Наши дальние предки вступали в межвидовые связи с неандертальцами и другими гоминидами. В результате скрещивания вида человеческая наследственная информация пополнился ценными последовательностями, которые повысили выживаемость нашего вида.
Если вы родились за пределами Африки, можно смело утверждать, что у вас есть общая ДНК неандертальцами. Как только первые современные люди покинули континент-колыбель, они начали скрещиваться с неандертальцами. Их любовь к шалостям отпечаталась в наших генах, каждый азиат и европеец имеет от 1-4% ДНК неандертальцев и других видов гоминидов. Мало того, даже африканцы, предки которых никогда не покидали континент, имеют кусочки генома неандертальца, так как 3000 лет назад некоторые европейцы и азиаты мигрировали в Африку. Современные африканцы получили от них некоторые гены, и среди них ДНК неандертальцев.
Это ученые установили довольно давно. Недавно они решили пойти дальше и предположили, что весь наш генетический код является продуктом гибридизации в результате скрещивания вида, и это во многом обусловило успешность человеческого рода.
Гибридизация в дикой природе
Бурые и полярные медведи могут успешно скрещиваться, если они случайно встретятся в дикой природе. Большинство зябликов Галапагосских островов являются результатом скрещивания, как и многие приматы, например, бабуины и гиббоны. От 7 до 10% приматов появились в результате гибридизации. Потомство, появившееся в результате скрещивания видов, имеет больше шансов на выживание, чем родительские особи. В июле 2015 года стало известно, что гибрид кораллов может выживать в судоходном канале, где его родители мгновенно погибнут.
Наши предки и неандертальцы
В июне 2015 года ученые объявили, что им удалось выделить участок ДНК от неандертальца, исследуя геном человека жившего в Румынии 40 тысяч лет назад. Он унаследовал от 6 до 9% генов от своего необычного предка, который жил всего лишь на 200 лет раньше его. Генетические доказательства подтвердили предположения исследователей анатомии, челюсть у древнего жителя Румынии слишком уж напоминала неандертальскую.
Соавтор исследования Дэвид Рейх был ошеломлен открытием. Последние годы ученые часто находили в ДНК доказательства скрещивания людей и неандертальцев, но не надеялись найти останки, которые были так близки к подобному событию.
Новые полезные признаки передаются будущим поколениям
Найденный в Румынии человек не передал свою ДНК, унаследованную неандертальцам современным людям. Очевидно, это сделал кто-то другой. Пока ученые имеют только останки румынского скелета, в качестве доказательства скрещивания, но другие непременно будут найдены. Ученые постоянно работают над расшифровкой древней ДНК.
Гибридизация работала в тандеме с другими эволюционными процессами, которые потрудились над диверсификацией населения. В результате скрещивания разных видов, могут появляться новые сочетания признаков, это своеобразное творчество эволюционных сил, работавшее в прошлом и залог будущего. Продуктом гибридизации могут быть совершенно неожиданные черты,
Работая над гибридами мышей, ученые обнаружили, что их потомство часто имеет аномалии в зубах, также было отмечено изменение размера. Полезные признаки могут передаваться будущим поколениям.
Конечно, полезные свойства могут возникнуть после цепи
случайных мутаций, но в рамках одного вида пришлось бы ждать подобное событие в
течение длительного времени. Гибридизация ускоряет изменения в ДНК. Когда
современные люди покинули Африку, межвидовые связи позволили им гораздо быстрее
приспособиться к новой окружающей среде.
Например, участки ДНК, которые мы получили от неандертальцев, указывают на то, что мы унаследовали от них способность бороться с некоторыми заболеваниями. Первые наши предки, переехавшие в Европу, не имели иммунной реакции на незнакомые местные заболевания, но потомство от межвидовых связей с неандертальцами справлялось с ними гораздо лучше.
Аналогичные события произошли, когда европейцы начали колонизировать Америку и принесли на континент множество болезней, катастрофических для коренного населения. Выжили в основном потомки скрещивания, которое проходило на протяжении тысяч лет между европейцами и североамериканцами. Возможно, что-то прошло, когда встретились неандертальцы и современные люди.
Недостатки теории гибридизации
Существует одна проблема с идеей, что гибридизация имеет решающее значение для эволюции. Ученые не могут доказать, что наши предки скрещивались с другими видами до того, как покинули Африку. Это означает, что многие современные люди гибриды, но не все. Кроме того, все известные события, связанные с гибридизацией произошли относительно недавно, когда наш вид уже более-менее сформировался.
Но у этого факта есть довольно простая причина, пока мы не в
состоянии получить и проанализировать более древние ДНК.
Тем не менее, генетические исследования доказывают, что некоторые группы африканцев, несут в себе архаичные кусочки ДНК, которые не принадлежавшие предкам современным людей. Этот феномен трудно объяснить без гибридизации.
