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.

1. у растений.
2. Открытие процессов митоза и мейоза.
3. Разработка методов скрещивания.
4. Явления гетерозиса, аутбридинга и инцухта.
5. Расшифровка генетического кода растений.
6. Биомолекулярные исследования состава клетки и тканей.
7. 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.

1. 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.
2. 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.

1. Моногибридное, или простое. Подразумевает скрещивание родительских форм с получением первого потомства, проводится однократно.
2. Дигибридное - за основу берутся родители, различающиеся по двум парам признаков.
3. Возвратное - гибрид от первого поколения скрещивается с исходной родительской особью.
4. 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.

1. 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.
2. 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.

1. Тунка.
2. Босфор.
3. Рокки.
4. PR64A15.
5. Ясон.
6. Форвард.

Среди их основных преимуществ:

• устойчивость к засухе;
• заболеваниям и вредителям;
• урожайность;
• высокое качество семян;
• хорошее плодоношение.

Гибрид (от лат. hibrida ) - создание новой особи путем скрещивания живых организмов различных пород, видов, сортов. Процесс гибридизации применяется в основном к живым существам (животным, растениям).

В статье будет сделан акцент на создание таких организмов в животном мире. Это наиболее сложные эксперименты. Также читатель сможет увидеть гибриды животных, фото которых размещены в разделах.

История

Первые попытки создания гибридов осуществлялись еще в XVII веке немецким ученым в области ботаники Камерариусом. А в 1717 году английским садоводом Томасом Фрэйдчайлдом научному сообществу был представлен успешный результат гибридизации - новый вид гвоздики.

В царстве животных все было гораздо сложнее. В мире дикой природы крайне редко можно встретить гибриды животных. Поэтому скрещивание представителей разного вида происходило искусственно - в лабораторных условиях или в заповедниках.

Самый первый гибрид с тысячелетней историей - это, конечно же, мул - смесь осла и лошади.

С середины XIX века с появлением заповедников и зоопарков (в таком виде, в котором мы привыкли их видеть в современности) стали скрещивать между собой медведей - бурого и белого, а также зебру с лошадью.

Уже с середины XX века ученые во всем мире проводят эксперименты по скрещиванию различных видов животных. Все они преследуют различные цели: кто-то выводит гибриды для улучшения производительности, кто-то - для экзотики, а кто-то - для получения эффективных лекарств.

Гибриды животных: какие они?

Во всем мире насчитывается более 80 межвидовых гибридов, но остановимся на самых ярких и известных представителях.

Пизли

Пизли (акнук) - помесь белого медведя и медведя гризли. Первое упоминание о необычном животном датируется 1864 годом. Тогда в северо-западной части Северной Америки, возле озера Рандеву, был застрелен медведь с необычным мутно-белым окрасом и с золотисто-коричневой мордой.

Спустя 10 лет в немецком зоопарке (г. Галле) было получено первое потомство от белого и бурого медведей. Малыши рождались белого цвета, но со временем окрас менялся на голубовато-бурый или золотисто-бурый. Пизли показали хорошие результаты в плане размножения: гибридные животные успешно давали потомство. Скрещивание происходило и между акнуками, и с представителями чистой линии.

Зачастую межвидовые гибриды животных не являются репродуктивными, но пизли составляют исключение, так как оба медведя по биологическим признакам можно отнести к одному виду, но, исходя из ряда морфологических признаков, медведи были выделены учеными в отдельные виды.

Еще до 2006 года существовало мнение, что гибриды животных не встречаются в естественной среде. Этот миф был развеян 16 апреля 2006 года американским охотником Джимом Мартеллом, который на острове Банки (канадская часть Арктики) застрелил пизли, что стало неоспоримым доказательством появления гибридов в дикой природе.

Лигр и тигролев

Первый - гибрид тигрицы и льва, а второй - потомство львицы и тигра. Данные гибриды животных появляются на свет исключительно в искусственных условиях, причина тому банальна - разные места обитания (Африка и Евразия) не позволяют им встретиться, это возможно только в зверинцах.

Внешне лигры похожи на пещерного льва, который вымер еще в период плейстоцена. На сегодняшний день этот гибрид считается самым крупным среди кошачьих. Объясняется это явление генами роста: у тигров они не так активны, как у львов. По этой же причине тигролев меньше тигра.

В парке развлечений «Джангл Айленд» (Майями, США) содержится самец лигр по имени Геркулес весом 418 кг. Для сравнения: средний вес амурского тигра варьируется от 260 до 340 кг, а африканского льва - от 170 до 240 кг. Так, Геркулес за один подход поглощает до 45 кг пищи, а скорость в 80 км/ч развивает за 10 секунд.

Примечательность лигров состоит в том, что эти кошки любят плескаться в воде. Еще одна особенность: лигры — одни из немногих гибридов, которые способны воспроизводить потомство. Так, в Новосибирском зоопарке 16 августа 2012 года лев Самсон и лигрица Зита стали родителями, дав жизнь лилигрице Киаре.

На сегодняшний день в мире насчитывается чуть более 20 лигров.

