Мікроеволюція / макроеволюція
Категорії / Еволюціонізм / Мікроеволюція / макроеволюція / Гібридизація може давати нові види

Гібридизація може давати нові види

Згідно з дарвінівською еволюцією видоутворення – утворення нових і відмінних видів – відбувається поступово шляхом генетичних змін та природного добору найкращих рис у боротьбі за виживання та розмноження.

Традиційно вважалося, що механізмом генетичної зміни є мутація ДНК. Однак дослідження останніх десятиліть показали, що генетична рекомбінація, епігенетична модифікація та гібридизація можуть мати більший вплив, ніж мутації, у генеруванні генетичних варіацій, що призводять до появи нових ознак та видів (видоутворення).

Генетична рекомбінація у еукаріотів (організмів, що мають клітини з ядром) – це обмін генетичним матеріалом між батьківськими хромосомами під час продукування гамет (мейоз). Цей обмін дає нові комбінації генетичної інформації, які можуть призвести до ознак у нащадків, що відрізняються від тих, що зустрічаються у будь-якого з батьків.

Heliconius hecaleЕпігенетичні модифікації відбуваються в результаті складної взаємодії між геномом та клітинним середовищем, що призводить до змін у розвитку та диференціації експресії генів. Деякі з цих модифікацій стають спадковими змінами, які відбуваються не через зміни в послідовності ДНК, а через зміни в регулюванні експресії генів.1

Відомо, що гібридизація видів відбувається у рослин та деяких тварин, і її суть в поєднанні генетичної інформації від двох організмів різних родів, видів, порід чи сортів шляхом статевого розмноження.

Гібридизація між двома видами чи родами, як правило, невдала, але іноді вона може призвести до життєздатного потомства.

Люди довгий час намагалися виробляти нові види тварин і рослин шляхом гібридизації, і з початку ХХ століття вчені провели численні експерименти, багато з яких задокументовані в науковій літературі.2

Вплив гібридизації на отримання нових сортів та видів рослин відомий протягом певного часу, але все більше визнається у тварин. Однак роль гібридизації в еволюційній диверсифікації тварин залишається неясною, а питання, чи є міжвидова гібридизація важливою як механізм, що породжує біологічне різноманіття, є предметом суперечок.3

Гібридні рослини відносно поширені, але гібридні таксони тварин, як видається, відносно рідкісні, хоча гібридні особини досить поширені.4 Кілька видів тварин є результатом гібридизації: деякі риби,5 жаби6 й кілька ящірок,7 один морський ссавець (продельфін Клімене8) і кілька птахів.9 Американський рудий вовк (American red wolf) міг би бути гібридом між койотом та сірим вовком.

Гібридизація була задокументована у комах, причому є багато випадків диплоїдних, двостатевих видів гібридного походження, хоча деякі з них були ретельно перевірені.10

Недавнє дослідження показує, що гібридизація дійсно може бути причиною існування різних видів деяких комах.11 Група дослідників на чолі з Натаніелем Едельманом з Гарвардського університету разом з іншими дослідниками зі США, Європи та Південної Америки показала, що гібридизація є важливим чинником видоутворення серед групи яскраво забарвлених метеликів у роді геліконій (Heliconius).

Існує близько 39 видів цих «довгокрилих» метеликів, всі вони живуть у тропіках і субтропіках Нового Світу. Їх личинки харчуються ліанами пасифлори і є добре відомими прикладами неприємних на смак комах.

У цьому дослідженні науковці проаналізували геноми шістнадцяти видів геліконіусів та порівняли їх з геномами дев’яти видів інших родів. Результати показали, що багато видів мають історію гібридизації, яка породила нові комбінації генів та нові варіації метеликів Heliconius.

Дане дослідження вказує на те, що природна гібридизація може бути набагато суттєвішою, ніж гібридизація, що реалізується при швидкому виведенні варіацій рослин та тварин, отже її можна додати до переліку відомих механізмів, які можуть виробляти нові види набагато швидше, ніж це можна пояснити неодарвінівськими мутацією та селекцією.

Читайте Креацентр Планета Земля в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх новин.

Вас також може зацікавити:

Посилання:

  1. Коментарі щодо епігенетичної спадковості можна знайти за адресою https://www.grisda.org/caenorhabditis-elegans-role-of-epigenetics-in-microevolution

  2. Наприклад, 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.