На заре существования человеческих существ, существовало множество различных видов, которые часто жили рядом друг с другом. Почти все они потеряны в истории эволюции, но их частички вполне могли сохраниться в нас. Ведь только мы сохранились до сегодняшнего дня так, как агрессивно вытесняли другие виды. Пока мы не найдем последовательности ДНК наших предков и похожих видов из очень-очень древних времен, мы не сможем понять, насколько сильно межвидовые связи отразились на том, кем мы стали.
Испокон веку человек создает гибриды как растений, так и животных. Наиболее древними в практике животноводства являются гибриды лошади с ослом (мул, лошак) и зеброй (зеброид), одногорбого верблюда с двугорбым (нар), яка и зебу с крупным рогатым скотом. В свиноводстве практикуется гибридизация домашних свиней с диким кабаном для улучшения приспособляемости к местным условиям. XX век породил тьму новых гибридов: в птицеводстве, рыбоводстве и скотоводстве. А тут еще лигры с тигронами. И конца этому не видно…
Улитка или растение?
Не так давно в СМИ появилось сообщение о находке гибрида растения с животным. Речь шла о морской улитке, длина которой составляет три сантиметра, живущей на Атлантическом побережье Северной Америки. Обнаружившая этот чудо-организм группа ученых из университетов США и Южной Кореи назвала его Elysia chlorotica.
По данным журнала New Scientist, эти морские улитки «являются формой, живущей на солнечной энергии: они едят растения и обладают способностью к фотосинтезу». Найденный гибрид — своего рода желатиновый завод зеленого цвета. Он выглядит как кусок дерева и частично обладает его потенциалом, сохраняюмесяцев, благодаря генам водорослей, которые он потребляет. Мало того что улитка получает хлоропласты — внутриклеточные органоиды растительной клетки, где осуществляется фотосинтез, позволяющий растениям преобразовывать солнечный свет в энергию, — она еще хранит их в своих клетках, расположенных вдоль кишечника. Самое любопытное заключается в том, что если Elysia chlorotica в первое время (две недели) питается водорослями, то всю оставшуюся жизнь — в среднем продолжительность ее не превышает года — она может не потреблять пищи. Пока ученые не смогли раскрыть все тайны этого странного существа, ДНК хлоропластов которого содержит лишь 10% кодированного белка, необходимого для активной жизни улитки. Тем не менее, ряд наблюдений и выводов они опубликовали в журналах американской Академии наук.
Не может быть, потому что…
Обнаружение гибрида растения с животным вызвало в ученом мире сенсацию, однако идея скрещивать животных с животными близких видов осенила человечество еще много лет назад. Классическим примером гибридизации является мул — гибрид кобылы и осла.
Это сильное, выносливое животное, которое используют в значительно более тяжелых условиях, чем родительские формы. Этим мул обязан явлению, названному учеными гетерозисом и наблюдаемому как у домашних животных, так и у растений: при межпородных или межвидовых скрещиваниях у гибридов первого поколения происходит особенно мощное развитие и повышение жизнеспособности.Кстати, гетерозис широко применяют в промышленном птицеводстве, например, при разведении бройлерных цыплят и в свиноводстве. В природе случаи скрещивания дикого животного с представителями других видов крайне редки. Скажем, газели Гранта и Томпсона счастливо сосуществуют в смешанных группах. Эти виды имеют очень много схожего, и отличить их друг от друга могут только эксперты. Несмотря на это, случаев скрещивания этих двух видов не отмечено.
Домашние собаки могут спариваться с другими видами без разбора, но дикие виды собачьих, такие как волки, лисы и койоты, размножаются только внутри своего вида. Помимо очевидных причин, этому мешает еще и то, что во многих группах животных и растений при межвидовых скрещиваниях образуются мощные, но стерильные гибриды, иллюстрацией чему служит упомянутый мул. Поскольку примеров стерильных гибридов множество, ученые пришли к выводу, что обмен генами между различными популяциями или популяционными системами ослабляется или предотвращается разного рода преградами, и коль скоро они мешают повсеместной гибридизации животных или растений близких видов, то в еще большей степени должны мешать появлению гибрида растения с животным.
Из многочисленных опытов ученые сделали вывод, что гибриды почти всегда появляются в неволе в результате неестественных условий обитания или искусственного осеменения. Гибриды забавные…Примером тому может служить величественный лигр — гибрид самца льва и самки тигра — самый крупный представитель семейства кошачьих. Равно как и тигролев — помесь самца тигра и самки льва. Впрочем, тиг-рольвы, или тигроны, наоборот, имеют склонность к карликовости и обычно по размерам меньше своих родителей. Самцы лигров и тигрольвов бесплодны. в то время как самки порой могут приносить потомство. Один тигрон жил с 1978 до 1998 года в Индии, другой в возрасте 24 лет в 2003 году умер в Пекинском зоопарке. В американском Институте охраняемых и редких видов в Майами живет лигр по кличке Геркулес, высота которого в холке составляет 3 м.