Бестер

Бестер - гибрид двух представителей семейства осетровых - самки белуги и самца стерляди. Своим появлением бестер обязан российскому ученому-биологу - профессору Н. И. Николюкину. С 1948 года он вплотную занялся проблемой гибридизации осетровых. В 1952 году супруга Николая Ивановича, которая вместе с мужем работала над созданием гибридов рыб, попыталась искусственным путем получить потомство стерляди и белуги. Неколюкины не предполагали, что этот внеплановый эксперимент положит начало новому направлению в рыбоводстве.

Во время опытов профессор скрещивал разные виды осетровых, но до белуги и стерляди очередь не доходила. Возможно, он считал подобный эксперимент изначально провальным, так как эти осетровые разные по размеру и весу (белуга — до тонны, а стерлядь — не более 15 кг), обитают и нерестятся в разных местах, да и их гибриды не могут давать потомство. Но все произошло с точностью до наоборот.

Бестер взял от белуги быстрый рост, а от стерляди - быстрое половое созревание, что является немаловажным фактором для промышленной рыбы. Также у гибрида получилось неимоверно нежное мясо и вкусная икра.

Сейчас на территории России бестеров разводят в промышленных масштабах.

Кама (верблюлама)

Это гибрид бактриана-самца и ламы-самки. Первая кама увидела свет в 1998 году в репродукционном центре животных Дубая. Особь создавалась искусственно, основной целью такого скрещивания было получить животное с выносливостью верблюда и качеством шерсти ламы. Эксперимент удался. Кама получилась весом до 60 кг, с шерстью длиной не менее 6 см, со способностью перевозить грузы до 30 кг. Недостаток верблюламы - неспособность к размножению. Конечно, в природе такой вариант был бы невозможен, так как ламы обитают в Южной Америке, а бактрианы - в Азии и Африке, да и по размерам первые значительно уступают вторым. Несмотря на эти данные, оказалось, что у верблюда и ламы одинаковое количество хромосом.

На сегодняшний день в ОАЭ получено шесть особей кам.

Косаткодельфин (вольфин, китофин)

Косаткодельфин - гибрид касатки (малая черная) и афалины. Первый вольфин появился в аквапарке в Токио, но погиб в полугодовалом возрасте. Второй гибрид косаткодельфина появился на Гавайях в морском парке SeaLifePark в 1986 году. Самка вольфина по кличке Кекаималу начала размножение в возрасте пяти лет, что довольно рано для касаток и дельфинов. Первый опыт материнства был несколько неудачным: мать отказывалась кормить малышку, поэтому её выкармливали искусственно, что позволило вырастить абсолютно ручную особь, но ее жизнь оказалась непродолжительной и оборвалась в возрасте 9 лет. Счастье материнства Кекаималу испытывала три раза, но наиболее успешным оказался последний: в 2004 году от самца афалины появилась на свет самочка Кавили Каи. Малышка оказалась очень игривой, а через месяц после рождения достигла размеров своего отца.

Интересный факт обнаружили ученые: у вольфина 66 зубов, у афалины - 88, а у касатки - 44.

Сейчас в мире существует две особи косаткодельфина, которые содержатся на Гавайях. Иногда появляется информация, что вольфинов видели на воле, но ученым пока не удалось подтвердить эти данные.

Другие гибриды

Давайте посмотрим, каковы наиболее распространенные гибриды животных. Примеры достаточно интересны. Это следующие гибриды:

• домашней лошади и зебры - зеброид;
• осла и зебры - зебрул;
• бизона и зубра - зубробизон;
• соболя и куницы - кидас;
• цихлидовых - попугай красный;
• самки африканского льва и леопарда - левопард;
• леопарда и львицы - леопон;
• глухаря и тетерева - межняк;
• дромадера и бактриана - нар;
• львицы и тигра - тигон;
• зайцев русака и беляка - тумак;
• коровы и яка - хайнак (дзо);
• хорька и норки - хонорик;
• леопарда и ягуара - ягопард.

А вот такие в ходе многих экспериментов получались

• лошади и осла - мул;
• ослицы и жеребца - лошак;
• барана и козы;
• алмазного и золотого фазанов - гибридный фазан;
• коровы домашней и американского бизона - бифало;
• гибрид, полученный в результате скрещивания селезней мускусных с утками пекинской белой, руанской, оргпингтон, белой алье - муллард;
• свиньи домашней с боровом диким - свинья из железного века.

Про гибриды животных можно говорить очень долго, учитывая их количество и многообразие. Но есть ли другие варианты, например, гибриды животных и растений?

На сегодняшний день существует единственный известный гибрид - морская улитка (Elysia chlorotica), обитающая на побережье Северной Америки со стороны Атлантического океана. Эти животные питаются солнечной энергией: употребляя в пищу растения, они фотосинтезируют. Улитку окрестили желатиновым заводом зеленого цвета. Этот гибрид получает хлоропласты, которые потом хранятся в клетках кишечника. Любопытный факт: морская улитка при продолжительности жизни не более одного года может питаться только первые две недели с момента рождения, после чего потребление еды становится неприоритетным.

