Что такое межвидовая гибридизация – примеры
Человек скрещивает разные виды растений и животных между собой, чтобы получить организмы с особыми, ценными для него свойствами. К примеру, мул – гетерозисный гибрид осла и лошади и нар – гибрид одногорбого и двугорбого верблюдов – обладают большой выносливостью и силой. Гибриды диких горных баранов и тонкорунных овец дают шерсть высокого качества. Однако все межвидовые и межродовые гибриды обычно бесплодны.
Почему межвидовые гибриды обычно стерильны
Причина бесплодия отдаленных гибридов заключается в различии их хромосом. Каждая хромосома представлена только одним гомологом, в результате чего образование гомологичных пар (бивалентов) в мейозе становится невозможным. Т.е. мейотический фильтр, возникающий при отдаленной гибридизации, препятствует образованию нормальных половых клеток у особей и их половому размножению.
Хромосомы разного строения у межвидовых гибридов не способны конъюгировать. При нормальном течении мейоза гомологичные пары сближаются, частично обмениваются генами, после чего расцепляются и по нитям веретена деления расходятся к разным полюсам делящейся клетки. При скрещивании же отдаленных гибридов хромосомы, не имеющие пары, не расходятся к различным полюсам, а хаотично, произвольно попадают в формирующиеся гаметы. Такие половые клетки обычно нежизнеспособны.
Полиплоидия как метод преодоления бесплодия межвидовых гибридов
Один из главных методов преодоления бесплодия межвидовых гибридов – полиплоидия. При использовании такого метода веретено деления целенаправленно разрушают специальными веществами (к примеру, ядом колхицином), а удвоившиеся хромосомы в результате остаются в одной клетке. Гомологичные хромосомы в кратных наборах родительских особей конъюгируют между собой, что восстанавливает нормальное течение мейоза.
Полиплоидный гибрид капусты и редьки – пример успешного преодоления стерильности отдаленных гибридов
Впервые стерильность отдаленных гибридов преодолел путем полиплоидии русский генетик Г.Д. Карпеченко в 1924 году, получив межродовый гибрид редьки и капусты. Оба этих вида содержат в гаплоидном наборе по 9 хромосом. Гибрид с 18 хромосомами (9 от капусты и 9 от редьки) бесплоден, поскольку эти хромосомы в мейозе не конъюгируют. В полиплоидном, амфидиплоидном, гибриде, у которого по 18 хромосом от капусты и редьки, происходит конъюгация капустных хромосом с капустными, редечных – с редечными. Такой гибрид, напоминающий и капусту, и редьку, успешно плодоносит: его стручки представлены двумя состыкованными стручками, один из которых внешне похож на капустный, а другой – на редечный.