Первый лигренок появился в нашей стране в Новосибирском зоопарке в 2004 году, а потом родились еще двое лигрят. Леопардольвом называют результат скрещивания самца леопарда с самкой льва. Голова у него похожа на мамину, а тело — папино. А есть ведь еще и гибриды гибридов — это помеси между самцом тигра и самкой лигра/тигрольва или самцом льва и самкой лигра/тигрольва. Такие гибриды второго уровня чрезвычайно редки и находятся главным образом в частной собственности. Начало процесса скрещивания больших кошек восходит к тем дням, когда владельцы зоопарков хотели заполучить как можно больше странных существ для привлечения публики. Гибридизация берет свое начало в 1800-х, когда зоопарки представляли собой бродячие зверинцы, предназначенные для извлечения прибыли, а не для сохранения видов животных. В Индии, например, межвидовое скрещивание впервые было зафиксировано в 1837 году, когда принцесса индийского штата Джамнагар представила гибрид большой кошки королеве Виктории. Несмотря на то, что все эти гибриды великанов из породы кошачьих неизменно привлекают посетителей зоопарков, многие ученые полагают, что такой путь гибридизации бесперспективен и даже вреден. Во всяком случае, практической пользы от таких гибридов нет, в то время как сами они подвержены болезням и ранней смерти. …и полезные...
Недавно в отечественных СМИ появились сообщения об успешной гибридизации волчицы и пса в питомнике кинологического факультета Пермского военного института внутренних войск. Значительная часть полученных там гибридных животных обладает хорошо выраженными признаками толерантности, то есть терпимости к человеку, а это значит, что едва ли не главный барьер на пути практического использования волчьей спермы в собаководстве в принципе может быть преодолен.Кроме того, все волкособаки в эмоциональном плане весьма сдержанны. Они обладают значительно большей, чем собаки, физической выносливостью. Быстро осваивают площадку с препятствиями, забор высотой более 2 метров легко перепрыгивают с места, выстрелы и взрывы их не пугают. При дрессировке они очень быстро понимают и усваивают, что от них требуется, и, помимо того, несомненно, обладают прекрасным чутьем. Так, скорость обнаружения условного правонарушителя в схронах при обыске объекта у них не превышает одной минуты, у собак же, 1,5-4 минуты при нормативе до 6 минут. Разумеется, волкособаки, холодоустойчивые гибриды карпов с амурским сазаном, овец с муфлоном и архаром не столь впечатляют, как лигры и тигрольвы, но пользы человечеству приносят не в пример больше. А что нам ждать в будущем от крохотной улитки — покажет жизнь.
Несколько интересных фото работ...
Межвидовая гибридизация животных - явление не столь частое, а потому довольно интересное. Межвидовые гибриды животных обычно неспособны производить потомство, так как нарушен процесс формирования половых клеток. Но сами они, помимо необычной внешности, иногда проявляют качества, превосходящие родительские виды (более крупные, более выносливые и т.д.). Такое явление называется гетеро
зис.
Предлагаю вашему вниманию подборку наиболее известных гибридов животных. Дополнительное задание - в конце статьи.
Мул
- гибрид осла и лошади. Этому гибриду уже несколько тысяч лет, его издавна используют в сельском хозяйстве в Средней Азии.
Основная масть мула определяется мастью кобыл. По работоспособности различают два типа мулов — вьючный и упряжной. Мулы могут быть легкие, средней тяжести или даже, когда для скрещивания использовали кобылу ломовой лошади, умеренно тяжелого веса.
М
улы более терпеливы, устойчивы, выносливы и живут дольше, чем лошади, и менее упрямыми, более быстрыми и умными, чем ослы. Кроме того, мулы меньше восприимчивы к заболеваниям и нетребовательны к корму и уходу. Единственный их недостаток - стерильность, т.е. неспособность производить потомство (хотя для самок это неабсолютно).
Зеброид - гибрид зебры и любой другой лошади. Обычно для получения таких гибридов используются самцы зебры и самки других лошадок (лошадь, ослица, пони). Первые подобные гибриды появились еще в 19 веке. Окраска гибрида обычно повторяет окраску матери, а на шее и ногах проявляются "отцовские" полоски, хотя и не всегда. Большинство гибридов рождаются слабыми и недоразвитыми, живут лишь несколько дней. В случаях, когда животное достигает взрослого возраста, с читают, что на гибриде удобнее ездить верхом, но характер его непредсказуем, дрессировке он поддается с трудом. Поэтому подобное скрещивание нецелесообразно.
Дзо (хайнак) - гибрид яка и коровы. Крупнее и сильнее, чем родительские виды. В Монголии и Тибете подобных животных выводят с целью получения молока и мяса. самцы стерильны, самки в редких случаях могут приносить потомство.
