов. Особое значение приобретают методы био-
технологии, получение трансгенных животных, химер, клонирование геноти-
па ценных животных.
Скрещивание между организмами, относящимися к разным видам или
родам, названо отдаленной гибридизацией. Ее роль в теоретических исследо-
ваниях и практической работе исключительно важна. Изучение наследования
различных признаков при скрещивании разных видов дает возможность рас-
крыть важные закономерности эволюции растений и животных. Цель отда-
ленной гибридизации состоит в создании особей, сочетающих в себе ценные
признаки и свойства разных видов. Проводится гибридизация культурных
видов с представителями диких, а также скрещивание растений, относящихся
к разным культурным видам или родам. Анализ разных видов гибридизации
свидетельствует о том, что наиболее успешной была внутри - и межвидовая, в
результате чего создавались новые породы сельскохозяйственных животных.
Более отдаленная гибридизация домашних животных мало приводила
к успеху в связи с бесплодием гибридов, которое связано с генетикой пола,
обусловленной гетерогенными хромосомами. Что касается других представи-
телей животного мира, то известны межвидовые скрещивания в пределах се-
мейств собачьих, куньих и Зайцевых. Весьма успешно протекает гибридиза-
ция собаки и серого волка как в прямой, так и в обратной комбинациях - ги-
бриды плодовиты, наследуют преимущественно признаки волка. Такие же ре-
зультаты получены и в случаях с северным, лесным (западным), мексикан-
ским серым волками.
Существуют гибриды собаки с прерийским волком, с койотом, азиат-
ским шакалом, дикой собакой Динго. Несколько иная картина у гибридов со-
11
баки с лисой, которая дальше отстоит по родственной лестнице (другой род).
Здесь налицо отсутствие половой активности у лисов и лисиц. Весьма акту-
альна гибридизация в семействе куньих, так как это путь получения новых
пушных зверьков. Успешными были спаривания лесного и степного хорька,
горностая и хорька, каменной и лесной куницы, лесной куницы и соболя.
Пушная продукция гибридов была лучше, чем у исходных форм. Попытка
скрестить хорька и норку с использованием даже искусственного осеменения
не принесла результата. Успешно протекает внутривидовая гибридизация се-
мейства Зайцевых. В природе известны гибриды между зайцем русаком и
зайцем-беляком, альпийским зайцем. Что касается спаривания зайца-русака с
домашним кроликом, то данные здесь противоречивы, хотя гибриды от зай-
чихи и кролика бывали. Легко получаются плодовитые межвидовые гибриды
в семействе верблюдовых - между одногорбым и двугорбым верблюдом, ла-
мой-гламой и альпако с дикими гуанако и викуньей. Что касается межродо-
вой гибридизации ламы и верблюда, то положительных результатов пока нет,
хотя ее целесообразность очевидна (предполагается получение гибридов
крупнее ламы с шерстью лучшего качества, чем у верблюдов).
Из многочисленного семейства оленьих одомашненным является се-
верный олень и близким к этому - пятнистый олень. Проводится подобная ра-
бота и с европейским лосем. Успешна гибридизация благородный х пятни-
стый олень, пятнистый олень х изюбр, пятнистый х асканийский степной
олень. Более отдаленные гибриды аксис х европейский благородный олень,
аксис х лань европейская, лось х вапити, лось х благородный олень менее
благополучны и некоторые сведения об их получении весьма сомнительны.
Некоторые результаты гибридизации животных отражены в Приложе-
нии.
Достарыңызбен бөлісу: |