Гибриды растений и животных стали уже привычными, а как бы отреагировала общественность на гибрид человека и животного? И существуют ли такие?

О существовании таких гибридов ходит много слухов, но, к сожалению, есть весьма мало фактов. Однако, изучая мифологию разных народов, ученые указывают на наличие практически во всех эпосах зверолюдей. Ученые из Австралии и США изучили более 5000 наскальных рисунков, текстов. Чаще всего встречаются описания людей, тела которых (как правило, нижняя часть) состоят из тела лошади, козла, барана, собаки. Названия таких зверолюдей нам хорошо известны из мифологии. Это кентавры, минотавры, сатиры и другие.

Существование подобных «людей» ученые объяснили тем, что в древние времена зоофилия была обычным явлением, особенно в армии, ведь рядом всегда содержались стада овец и коз. Животные были для военных не только потенциальной пищей, но и объектами удовлетворения сексуальных потребностей. У многих ученых Средневековья встречаются упоминания о рождении у женщин детей от животных и наоборот. Эти факты остаются под большим вопросом, так как с биологической точки зрения это невозможно из-за разного набора хромосом.

В последнее время общественности открываются все новые, неоднозначные факты. Один из таких фактов - проведение эксперимента по оплодотворению женщины спермой шимпанзе в фашистской Германии и СССР. По некоторым данным, Советский Союз после ряда попыток получил положительный результат. Дальнейшая судьба эксперимента еще не раскрыта.

Гибрид человека и животного для современного общества является нонсенсом, но в СМИ продолжает появляться информация о подобных экспериментах. Правда это или вымысел? Судить будем лет через 10-20. Время покажет, как далеко шагнет наука, а пока будем поглощать гибридные фрукты-овощи, наслаждаться красотой гибридных растений и животных и надеяться, что человечество не вернется в каменный век.

Гибридизация - скрещивание особей, которые различаются хотя бы одним геном. Если особи различаются лишь одной парой разных признаков, такое скрещивание называют моногибридным (например, гибридизация красноцветкового растения с бело-цветковым или белой мыши с серой).

Подобные скрещивания позволили Г. Менделю сформулировать основные законы наследственности, да и сейчас гибридологический анализ - основной метод классической генетики. При записи схем опытов по гибридизации, часто весьма сложных, используют обозначения: сама гибридизация обозначается знаком X, мужской и женский пол - астрономическими знаками Марса и Венеры, родители - латинской буквой Р, потомство - буквой Р (р1 - первое поколение гибридов, р2 - второе и т. д.).

В практике гибридизация особей одного вида используется чаще всего в двух целях. В селекции ее применяют для того, чтобы получить новый сорт, породу или линию, сочетающие выгодные для человека свойства родителей. Широко распространена также межлинейная и межпородная гибридизация, которую проводят, чтобы использовать гибридную мощность Р1. Гибридизация - важное средство повышения продуктивности сельского хозяйства.

Зеброид - гибрид зебры с лошадью (ослом)

Удваивать число хромосом генетики научились давно, обрабатывая клетки особым веществом - колхицином, полученным из растения безвременника. Формы с удвоенным числом хромосом называют амфидиплоидами. Первый гибридный амфидиплоид - рафанобрассику, гибрид редьки и капусты, получил советский ученый Г. Д. Карпеченко еще в 1922-1924 гг. Теперь таких гибридов получено уже немало. Упомянем лишь тритикале - гибрид пшеницы и ржи, мощный фуражный злак, полученный в 1938 г. А. И. Державиным, а также пшенично-пырейные гибриды Н. В. Цицина. Многие виды растений явно имеют гибридное происхождение. Сама пшеница - сложный гибрид - полиплоид, а культурная слива - потомок терна и алычи.

У животных такой путь повышения гибридной плодовитости затруднен. Лишь Б. Л. Астауров с сотрудниками получил плодовитый межвидовой гибрид домашнего и дикого тутового шелкопрядов. Для этого пришлось получить гексаплоидных (с шестью наборами хромосом) самок домашнего шелкопряда и скрестить их с диким.

Гибридные виды в природе возникают намного чаще у растений, чем у животных. Однако и у растений гибриды в природе довольно редки.

Между представителями разных видов гибридизация проходит труднее. Особи разных видов обычно не скрещиваются. Если внутривидовые гибриды, как правило, плодовиты (фертильны), то межвидовые обычно бесплодны (стерильны). Однако и они нередко обладают гибридной мощностью, и с этой целью их стремятся получить. С глубокой древности известны мулы (лошадь X осел) и лошаки (ослица X жеребец), которые выносливы, но бесплодны. Известны также нары - гибриды одногорбого верблюда (дромадера) и двугорбого (бактриана). Пары плодовиты, но особи Р2 мелки и слабосильны. Чтобы этого избежать, Р1 скрещивают либо с дромадерами, либо с бактрианами. Помеси яка с коровами (сарлыки, высокоценимые за жирномолочность) и бизона с коровами ограниченно плодовиты: у них стерильны только самцы. То же наблюдается при отдаленной гибридизации растений: Р1 часто бывают стерильными.