Нар - гибрид одногорбого (дромедара) и двугорбого (бактриана) верблюда. Имеет на спине два невысоких и слитых воедино горба. Это хорошо приручаемое, выносливое и сильное животное, соединяющее достоинства родителей. нар может иметь потомство, но во втором поколении могут быть малоценные особи. От скрещивания нара с бактрианом рождается коспак, с дромедаром - кохерт.
Базл - ги брид барана и козы. В 2000 году в Ботсване случайно были скрещены баран и коза. Животных просто держали вместе. Новое животное получило название "Toast of Botswana". У барана и козы разное количество хромосом - 54 и 60. Поэтому их потомство обычно бывает мертворожденным. А вот выживший гибрид смог унаследовать признаки сразу обеих своих родителей. У него длинная шерсть, как у овцы, и козьи ноги. Внешние волосы были грубыми, а внутренняя часть шерсти - мягкой. У животного оказалось тяжелое баранье тело. В 5 лет оно весило 93 килограмма. Животное имело 57 хромосом, что оказалось средним между числом его родителей. Гибрид получился очень активным, с повышенным либидо, хотя и бесплодным. Именно поэтому в 10 месяцев его кастрировали. Случаи получения такого гибрида отмечались в Новой Зеландии и России
Зубробизон
- гибрид зубра и американского бизона. Порода была создана, чтобы объединить характеристики обоих животных и с целью увеличить производство говядины. Зубробизоны дают плодовитое потомство как при скрещивании между собой, так и с представителями исходных видов. Создание зубробизонов оказалось серьезной проблемой для сохранения популяции диких американских бизонов. Большинство современных бизонов генетически является уже зубробизонами, так как появились в результате скрещивания двух видов.
Бифало - гибрид коровы и американского бизона. порода выведена с целью получить лучший источник мяса. У бифало оно ярко-красного цвета, что важно, тк. такое мясо содержит менье холестерина, чем традиционная говядина. Также заводчики утверждают, что у мяса бифало более нежный и тонкий вкус и аромат, но вот оценить его пока широкой публике не довелось - мясо продается только в нескольких магазинах США.
Верблюлама - гибрид ламы и верблюда, впервые получен в 1995 году в результате искусственного оплодотворения. У животного короткие уши и длинный верблюжий хвост, копыта сдвоенные, ноги крепкие и длинные. Верблюлама - сильное, но некрупное животное. Горба не имеет, шерсть мягкая и пушистая.
Гролар (полярный гризли) - гибрид медведя гризли и полярного медведя. Встречается в неволе и в дикой природе. Отличается толстым кремово-белым мехом, у него длинные когти, горбатая спина, темные пятна около глаз и носа.
Лигр и тигролев . Лигр - гибрид льва и тигрицы, тигролев - гибрид тигра и львицы. Лигры очень крупные, умеют и любят плавать, общительны. Самцы их стерильны, а вот самки могут приносить потомство. Тигрольвы меньше по размерам.
Речь идет о помесях между самцом тигра и самкой лигра/тигрольва или самцом льва и самкой лигра/тигрольва. Самки лигра и тигрольва могут давать потомство. Такие гибриды второго уровня чрезвычайно редки и находятся главным образом в частной собственности.
Левопард - гибрид львицы и леопарда. Тело напоминает собой леопардовое, присутствует и характерный окрас. Пятна не черные, а коричневые. А вот голова больше похожа на львиную. Своими размерами новый гибрид превышает леопарда. Левопард обожает лазать по деревьям и купаться в воде. Первое документально упоминание об этом животном встречается в 1910 году в Индии. Наиболее успешные опыты по выведению левопарда были проведены в Японии. Львица Соноко от леопарда Канео в 1959 году родила двух детенышей, а спустя три года еще троих. Самцы гибридов оказались бесплодными, последний из них умер в 1985 году. А вот одна из самок смогла родить потомство от гибрида льва и ягуара.
Саванна
- гибрид дикого сервала и домашней кошки. Сервакот получился красивым и сильным животным. Необычный вид стал популярен среди заводчиков в конце 20 века, а в 2001 году Международная Ассоциация Кошек зафиксировала его как новую зарегистрированную породу. Саванны гораздо более общительные, чем обычные домашние кошки, и их часто сравнивают с собаками благодаря их преданности хозяину. Их можно обучить ходить на поводке и даже приносить брошенные хозяином предметы. Согласно стандартам сервакот должен иметь черные или коричневые пятна, серебристый или черный цвет. Обычно эти животные имеют высокие стоячие уши, длинную тонкую шею и голову, короткий хвост. Глаза у сервакота голубые в детстве и зеленые во взрослой жизни. Весят такие коты от 6 до 14 килограмм. Стоят же они недешево, как для домашних животных - от 600 долларов и выше.
Волкособака
- гибрид дикого волка и собаки. Довольно распространенный гибрид. Обычно волка скрещивают с собакой схожего внешнего вида - немецкая овчарка, хаски, маламут. Однако физические и поведенческие характеристики гибридов не всегда соответствуют ожиданиям.
