Раздел: Устойчивость и изменчивость видов.

Виды существуют очень долго – одни десятки и сотни тысяч лет, другие – сотни миллионов лет. Почему виды не смешиваются между собой? Почему есть полевая и домовая мышь?

Существуют механизмы, которые обеспечивают устойчивость видов:

- генетические барьеры, которые предотвращают скрещивание особей разных видов;

- устранение поломок, которые появляются в ДНК организмов;

- маскировка поломок, которые появляются в ДНК организмов;

- защита генома от чужеродной ДНК (иммунитет).

Индекс устойчивости вида к факторам окружающей среды – это коэффициент, который отражает вариации в средней численности вида по многолетним данным. Чем устойчивее вид – тем меньше будут вариации данных.

Тема: Генетические барьеры, которые предотвращают скрещивание особей разных видов между собой.

1. Типы барьеров:

а) разные сроки цветения растений, течки у животных (т.е., разные сроки созревания половых клеток у особей разных видов;

б) разные типы половых феромонов (отличия в запахе делают особь не привлекательной для спаривания);

в) разное строение половых органов (делает невозможным спаривание организмов);

г) иммунологическая несовместимость чужого спермия и яйцеклетки (на поверхности клеток есть рецепторы, которые отличают своё от чужого; поэтому, чужая пыльца не прорастает на чужом пестике, чужой спермий гибнет в половых путях самки или не может проникнуть через систему оболочек чужой яйцеклетки;

д) если первые четыре барьера преодолены, и всё-таки произошло оплодотворение, то всё равно развитие гибридного организма в 99% случаев блокируется на разных этапах онтогенеза из-за несовместимости ДНК родителей.

Почему, если виды какое-то время существовали отдельно друг от друга, то после их скрещивания – у гибрида проявляется несовместимость родительских ДНК? В молекулах ДНК постоянно появляются поломки (из-за теплового движения атомов в молекулах ДНК, из-за повреждающего действия факторов окружающей среды). Поломки в ДНК появляются случайным образом в разных геномах разных организмов. Однако, в популяции, в которой особи свободно скрещиваются друг с другом – накопления неблагоприятных мутаций в одинаковы генах не происходит (т.к. потомство с такими генами оказывается не жизнеспособным). Если же популяции какое-то время существуют раздельно и не обмениваются генами – то в таких популяциях накапливаются поломки в одинаковых генах и при скрещивании организмов из таких популяций – в большинстве случаев потомство оказывается не жизнеспособным из-за совмещения ДНК родителей с одинаковыми поломками в одинаковых генах.

У особей одного вида, если у потомства встречаются мутации в одинаковых генах – то такой организм погибает. Поэтому, естественный отбор оставляет в популяциях только те, особи, поломки в генах у которых разные.

Принцип Добржанского-Мёллера: межвидовые гибриды будут не жизнеспособными, если у родительских видов есть смысловые поломки (а не нейтральные!) в одинаковых генах.

NB! При спаривании особей одного вида – приблизительно 1% потомства оказывается не жизнеспособным, а при спаривании особей разных видов – 99% потомства оказывается не жизнеспособным из-за объединения родительских хромосом с поломками в одинаковых генах.

Согласно модели Добржанского-Мёллера пониженная жизнеспособность или стерильность гибридного потомства возникает как побочный эффект закрепления в двух генофондах различных мутаций, некоторые из которых в силу простой случайности оказываются несовместимыми с мутациями, закрепившимся в другом генофонде.

Иногда, гибрид первого поколения оказывается более жизнеспособным, по сравнению с исходными родительскими видами, если у гибрида поломки оказываются в разных родительских генах. Но, даже такие успешные гибриды редко способны сами оставить плодовитое потомство из-за проблем, которые возникают в мейозе при спаривании гомологичных хромосом. Например, мул – гибрид между ослом и лошадью. Мулы – отличаются большой продолжительностью жизни, меньшей восприимчивостью к заболеваниям, нетребовательностью к кормлению и уходу. Однако – они бесплодны!

В 99% случаев – межвидовые гибриды или не образуются, или оказываются не жизнеспособными. И только в 1% случаев в природе возможно появление межвидовых гибридов, (поскольку в стрессовых условиях – генетические барьеры могут сниматься!).