Какова причина стерильности или ограниченной плодовитости межвидовых гибридов? Прежде всего, это может быть несовместимость ядра и цитоплазмы. Мужское ядро, полученное со сперматозоидом, может просто не развиваться в цитоплазме материнской яйцеклетки. Но главная причина - нарушения мейоза при возникновении мужских и женских половых клеток Р1. Ведь во время мейоза одинаковые, гомологичные хромосомы, полученные от отца и от матери, выстраиваются попарно (такое соединение генетики называют бивалентом). Естественно, если число хромосом у отца и матери гибрида разное, процесс образования бивалентов нарушен и половые клетки формируются нежизнеспособные, с неполным или избыточным количеством хромосом. То же наблюдается и в том случае, если число хромосом одинаковое, но они сильно отличаются по структуре. Отдаленные гибриды вообще часто бывают малоплодовитыми, но их плодовитость можно довести до нормальной последующими скрещиваниями с одним из родителей. При этом хромосомы одного вида вытесняются при последующих мейозах хромосомами другого, и гибрид перестает быть гибридом - по генетической структуре он уподобляется одному из родителей.

На растениях разработан более эффективный способ восстановления плодовитости гибридов без потери их гибридной, смешанной генетической структуры. Исследователи рассуждали так: гибриды неплодовиты, потому что отцовские хромосомы при мейозе не "узнают" материнские, не образуют гомологичных пар - бивалентов. А если удвоить число хромосом в клетке перед мейозом? Тогда и отцовские и материнские хромосомы нашли бы себе пару, и половые клетки получились бы со сбалансированным набором хромосом, я значит, жизнеспособные.

При гибридизации родительские признаки у гибридов комбинируются, иногда возникают новые. Если скрестить пшеницу с типом колоса А и Б, гибриды первого поколения больше похожи на А. Во втором поколении гибридов (нижний ряд) выщепляются гомозиготы, похожие на родителей, а гетерозиготы (в центре) приобретают длинный колос. В данном случае скрещиваемые формы различаются по трем парам аллелей.

В последние годы было сделано интересное открытие. Оказалось, что клетки многоклеточных организмов, разводимые в лабораториях на твердой питательной среде, могут сливаться друг с другом. Это клетки с двойным набором хромосом (2п), соматические, поэтому новый прием генетики назвали соматической гибридизацией. Удалось получить гибридные соматические клетки: человек X мышь, человек X золотистый хомячок, мышь X крыса, мышь X обезьяна, мышь X курица и даже хомяк X черепаха, человек X комар! Если слияние клеток произошло, хромосомы столь разных видов могут некоторое время уживаться в гибридной клетке. Этот метод чрезвычайно важен для картирования генов, с его помощью можно определить, в какой хромосоме расположен тот или иной ген. Добиться слияния растительных клеток в культуре гораздо труднее, поскольку они покрыты оболочкой из клетчатки. Могут сливаться лишь протопласты растительных клеток, у которых оболочки удалены химическим путем. Решение этой проблемы обещает многое: в отличие от животных из одной растительной клетки можно вырастить целое растение. Таким путем можно было бы получить самые фантастические гибриды, создание которых сейчас кажется невозможным.

План:

Введение

• 1 Реципрокные гибриды
  • 1.1 Реципрокные эффекты
    • 1.1.1 Измерение реципрокных эффектов
    • 1.1.2 Реципрокные эффекты у птиц
    • 1.1.3 Реципрокные эффекты у млекопитающих
  • 1.2 Теории реципрокных эффектов
    • 1.2.1 «Материнский эффект»
    • 1.2.2 «Отцовский эффект»
• 2 Межвидовая и межродовая гибридизация
• 3 Гибриды в научной номенклатуре
  • 3.1 В ботанике
• 4 В растениеводстве
• 5 В зоологии
• 6 Стерильность гибридов
• 7 Разрушение гибридов
• 8 Гибриды, имеющие собственные названия
  • 8.1 Гибриды в семействе Орхидные
Примечания

Введение

Гибрид лошади и зебры

Гибри́д (от лат. hibrida, hybrida - помесь) - организм (клетка), полученный вследствие скрещивания генетически различающихся форм. Понятие гибрид особенно распространено в ботанике, но применяется и в зоологии.

В промышленном и любительском цветоводстве также используется термин грекс (англ. grex ). Введен Карлом Линнеем для использования биноминальной номенклатуры в классификации искусственных гибридов.

Гибриды могут быть внутривидовыми (при скрещивании различных сортов, форм, разновидностей), внутриродовыми (при скрещивании видов принадлежащих одному роду) или межродовыми (при скрещивании видов относящихся к разным родам).

В цветоводстве, гибриды первого поколения называются первичными гибридами.

Возможность искусственного получения гибридов впервые предположил немецкий учёный Р. Камерариус в 1694 году, впервые искусственную гибридизацию осуществил английский садовод Т. Фэрчайлд, скрестив в 1717 году разные виды гвоздик.