Свинья из железного века
- гибрид домашних свиней темворской породы с дикими боровами. Так и получается свинья из железного века. Этот гибрид намного более ручной, нежели дикий боров. Однако и не такой податливый, как обычные домашние свиньи. Получившиеся животные выращиваются ради мяса, которое используется в некоторых специальных сортах колбас и других изделий.
А теперь бонусный вопрос для одиннадцатиклассников:
объясните, почему стерильны межвидовые гибриды животных и как можно преодолеть эту стерильность? (в комментариях)С самых древних времен людей восхищала красота и разнообразие окружающих растений, особенно цветов. Их аромат и нежность во все века были олицетворением любви, чистоты, проявления чувств. Постепенно человек осознал, что может не просто наслаждаться уже имеющимися видами этих прекрасных созданий, но и принимать участие в их формировании. Так началась эпоха селекции растений, приводящая к получению новых видов, обладающих более нужными и важными признаками в гено- и фенотипе. Две науки, совместно работающие над этим вопросом, сумели к настоящему времени добиться просто фантастических результатов - и ботаника.
Предмет изучения ботаники
Ботаника - это наука, изучающая все, что касается растений. То есть их:
- морфологию;
- генетику;
- физиологию;
- анатомию;
- систематику.
Данная дисциплина охватывает все стороны жизни представителей флоры, начиная с внутренних процессов дыхания, размножения и фотосинтеза и заканчивая внешним разнообразием фенотипических признаков.
Это одна из самых древних наук, которая появилась вместе с развитием человека. Интерес к растущим вокруг него созданиям, так украшающим окружающее пространство, был у человека всегда. К тому же, помимо красоты, это во все времена был еще и мощный источник пропитания, лекарственных компонентов, строительного материала. Поэтому ботаника - это наука, изучающая самые древние, важные, многообразные и сложные организмы на нашей планете - растения.
Селекция растений
С течением времени и накоплением теоретических знаний о строении этих существ изнутри, их образе жизни и процессах, в них происходящих, стало доступным и понимание того, как можно манипулировать их ростом и развитием. Набирала обороты наука генетика, которая позволяла на хромосомном уровне изучать разные объекты, скрещивать их между собой, получать плохие и хорошие результаты, выбирать выгодные и нужные. Это стало возможным благодаря следующим открытиям.
- у растений.
- Открытие процессов митоза и мейоза.
- Разработка методов скрещивания.
- Явления гетерозиса, аутбридинга и инцухта.
- Расшифровка генетического кода растений.
- Биомолекулярные исследования состава клетки и тканей.
- Открытия в области цитологии и гистологии.
Конечно, это еще не все предпосылки, которые послужили началом к мощному движению и развитию селекционных методов работы над растениями.
Скрещивание и его характеристика
Другое название процесса скрещивания - гибридизация. Метод использования этого явления именуется гибридологическим. Первым его применил для своих опытов Грегор Мендель. Его знаменитые опыты на горохе знает каждый школьник.
Суть всего процесса заключается в скрещивании между собой родительских форм с целью получения гетерозиготного по признакам потомства, которое и будет называться гибридом. При этом типы скрещивания разработаны разные. Они подбираются с учетом индивидуальных особенностей сорта, вида или рода. Всего существует два основных типа подобных процессов.
- Аутбридинг, или неродственное скрещивание. Подразумевает, что начальные родительские формы не относятся к одному виду, роду или сорту. То есть не имеют родственных связей. Такое скрещивание одно из самых популярных и чаще всего приводит к гетерозису при выведении чистых линий.
- Инбридинг, или инцухт - близкородственная гибридизация особей, относящихся к одному виду или роду, сорту. Этот метод используется для закрепления в популяции какого-либо полезного признака, в том числе и фенотипического. При многократном правильно осуществляемом инцухте возможно получение чистых по генетике линий растений.
Данные типы скрещивания имеют и более узкие разновидности внутри себя. Так, одной из форм аутбридинга считается кроссбридинг - гибридизация между сортами.
Помимо типов, выделяют еще и различные виды скрещивания. Они были подробно описаны и изучены еще Менделем, Томасом Морганом и прочими генетиками прошлых столетий.
Виды скрещивания
Выделяют несколько основных видов гибридизации особей.
- Моногибридное, или простое. Подразумевает скрещивание родительских форм с получением первого потомства, проводится однократно.
- Дигибридное - за основу берутся родители, различающиеся по двум парам признаков.
- Возвратное - гибрид от первого поколения скрещивается с исходной родительской особью.
- Полигибридное, или двойное - особи первого поколения далее скрещиваются между собой, а последующие с другими сортами и видами.
Все обозначенные разновидности имеют значение в каждой определенной ситуации. То есть для одних растений достаточно простого скрещивания, чтобы получить желаемый результат. А для других требуется сложная поэтапная полигибридная гибридизация для получения желаемого признака и закрепления его во всей популяции.
