Адаптивный механизм инверсии пола в популяциях тихоокеанских лососей

1Брыков в.А.,1Кухлевский а.Д.,2Шевляков е.А.

1Институт биологии моря дво ран, Владивосток 690041, Россия

2Камчатский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Петропавловск-Камчатский 683600, Россия

e-mail:vlbrykov@mail.ru

Соотношение полов является важным параметром, в значительной степени определяющим адаптацию, а также направление и скорость генетических процессов в популяциях животных. В популяциях рыб соотношение полов обычно близко к 1:1, однако в ряде случаев наблюдаются отклонения в сторону преобладания одного из полов. Причины и механизмы изменений в соотношении полов в природных популяциях бисексуальных животных во многих случаях остаются неизвестными.

В настоящей работе мы приводим данные по влиянию факторов численности на соотношение полов в популяциях тихоокеанских лососей, горбуши (Oncorhynchus gorbuscha) и кеты (O. keta), и обсуждаем возможность участия в этом процессе механизма инверсии пола.

В результате анализа многолетних данных по зависимости доли самок в скате молоди горбуши и кеты от численности производителей на нерестилищах в реках Камчатки показано, что во всех анализированных случаях с увеличением численности производителей доля самок в потомстве уменьшается, а при уменьшении общей численности - увеличивается. Диапазон смещения составляет около 15%. Эта зависимость, очевидно, является адаптивной, но остается неясным механизм, ответственный за эти изменения. Известно, что у тихоокеанских лососей пол определяется XY-хромосомной системой. В этом случае изменения в соотношении полов могут быть объяснены лишь механизмом дифференциальной выживаемости. Такой механизм представляется возможным, хотя и маловероятным.

Другим вероятным с нашей точки зрения представляется механизм регуляции соотношения полов в популяциях лососей, основанным на возможности инверсии (реверсии) пола. В экспериментальных условиях показано, что, несмотря на существование генетического механизма определения пола, под влиянием ряда факторов (температура, гормоны, загрязнения) соотношение полов в популяциях многих видов рыб может значительно меняться.

Половые хромосомы у тихоокеанских лососей не дифференцируются морфологически, поэтому в последние десятилетия были предприняты попытки обнаружить специфические для половых хромосом нуклеотидные последовательности. У нескольких видов тихоокеанских лососей были выявлены последовательности ДНК, специфические для Y-хромосомы. Мы использовали ПЦР-технологию для анализа соответствия полов в популяциях горбуши и кеты, идентифицируемым по молекулярным маркерам, и по морфологическим и биологическим признакам. Во многих случаях было выявлено соответствие молекулярных маркеров в геноме (наличие или отсутствие пол-связанных последовательностей) и пола особей. В то же время, в ряде популяций кеты и горбуши были выявлена значительные отклонения, составляющие от 15 до 80% особей одного из полов. При этом были выявлены как морфологические самцы с отсутствием маркераY-хромосомы, так и самки с наличием маркеров. Исходя из имеющихся экспериментальных данных по изменению пола у рыб, нам представляется вероятным, что это несоответствие в естественных условиях определяется инверсией пола. Если это так, то это явление может быть ответственным за изменения в соотношении полов в популяциях лососей. Кроме того, некоторые предварительные данные дают основания полагать, что это явление может быть связано с естественными изменениями численности у этих видов.