В XVIII в. гибриды в русском народном языке назывались «ублюдками». В 1800 году Смеловский Т. А. ввёл термин «помеси», который просуществовал весь XIX век, и только в 1896 году Бекетов А. Н. предложил термин «гибриды» .

1. Реципрокные гибриды

Реципрокные гибриды появляются в результате реципрокных скрещиваний - гибридизация включающая перемену пола родителей, связанных с каждым генотипом.

1.1. Реципрокные эффекты

Различия между реципрокными гибридами - реципрокные эффекты - свидетельствуют о неодинаковом вкладе мужского и женского пола в генотип потомства. Если бы потомки от отца и матери получали одинаковую генетическую информацию, то не должно было быть никаких реципрокных эффектов.

1.1.1. Измерение реципрокных эффектов

Для измерения реципрокных эффектов (r) можно использовать выражение:

где A и B - значения признака для исходных скрещиваемых форм; a - то же самое для гибрида ♂A x ♀B; b - для реципрокного гибрида ♂B x ♀A. Положительное значение r (r > 0) будет означать «отцовский» эффект, отрицательное (r < 0) - «материнский», а абсолютная величина r (│r│) даст относительную оценку этих эффектов в единицах, равных разности значения признака для исходных форм (B - A).

1.1.2. Реципрокные эффекты у птиц

У кур «отцовский» эффект наблюдался по наследованию инстинкта насиживания (r = 0.45, 0.38 и 0.50 ), половой скороспелости (r = 0.59 ), яйценоскости (r = 0.32, −2.8, 1.07, 0.11, 0.46, 1.14 и 2.71 ), и живому весу (r = 0.30).

По весу яиц наблюдался «материнский эффект» (r = −1.0).

1.1.3. Реципрокные эффекты у млекопитающих

У свиней «отцовский» эффект наблюдается по числу позвонков (отбор на длинное туловище) (r = 0.72 и 0.74 ), длине тонкого кишечника (отбор на лучшую оплату корма), и динамике роста (отбор на скороспелость) (r = 1.8).

«Материнский эффект» наблюдался по среднему весу эмбрионов, пищеварительной системы и её частей, длине толстого кишечника и весу новорожденных поросят.

У крупного рогатого скота «отцовский» эффект наблюдался по удою молока (r = 0.07, 0.39, 0.23) и продукции молочного жира (количество жира) (r = 1.08, 1.79, 0.34).

«Материнский эффект» наблюдался по проценту жира в молоке у коров (r = −0.13, −0.19, −0.05).

1.2. Теории реципрокных эффектов

1.2.1. «Материнский эффект»

Материнский эффект может быть обусловлен цитоплазматической наследственностью, гомогаметной конституцией и утробным развитием у млекопитающих. Различают собственно материнский эффект, когда генотип матери проявляется в фенотипе потомства. Молекулы в яйцеклетке, такие как мРНК, могут влиять на ранние стадии процесса развития. Различают также материнское наследование, при котором часть генотипа потомство получает исключительно от матери, например митохондрии и пластиды, содержащие свой собственный геном. При материнском наследовании фенотип потомства отражает его собственный генотип.

1.2.2. «Отцовский эффект»

Большее влияние отца на яйценоскость дочерей у кур объясняли тем, что у птиц гетерогаметным полом является самка, а гомогаметным - самец. Поэтому свою единственную X-хромосому курица получает от отца, и если яйценоскость определяется ею, то тогда все понятно. Эта трактовка может объяснить хромосомный механизм явления у птиц, но для млекопитающих уже неприменима. Удивительно также то, что признаки, проявляющиеся только у женского пола (инстинкт насиживания, скороспелость и яйценоскость у курицы или удой молока и количество молочного жира у коровы), которые, казалось бы, должны передаваться матерью, тем не менее передаются больше отцом.

2. Межвидовая и межродовая гибридизация

Межвидовая гибридизация часто наблюдается как в природе, так и при культивировании человеком (содержании в неволе) у множества видов растений и животных. В природе в районах соприкосновения близких видов могут формироваться так называемые «гибридные зоны», где гибриды численно преобладают над родительскими формами.

Межвидовая интрогрессивная гибридизация широко распространена у дафний. В некоторых летних популяциях дафний гибриды преобладают, что затрудняет определение границ видов /

Хонорик - выведенный путем селекции гибрид между тремя родительскими видами рода Mustela . Самцы хонориков стерильны, а самки фертильны.

Известный экспериментальный гибрид рафанобрассика (лат. Raphano-brassica ) был получен Г. Д. Карпеченко при скрещивании редьки с капустой. Оба вида принадлежат к разным родам и имеют по 18 хромосом. Гибрид, полученный в результате удвоения числа хромосом (36), был способен к размножению, так как в процессе мейоза хромосомы редьки и капусты коньюгировали с себе подобными. Он обладал некоторыми признаками каждого из родителей и сохранял их в чистоте при размножении.