Гибриды разных поколений
В результате любого скрещивания образуется то или иное потомство. Черты, которые оно взяло у родителей, способны проявляться в неодинаковой степени.
Так, признаки гибридов первого поколения фенотипически всегда единообразны, что подтверждается (первым) и его опытами на горохе. Поэтому часто для получения одинакового результата, который требуется всего на раз, применяют именно моногибридный вид гибридизации.
Далее все последующие особи уже комбинируют в себе свойства, поэтому появляется расщепление в определенных соотношениях. Проявляются рецессивы, вмешиваются Поэтому самым важным для промышленной деятельности человека, его сельского хозяйства, является именно первое получаемое поколение растений.
Типичный пример: если целью является получение только желтых томатов в результате одного сезонного периода, то скрещивать следует желтый и красный помидор, но при этом красный должен быть получен ранее от желтого родителя. В этом случае первое поколение, безусловно, будет единообразно - желтые плоды томатов.
Межвидовые гибриды: характеристика
Межвидовыми называют те гибриды, которые получают в результате аутбридинга или отдаленного скрещивания. То есть это результат спаривания особей, относящихся к разным видам, с целью получения нового с заранее заданными признаками и свойствами.
Таким способом в промышленности людьми были получены многие важные сельскохозяйственные и декоративные растения, а в селекции животных выведены многие новые виды особей.
Примеры подобных организмов
Примеры межвидовых гибридов среди растений:
- зернокормовая пшеница;
- тритикале - пшеница и рожь;
- ржано-пырейные формы;
- пшенично-элимусные;
- несколько видов табака и другие.
Если говорить о животных, то также немало представителей можно привести в пример:
Основная проблема подобных гибридизаций в том, что потомство либо бесплодное, либо нежизнеспособное. Именно поэтому люди создавали и разрабатывали массу способов для устранения этих факторов. Ведь если получается желаемый результат, то очень важно не просто его закрепить, но и ввести в систему получение подобных организмов.
В чем причина бесплодия межвидовых гибридов?
Причины таких проблем кроются в процессах а именно в анафазе, когда хромосомы расходятся к полюсам клетки. В этот момент каждая из них ищет свою гомологичную пару. Так формируются целые хромосомы из хроматид и складывается общий кариотип организма.
А вот у тех особей, у которых слияние происходило от разных родительских форм, возможность встречи подобных структур минимальна или невозможна. Именно поэтому происходит случайное комбинирование признаков и в результате особи становятся бесплодными либо нежизнеспособными. То есть гены, по сути, становятся несовместимыми.
Если обратиться к молекулярному уровню и узнать, в чем причина бесплодия межвидовых гибридов, то ответ будет таким: это несовместимость участков ДНК из ядра клетки и митохондрий. Как результат, отсутствует конъюгация хромосом в мейотическом процессе.
Это и приводит к плачевным результатам как в так и в скрещивании и выведении пород и новых видов животных. Особенно часто такое происходит у представителей флоры. Поэтому получить урожай гибридных растений можно лишь единожды, что крайне неудобно для развития сельского хозяйства.
После того как ученым стало ясно, в чем причина бесплодия межвидовых гибридов, началась активная работа по поиску способа устранения этих причин. Это привело к созданию нескольких способов ликвидации стерильности особей.
Пути преодоления бесплодия
Основной путь, который избрали для решения данной проблемы биологи, следующий. На стадии мейоза, когда хромосомы расходятся к полюсам клетки, в нее вводится специальное вещество - колхицин. Он способствует растворению нитей веретена деления (клеточного центра). В результате все хромосомы остаются в одной клетке, а не попадают в разные. Теперь возможна свободная конъюгация между гомологичными парами, а значит, вполне нормальный процесс мейоза в дальнейшем.
Таким образом, потомство становится фертильным и легко плодоносит в дальнейшем при скрещиваниях с разными формами. Чаще всего этот метод используется именно в селекции растений, имеет он название полиплоидии. Впервые был применен нашим ученым Карпеченковым. Так он получил первый фертильный гибрид капусты и редьки.
В чем причина бесплодия межвидовых гибридов, мы уже выяснили. Зная природу проблемы, удалось создать еще два способа ее решения.
- Растения опыляют пыльцой только одного из родителей. Такой метод позволяет получать несколько поколений гибридных особей, фертильных. Однако потом признак все равно возвращается, и особи снова становятся стерильными.
- Опыление гибридов в первом поколении пыльцой родителей.
На сегодня больше методов борьбы не создано, но работы в этом направлении ведутся.
Лилии и их гибриды
Символ чистоты и невинности, цветы печали и скорби по ушедшим, нежные и тонкие представители лилейных - лилии. Эти растения ценятся человеком много столетий подряд. За это время каких только сортов не было создано! Естественно, что межвидовые скрещивания коснулись их тоже.
