Микроэволюция / макроэволюция
Категории / Эволюционизм / Микроэволюция / макроэволюция / Гибридизация может давать новые виды

Гибридизация может давать новые виды

Согласно дарвиновской эволюции видообразование – образование новых и отличных видов – происходит постепенно путем генетических изменений и естественного отбора наилучших черт в борьбе за выживание и размножение.

Традиционно считалось, что механизмом генетического изменения является мутация ДНК. Однако исследования последних десятилетий показали, что генетическая рекомбинация, эпигенетическая модификация и гибридизация могут иметь большее влияние, чем мутации, в генерировании генетических вариаций, приводящих к появлению новых признаков и видов (видообразование).

Генетическая рекомбинация у эукариот (организмов, имеющих клетки с ядром) – это обмен генетическим материалом между родительскими хромосомами при продуцировании гамет (мейоз). Этот обмен дает новые комбинации генетической информации, которые могут привести к признакам у потомков, отличающихся от тех, что встречаются у любого родителя.

Heliconius hecaleЭпигенетические модификации происходят в результате сложного взаимодействия между геномом и клеточной средой, что приводит к изменениям в развитии и дифференциации экспрессии генов. Некоторые из этих модификаций становятся наследственными изменениями, которые происходят не из-за изменений в последовательности ДНК, а из-за изменений в регулировании экспрессии генов.1

Известно, что гибридизация видов происходит у растений и некоторых животных и ее суть в сочетании генетической информации от двух организмов разных родов, видов, пород или сортов путем полового размножения.

Гибридизация между двумя видами или родами, как правило, неудачна, но иногда может привести к жизнеспособному потомству.

Люди долгое время пытались производить новые виды животных и растений путем гибридизации, и с начала ХХ века учёные провели многочисленные эксперименты, многие из которых задокументированы в научной литературе.2

Влияние гибридизации на получение новых сортов и видов растений известно в течение определенного времени, но все больше признается у животных. Однако роль гибридизации в эволюционной диверсификации животных остается неясной, а вопрос, является ли межвидовая гибридизация важна как механизм, порождающий биологическое разнообразие, является предметом споров.3

Гибридные растения относительно распространены, но гибридные таксоны животных, как представляется, относительно редки, хотя гибридные особи достаточно распространены.4 Несколько видов животных являются результатом гибридизации: некоторые рыбы,5 лягушки6 и несколько ящериц,7 одно морское млекопитающее (продельфин Климене8) и несколько птиц.9 Американский рыжий волк (American red wolf) мог бы быть гибридом между койотом и серым волком.

Гибридизация была задокументирована у насекомых, причем много случаев диплоидных, двуполых видов гибридного происхождения, хотя некоторые из них были тщательно проверены.10

Недавнее исследование показывает, что гибридизация действительно может быть причиной существования различных видов некоторых насекомых.11 Группа исследователей во главе с Натаниелем Эдельманом из Гарвардского университета вместе с другими исследователями из США, Европы и Южной Америки показала, что гибридизация является важным фактором видообразования среди группы ярко окрашенных бабочек в роде геликоний (Heliconius).

Существует около 39 видов этих «длиннокрылых» бабочек, все они обитают в тропиках и субтропиках Нового Света. Их личинки питаются лианами пассифлоры и являются хорошо известными примерами неприятных на вкус насекомых.

В этом исследовании ученые проанализировали геномы шестнадцати видов геликониусов и сравнили их с геномами девяти видов других родов. Результаты показали, что многие виды имеют историю гибридизации, породившей новые комбинации генов и новые вариации бабочек Heliconius.

Данное исследование указывает на то, что естественная гибридизация может быть гораздо более существенной, чем гибридизация, реализуемая при быстром выведении вариаций растений и животных, так что ее можно добавить в перечень известных механизмов, которые могут производить новые виды гораздо быстрее, чем это можно объяснить неодарвиновской мутацией и селекцией.

Читайте Креацентр Планета Земля в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних новостей.

Вас также может заинтересовать:

Ссылки:

  1. Комментарии по эпигенетической наследственности можно найти по адресу https://www.grisda.org/caenorhabditis-elegans-role-of-epigenetics-in-microevolution

  2. Например, Grant, V. 1966. The origin of a new species of Gilia in a hybridization experiment. Genetics 54:1189-1199; Bullini, L. 1994. Origin and evolution of animal hybrid species, Trends in Ecology and Evolution 9(11):422-426; Genner, Martin J., Turner, George F. 2012. Ancient hybridization and phenotypic novelty within Lake Malawi’s cichlid fish radiation. Molecular Biology and Evolution 29(1):195–206, https://doi.org/10.1093/molbev/msr183. Whitney, K. D., Ahern, J. R., Campbell, L. G., Albert, L. P., King, M. S. 2010. Patterns of hybridization in plants. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 12(3):175-182. Abbott, R., D. Albach, S. Ansell, and 36 authors. Hybridization and speciation. Journal of Evolutionary Biology 26(2013):229-246. https://doi.org/10.1111/j.1420-9101.2012.02599.x.

  3. Dowling, T. E., Secor, C. L. 1997. The Role of hybridization and introgression in the diversification of animals Annual Review of Ecology and Systematics 28:593-619, doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.28.1.593. Seehausen, O. 2004. Hybridization and adaptive radiation. Trends in Ecology and Evolution 19(4):198-207. Mallet, J. 2007. Hybrid speciation. Nature 446:279-283. https://doi.org/10.1038/nature05706.

  4. Gray, AP. 1954. Mammalian Hybrids: A check-list with bibliography. Commonwealth Agricultural Bureaux; Gray, AP. 1958. Bird Hybrids: A checklist with bibliography. Alva, Scotland: Robert Cunningham and Sons.

  5. Schlupp, I, R Riesch, M Tobler. 2007. Amazon mollies. Current Biology 17(14):R536-537; doi:10.1016/j.cub.2007.05.012.

  6. Christiansen, DG. Gamete types, sex determination and stable equilibria of all-hybrid popultaions of diploid and triploid edible frogs (Pelophylax esculentus). BMC Evolutionary Biology 2009:9:135. doi: 10.1186/1471-2148-9-135.

  7. Cole, CH, HL Taylor, DP Baumann, P Baumann. 2014. Neaves’ whiptail lizard: The first known tetraploid parthenogenetic tetrapod (Reptilia: Squamata: Teiidae). Breviora 39(1):1-20. https://doi.org/10.3099/MCZ171.

  8. Amaral, A. R., Lovewell, G., Coelho, M. M., Amato, G., Rosenbaum, H. C. 2014. Hybrid speciation in a marine mammal: the clymene dolphin (Stenella clymene). PLOS ONE 9(1): e83645. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083645.

  9. Lamichhaney, S., Han, F., Webster, M. T., Andersson, L., Grant, B. R., Grant, P. R. 2018. Rapid hybrid speciation in Darwin's finches. Science 359(6372):224–228. doi:10.1126/science.aao4593. PMID 29170277.

  10. Dowling and Secor, 1997.

  11. Edelman, N. B., Frandsen, P. B., Miyagi, M, Mallet. J., and 25 others. 2019. Genomic architecture and introgression shape a butterfly radiation. Science 366:594-599. science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aaw2090.