Межродовые гибриды (как естественные, так и полученные селекционерами) известны также в семействах злаков, розоцветных, цитрусовых , орхидных и др. Так, гексаплоидный геном мягких пшениц образовался путем объединения диплоидных геномов двух предковых видов пшениц и одного вида близкого рода Aegilops .

3. Гибриды в научной номенклатуре

3.1. В ботанике

Гибридные таксоны растений называются нототаксонами.

• Гибридность указывается посредством знака умножения «×» или добавления префикса «notho-» к термину, обозначающему ранг таксона.
• Гибридность между таксонами обозначается посредством знака «×», помещённого между названиями этих таксонов. Названия в формуле предпочтительнее располагать в алфавитном порядке. Направление скрещивания может указываться посредством символических знаков пола (♂ и ♀).
  Пример: Phalaenopsis amabilis (L.) Blume × Phalaenopsis aphrodite Rchb.f.
• Гибридам между представителями двух и большего числа таксонов могут быть даны названия. В этом случае знак «×» помещается перед названием межродового гибрида или перед эпитетом в названии межвидового гибрида. Примеры:
  • Cattleya ×hardyana
  • × Ascocenda
• Нототаксон не может быть обозначен, если неизвестен по крайней мере один из его родительских таксонов.
• Если вместо знака «×» по каким-то причинам употребляется буква «х», то между этой буквой и эпитетом может быть сделан один буквенный пробел, если это поможет избежать неясности. Буква «х» должна быть строчной.
• Нотородовое название гибрида между двумя и более родами является либо сжатой формулой, в которой названия, принятые для родительских родов, комбинируются в одно слово, либо образовано от имени исследователя или садовода, занимавшегося этой группой. Примеры:
  • × Rhynchosophrocattleya (= Rhyncholaelia × Sophronitis × Cattleya )
  • × Vuylstekeara (= Cochlioda × Miltonia × Odontoglossum ). Род зарегистрирован в 1911 году известным бельгийским коллекционером и селекционером орхидных Charles Vuylsteke (1844-1927).
• Таксоны, считающиеся гибридными по происхождению, не требуется обозначать как нототаксоны. Примеры:
  • Гомозиготный гибридный тетраплоид наперстянки Digitalis ×mertonensis , полученный от искусственного скрещивания Digitalis grandiflora × Digitalis purpurea , может приводиться при желании, как Digitalis mertonensis .
  • Rosa canina , полиплоид, который, как полагают, имеет древнее гибридное происхождение, рассматривается как вид .

По данным AOS начиная с января-марта 2008 года между знаком × и названием гибридного рода должен быть пробел .
Пример: × Rhynchosophrocattleya .

4. В растениеводстве

При создании новых сортов культурных растений получение гибридов осуществляется ручным путём (ручное опыление, удаление метёлок), химическими (гаметоцид) или генетическими (самонесовместимость, мужская стерильность) средствами. Полученные компоненты можно использовать в различных системах контролируемого скрещивания. Цель селекционера заключается в использовании гетерозиса, или жизненной силы гибрида, которая проявляется с наибольшим эффектом в поколении F1, - чтобы получить желаемое преимущество в урожайности или по некоторой другой характеристике в результирующем поколении, или гибриде. Этот гетерозис особенно хорошо выражен в случае скрещиваний между инбредными линиями, но может также показать преимущество в рамках других систем.

Гибрид, полученный путём однократного скрещивания между двумя инбредными линиями, обычно оказывается высоко однородным. Факт наличия гетерозиготности не имеет последствий, так как обычно дальнейшего размножения сверх поколения F1 не проводится, и сорт поддерживается многократным возвратом к контролируемому скрещиванию родительских линий .

5. В зоологии

6. Стерильность гибридов

Явления стерильности гибридов неоднородны. Наблюдается изменчивость в отношении того, на какой именно стадии проявляется стерильность и каковы её генетические причины.

Нарушение сперматогенеза на стадиях, предшествующих мейозу, - непосредственная причина стерильности у самцов мула; нарушения мейоза - причина стерильности у гибридных самцов при некоторых скрещиваниях между разными видами Drosophila (например, D. pseudoobscura × D. persimilis ).

К ограниченной полом стерильности и нежизнеспособности гибридов у раздельнополых животных приложимо обобщение, известное под названием правила Холдейна. Гибриды от межвидовых скрещиваний у раздельнополых животных должны состоять, во всяком случае потенциально, из гетерогаметного пола (несущего хромосомы XY) и гомогаметного (XX) пола. Правило Холдейна гласит, что в тех случаях, когда в проявлении стерильности или нежизнеспособности гибридов существуют половые различия, они наблюдаются чаще у гетерогаметного, чем у гомогаметного пола. У большинства животных, в том числе у млекопитающих и у двукрылых, гетерогаметны самцы. Из правила Холдейна имеются, однако, многочисленные исключения.