Результатом стало выведение девяти групп гибридных сортов, которые просто поражают красотой фенотипических признаков! Среди них особое место занимают два самых необычных и востребованных представителя:
- восточные гибриды;
- лилии ОТ-гибриды.
Рассмотрим признаки обеих групп и дадим им характеристику.
Восточные гибриды
Это самый крупный по формирующемуся цветку гибрид. Биология их практически ничем не отличается от таковой у других представителей. Размеры растущей чашечки могут достигать 31 см в диаметре, а окраска бывает различна. Очень красив сорт Ниппон, имеющий белые крупные цветки с розовой окантовкой. Лепестки у них гофрированные.
Высота данных растений колеблется до 1,2 м. Это позволяет высаживать их на расстоянии 20-25 см друг от друга и формировать красивые цветущие гряды. Все представители этой группы источают очень сильный аромат.
Ориенпиты
Это и есть лилии ОТ-гибриды, аббревиатура которых образована от полного названия: ориенталь-трубчатые формы. Их еще называют за очень высокий размер растений и крупные цветки. На одном стебле высотой до 2,5 метров может сформироваться свыше 25 крупных (до 30 см) цветков, которые являются очень ароматными и яркоокрашенными.
Это позволяет данной группе гибридов быть очень востребованными у садоводов, хотя не каждому дано справиться с их разведением. Требуется очень тщательный уход и правильная высадка, чтобы такие формы могли прижиться и давать потомство.
Подсолнечник и его гибридные формы
Гибриды подсолнечника отличаются друг от друга сроками созревания семян. Так, выделяют:
- скороспелые (до 90 дней);
- раннеспелые (до 100 дней);
- среднеспелые (до 110 дней).
Семена гибриды также дают неодинаковые. Масличность и урожайность отлична и зависит от сроков созревания. Чем дольше растение в земле, тем выше качество урожая. Можно назвать несколько самых распространенных в мире гибридов данного растения, наиболее востребованных в сельском хозяйстве.
- Тунка.
- Босфор.
- Рокки.
- PR64A15.
- Ясон.
- Форвард.
Среди их основных преимуществ:
- устойчивость к засухе;
- заболеваниям и вредителям;
- урожайность;
- высокое качество семян;
- хорошее плодоношение.
Просмотры: 2900
26.04.2018
Результаты работы современных генетиков впечатляют. В настоящее время благодаря межвидовому скрещиванию различных культур селекционеры создают не просто странные или необычные овощи и фрукты, а настоящие произведения искусства, все чаще поражающие своей экзотической формой, цветом и вкусом.
Капуста Романеско
Капуста Романеско появилась в продуктовых магазинах Италии не так давно, всего около десяти лет назад. Данное растение, по сути, является близким родственником брокколи и цветной капусты, только в отличие от них светло - зеленые соцветия Романеско имеют не округлую форму кочана, а конусообразную, причем множество остроконечных конусов располагаются строго по спирали, создавая культуре причудливый вид. Кочан у этой капусты выглядит настолько необычно, что итальянцы шутят, будто он нечаянно выпал из НЛО, а затем прижился и размножился на плодородной итальянской земле.
Плоды данного растения не имеют специфического «капустного» запаха, который многих не нравится. При этом кочаны можно готовить как обычные овощи, то есть тушить, варить, употреблять в сыром виде или добавлять в свежие салаты.
Капуста Романеско имеет крайне низкую калорийность (всего 25 килокалорий на 100 грамм продукта) и содержит невысокий процент клетчатки, но зато чрезвычайно богата полезными веществами, витаминами и микроэлементами.
Фиолетовый картофель
Своему появлению эта разновидность картофеля обязана американским ученым – генетикам из штата Колорадо, которые долгое время в условиях высокогорных районов Андских Кордельеров пытались вырастить картофель уникального фиолетового цвета. Дело в том, что такой красивый и насыщенный цвет картофель приобретает благодаря высокому содержанию антоцианов, которые представляют собой окрашенные растительные гликозиды, обусловливающие красную, фиолетовую или синюю окраску плодов и листьев.
Примечательно то, что антоцианы, обладающие также высокими антиоксидантными свойствами, сохраняют свои характеристики даже после тепловой обработки блюд, поэтому оригинальная окраска кушаний, приготовленных из фиолетового картофеля, смотрится очень непривычно и привлекает внимание. Впрочем, на вкус данная разновидность картофеля ничем не отличается от вкуса традиционных и привычных клубней.
Энергетическая ценность продукта составляет 72 килокалории. При этом картофель содержит витамины (группы В и С), а также большое число макро и микро элементов (магний, железно, цинк, калий и прочие).
Плуот
Плуот представляет собой гибридное растение, полученное путем скрещивания сливы с абрикосом, а свое название культура получила в результате соединения первого и последнего слогов двух английских слов: plum (слива) и apricot (абрикос).