Третья стадия развития, на которой может проявляться гибридная стерильность, - это гаметофитное поколение у растений. У цветковых растений из продуктов мейоза непосредственно развиваются гаметофиты - пыльцевые зерна и зародышевые мешки, - которые содержат от двух до нескольких ядер и в которых формируются гаметы. Нежизнеспособность гаметофитов - обычная причина стерильности гибридов у цветковых растений. Мейоз завершается, но нормального развития пыльцы и зародышевых мешков не происходит.

Гибридная стерильность на генетическом уровне может быть обусловлена генными, хромосомными и цитоплазматическими причинами .Наиболее широко распространена и обычна генная стерильность. Неблагоприятные сочетания генов родительских типов, принадлежащих к разным видам, могут приводить и действительно приводят к цитологическим отклонениям и нарушениям развития у гибридов, что препятствует образованию гамет. Генетический анализ генной стерильности у гибридов Drosophila (D. pseudoobscura × D. persimilis , D. tnelanogaster × D. simulans и т. п.) показывает, что гены, обусловливающие стерильность, локализованы во всех или почти во всех хромосомах родительского вида .

Неблагоприятные взаимодействия между цитоплазматическими и ядерными генами также ведут к стерильности межвидовых гибридов в разных группах растений и животных .

Виды растений и животных часто различаются по транслокациям, инверсиям и другим перестройкам, которые в гетерозиготном состоянии вызывают полустерильность или стерильность. Степень стерильности пропорциональна числу независимых перестроек: так гетерозиготность по одной транслокации даёт 50%-ную стерильность, по двум независимым транслокациям - 75%-ную стерильность и т. д. Стерильность растений определяется гаметофитом. У гетерозигот по хромосомным перестройкам в результате мейоза образуются дочерние ядра, несущие нехватки и дупликации по определённым участкам; из таких ядер не получается функциональных пыльцевых зёрен и семязачатков. Хромосомная стерильность подобного типа очень часто встречается у межвидовых гибридов цветковых растений.

Течение мейоза у гибрида может быть нарушено либо генными факторами, либо различиями в строении хромосом. Как генная, так и хромосомная стерильность может выражаться в аберрантном течении мейоза. Но типы мейотических аберраций различны. Генная стерильность обычна у гибридов животных, а хромосомная стерильность - у гибридов растений. Генетический анализ некоторых межвидовых гибридов растений показывает, что нередко у одного гибрида наблюдается одновременно и хромосомная, и генная стерильность .

7. Разрушение гибридов

В случаях, когда некий межвидовой гибрид достаточно жизнеспособен и способен к размножению, поколения его потомков будут содержать значительную долю нежизнеспособных, субвитальных, стерильных и полустерильных особей. Эти типы представляют собой неудачные продукты рекомбинации, возникшие при межвидовой гибридизации. Такое подавление мощности и плодовитости в гибридном потомстве называют разрушением гибридов (hybrid breakdown). Разрушение гибридов - последнее звено в последовательности преград, препятствующих межвидовому обмену генами.

Разрушение гибридов неизменно обнаруживается в потомстве межвидовых гибридов у растений, где его легче наблюдать, чем при большинстве скрещиваний у животных .

8. Гибриды, имеющие собственные названия

• Мул - гибрид от скрещивания осла и лошади.
• Лошак - гибрид от скрещивания жеребца и ослицы.
• Лигр - гибрид от скрещивания льва (Panthera leo ) и тигрицы (Panthera tigris ).
• Тигон - гибрид от скрещивания тигра и львицы.
• Леопон - гибрид леопарда-самца и львицы-самки.
• Ягопард - гибрид ягуара и леопарда.
• Хонорик - гибрид хорька и европейской норки.
• Нар - гибрид одногорбого и двугорбого верблюдов.
• Муллард - гибрид, получаемый при скрещивании селезней мускусных уток с утками породы пекинская белая, оргпингтон, руанская и белая алье.
• Межняк - гибрид тетерева и глухаря.
• Хайнак (Дзо) - гибрид яка и коровы.
• Зубробизон - гибрид зубра и бизона.
• Зеброид - гибрид от скрещивания зебры и домашней лошади.
• Зебрул - гибрид от скрещивания зебры и осла.
• Красный попугай - аквариумная рыба, гибрид семейства цихлид.
• Тумак - гибрид зайца-беляка и зайца-русака.
• Кидас (кидус) - гибрид соболя и лесной куницы.
• Кама, или верблюлама - гибрид одногорбого верблюда и ламы.
• Вольфин - гибрид дельфина и косатки.
• Левопард- гибрид самки Африканского леопарда и самца льва

8.1. Гибриды в семействе Орхидные

Многие виды одного рода и даже представители различных родов легко скрещиваются между собой, образуя многочисленные гибриды, способные к дальнейшему размножению. Большинство гибридов, появившихся за последние 100 лет, создано искусственно с помощью целенаправленной селекционной работы .

Селекция фаленопсисов и других красивоцветущих орхидей развивается в двух направлениях: для срезки и для горшечной культуры.