Внешняя окраска плодов может быть зеленоватой, розоватой, бордовой или фиолетовой, а внутри находится сочная мякоть светлого сливового оттенка.
Вывели данное растение в плодовом питомнике штата Калифорния, где вначале сотрудники выращивали исключительно саженцы деревьев с целью их последующей продажи и лишь, спустя некоторое время занялись разработкой и созданием собственных гибридов, в результате чего в 1989 году был выведен и данный сорт.
По своим вкусовым качествам Плуот превосходит как сливу, так и абрикос, поскольку гораздо слаще, насыщеннее и сочнее. В состав плодов входит большое количество витаминов группы С и растительной клетчатки. Энергетическая ценность продукта составляет 57 килокалорий.
Из данного фрукта получается великолепный сок. Также плоды идут на приготовление превосходных десертов, а некоторые энтузиасты готовят из них фруктовое вино.
В настоящее время во всем мире насчитывается 11 сортов плуота. Кроме того, селекционерами были выведены гибриды персика и сливы (пичплама), а также гибрид сливы и нектарина (нектплама).
Арбузный редис
Плоды данного растения некрупные (не более восьми сантиметров в диаметре) и выглядят как вывернутый наизнанку редис, поскольку шкурка у них зеленовато-белая, как у арбуза, а мякоть внутри имеет насыщенный малиновый оттенок. При этом арбузный редис не такой сочный и хрустящий как его обыкновенный сородич, поскольку имеет более твердую структуру.
Как и положено редису у плодов растения присутствует явный горьковатый оттенок, который по мере приближения к сердцевине становится все более сладковатым.
Из плодов арбузного редиса готовят пюре, также добавляют к салатам и отварным овощам или запекают в духовке.
Энергетическая ценность у плодов невысокая, всего 20 килокалорий, но зато они содержат много фолиевой кислоты и витаминов группы С.
Йошта
Еще великий Мичурин пытался вывести сорт крыжовника, который бы не имел острых колючек, но при этом обладал большой величиной ягод. Знаменитому селекционеру даже удалось вырастить прославленный «Черный мавр», но лишь в 1970 году селекционер из Германии Рудольф Бауэр смог создать идеальный гибрид этого кустарника.
Новый сорт, полученный в результате скрещивания крыжовника и смородины, получил имя, в основе которого соединились сразу два немецких слова: johannisbeere (смородина) и stachelbeere (крыжовник). Плоды получились размером с крупную вишню, темного, почти черного оттенка с вяжущим кисло-сладким вкусом, отдающим смородиной.
В настоящее время генетики вывели довольно обширную цветовую гамму плодов данного гибрида, поэтому можно встретить ягоды, окрашенные в красные, бордовые, коричневые и прочие оттенки.
Один куст Йошты может приносить за сезон до 10 килограмм сочных спелых ягод, из которых готовят различные десерты, напитки и производят домашние заготовки на зиму.
Энергетическая ценность продукта составляет 40 килокалорий, при этом плод чрезвычайно богат витаминами (группы С и Р) и обладает высокими антиоксидантными качествами. Кроме того ягоды Йошты способствуют выводу из организма радионуклидов, тяжелых металлов и токсинов.
Брокколини
Данная оригинальная разновидность овощей семейства капустных была выведена в результате скрещивания китайской (гайлан) и обычной брокколи. В итоге был получен гибрид, внешне напоминающий спаржу, у которого на макушке находится головка брокколи.
Брокколини не имеет привычного резкого капустного запаха и напоминает по вкусу спаржу и брокколи одновременно, но при этом в нем присутствует явная сладковатая нотка.
Сам по себе плод имеют низкую калорийность (всего 43 килокалории), хотя включает большое число полезных для организма человека веществ: витамины группы А и С, фолиевую кислоту, клетчатку и ценные микроэлементы.
В настоящее время Брокколини получил особую популярность в Бразилии, Испании, Соединенных Штатах, странах Азии, где употребляется в основном в качестве гарнира.
Нэши
Данный гибрид, полученный на основе скрещивания груши и яблони, уже на протяжении многих лет культивируется в азиатских странах, где эти плоды называют водяной, песочной, японской или азиатской грушей.
Нэши больше похоже на обычное яблоко, но по вкусу напоминает скорее сочную (благодаря высокому содержанию жидкости) и хрустящую грушу, только несколько твердую по структуре. При этом плоды гибрида намного дольше сохраняют свой привлекательный товарный вид и хорошо переносят транспортные перевозки даже на значительные расстояния.
На сегодня известно около 10 разновидностей Нэши, которые в настоящее время активно выращиваются в Соединенных Штатах, Новой Зеландии, Австралии, на Кипре и в Европе (в частности во Франции).
Энергетическая ценность продукта составляет всего 46 килокалорий, при этом плоды содержат большое число макро и микроэлементов, витаминов и клетчатки.