Некоторые искусственные роды орхидей:

• Brassolaeliocattleya
• Vuylstekeara
• Rhynchosophrocattleya

Примечания

1. Щербакова А.А. История ботаники в России до 60-х годов XIX века (додравиновский период). - Новосибирск: "Наука", 1979. - 368 с.
2. Roberts E., Card L. (1933). V World Poultry Congr., 2 , 353.
3. 1 2 Morley F., Smith J. (1954). «Agric. Gaz. N. S. Wales» 65 , N. 1, 17.
4. Saeki J., Kondo K., et al. (1956). «Jpn. J. Breed.» 6 , N. 1, 65.
5. 1 2 Warren D. (1934). «Genetics» 19 600.
6. 1 2 Дубинин Н. П., Глембоцкий Я. Л. (1967) Генетика популяций и селекция. М.: Наука с. 487, 496.
7. 1 2 3 Добрынина А. Я. (1958) Реципрокные скрещивания московских кур и леггорнов. Тр. Ин-та генетики АН СССР, М, № 24, с. 307.
8. Асланян М. М. (1962) Особенности наследования и эмбрионального развития поросят при скрещивании свиней крупной белой породы и шведский ландрас. Научн. докл. высш. школы, № 4, с. 179.
9. 1 2 Александров Б. В. (1966) Рентгенографическое исследование варьирования и характера наследования числа позвонков при скрещивании свиней крупной белой породы и ландрас. Генетика. 2 № 7, с. 52.
10. К. Вилли (1964) Биология. М. Мир. 678 с.
11. Венский международный кодекс ботанической номенклатуры (2006) - ibot.sav.sk/icbn/main.htm
12. Dateline London, England - May 20, 2008. RHS Advisory Panel on Orchid Hybrid Registration (APOHR) Meeting. - www.aos.org/AM/Template.cfm?Section=Home&TEMPLATE=/CM/ContentDisplay.cfm&CONTENTID=4714
13. Руководство для новых типов и видов. Международный союз по охране новых сортов растений (UPOV). 2002 г. - www.gossort.com/upov/metodmat/Doc_TGP/TGP_13_01.doc
14. 1 2 3 Грант В. Эволюция организмов. М.: Мир, 1980. 480 с
, Прививочный гибрид , Гибрид овцы и козы , Гибрид верблюда и ламы .

Гибридизация - процесс образования или получения гибридов , в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке.

Может осуществляться в пределах одного вида (внутривидовая гибридизация) и между разными систематическими группами (отдалённая гибридизация, при которой происходит объединение разных геномов). Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис , выражающийся в лучшей приспособляемости, большей плодовитости и жизнеспособности организмов. При отдалённой гибридизации гибриды часто стерильны .

Энциклопедичный YouTube

1 / 2

Общая биология. Гибридизация в селекции растений

Установите соответствие между достижениями и направлением биологии

Субтитры

Происхождение видов путём гибридизации

Гибридогенное происхождение доказано и для некоторых видов животных, в частности, скальных ящериц , земноводных и рыб. Некоторые виды кавказских ящериц, имеющих гибридогенное происхождение, триплоидны и размножаются с помощью партеногенеза .

Гибридное видообразование у растений

Под гибридным видообразованием обычно подразумевают возникновение в потомстве от естественного гибрида новой линии, размножающейся в чистоте и изолированной от родительских видов и от своих сибсов в гибридной популяции . Эта новая линия должна преодолеть гибридную стерильность, и разрушение гибридов.

Рекомбинационное видообразование

Его можно определить как возникновение в потомстве видового гибрида с хромосомной стерильностью нового структурно-гомозиготного рекомбинанта, плодовитого при скрещиваниях с особями своей линии, но изолированного от других линий и от родительского вида преградой, создаваемой хромосомной стерильностью.
Если число независимых транслокаций больше, то хромосомная стерильность, создающая преграды вокруг новых гомозиготных рекомбинантов, усиливается, и новая линия становится более изолированной.
Процесс рекомбинационного видообразования был обнаружен среди потомков экспериментальных гибридов представителей рода табак , у некоторых злаков и других растений. Его роль в природе остается неясной. Вероятно, такое видообразование происходит время от времени, но реже, чем аллополиплоидия.

Гибридное видообразование при участии внешних преград

В некоторых группах растений межвидовые гибриды плодовиты и изоляция между видами обеспечивается главным образом внешними преградами. Экологическая и сезонная изоляция, а также изоляция, обусловленная строением цветка, - главные преграды, разделяющие виды. Морфологические, физиологические и поведенческие различия между видами, ведущие к возникновению таких преград, находятся, под контролем генов. У потомков естественных межвидовых гибридов, если они появляются, происходит расщепление по генным различиям и по соответствующим признакам, определяющим внешнюю изоляцию. Это создаёт возможность для возникновения продуктов межвидовой рекомбинации с новыми сочетаниями признаков, закладывающих основу новых, внешне изолированных субпопуляций. Если внешняя изоляция сохраняется и в дальнейшем, то из этих субпопуляций могут возникнуть новые виды гибридного происхождения.
Вероятные примеры гибридного видообразования описаны для нескольких групп растений (Амаранта , Кипрея , Alsophila , Nephelea и в других