Что такое гибрид в биологии определение кратко

Гибрид (биология)

Гибрид (биология)

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.

Содержание

Реципрокные гибриды

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

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.

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 Реципрокные эффекты у птиц

У кур «отцовский» эффект » наблюдался по наследованию инстинкта насиживания (r = 0.45, [1] 0.38 [2] и 0.50 [3] ), половой скороспелости (r = 0.59 [4] ), яйценоскости (r = 0.32, −2.8, 1.07, 0.11, 0.46, [4] 1.14 [5] и 2.71 [6] ), и живому весу (r = 0.30). [6]

По весу яиц наблюдался «материнский эффект» (r = −1.0). [6]

Реципрокные эффекты у млекопитающих

У свиней «отцовский» эффект » наблюдается по числу позвонков (отбор на длинное туловище) (r = 0.72 [7] и 0.74 [8] ), 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. [8]

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). [5]

Теории реципрокных эффектов

«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.

«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. [2] 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.

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 [1]/

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. [9]

Межродовые гибриды (как естественные, так и полученные селекционерами) известны также в семействах злаков, розоцветных, цитрусовых [2], орхидных и др. Так, гексаплоидный геном мягких пшениц образовался путем объединения диплоидных геномов двух предковых видов пшениц и одного вида близкого рода Aegilops.

Гибриды в научной номенклатуре

В ботанике

Гибридные таксоны растений называются нототаксонами.

В зоологии

Стерильность гибридов

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

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.

Гибриды, имеющие собственные названия

Гибриды в семействе Орхидные

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

Источник

Гибрид

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.

Содержание

Реципрокные гибриды

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

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.

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 Реципрокные эффекты у птиц

Реципрокные эффекты у млекопитающих

У свиней «отцовский» эффект наблюдается по числу позвонков (отбор на длинное туловище) (r = 0.72 [8] и 0.74 [9] ), длине тонкого кишечника (отбор на лучшую оплату корма), и динамике роста (отбор на скороспелость) (r = 1.8).

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).

Теории реципрокных эффектов

«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.

«Отцовский эффект»

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 [1]/

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

Межродовые гибриды (как естественные, так и полученные селекционерами) известны также в семействах злаков, розоцветных, цитрусовых [2], орхидных и др. Так, гексаплоидный геном мягких пшениц образовался путем объединения диплоидных геномов двух предковых видов пшениц и одного вида близкого рода Aegilops.

Гибриды в научной номенклатуре

В ботанике

Гибридные таксоны растений называются нототаксонами.

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.

В зоологии

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.

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.

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.

Гибриды, имеющие собственные названия

Гибриды в семействе Орхидные

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

Источник

Гибридизация (биология)

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.

Содержание

Происхождение видов путем гибридизации

При скрещивании различных видов потомство обычно бывает стерильным. Это связано с тем, что число хромосом у разных видов различно. Несходные хромосомы не могут нормально сходиться в пары в процессе мейоза, и образующиеся половые клетки не получают нормального набора хромосом. Однако, если у такого гибрида происходит геномная мутация, вызывающая удвоение числа хромосом, то мейоз протекает нормально и дает нормальные половые клетки. При этом гибридная форма приобретает способность к размножению и утрачивает возможность скрещивания с родительскими формами. Кроме того, межвидовые гибриды растений могут размножаться вегетативным путем.

Существующие в природе естественные ряды гибридных видов растений возникли, вероятно, именно таким путем. Так, известны виды пшеницы с 14, 28 и 42 хромосомами, виды роз с 14, 28, 42 и 56 хромосомами и виды фиалок с числом хромосом, кратным 6 в интервале от 12 до 54. По некоторым данным, гибридогенное происхождение имеют не менее трети всех видов цветковых растений [1].

Гибридогенное происхождение доказано и для некоторых видов животных, в частности, скальных ящериц, земноводных и рыб [2]. 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 селекции

В селекции растений наиболее распространён метод гибридизации форм или сортов в пределах одного вида. С помощью этого метода создано большинство современных сортов сельскохозяйственных растений. Отдалённая гибридизация — более сложный и трудоёмкий метод получения гибридов. Основное препятствие получения отдалённых гибридов — несовместимость половых клеток скрещиваемых пар и стерильность гибридов первого и последующих поколений. Использование полиплоидии и возвратного скрещивания (беккросс) в отдельных случаях позволяет преодолеть нескрещиваемость пар и стерильность гибридов.

Гибридизация ДНК

Источник

Значение слова ГИБРИД в Энциклопедии Биология

, организм, полученный от скрещивания двух различающихся генотипами особей, т. е. путёмгибридизации. В генетическом материале гибрида перемешаны наследственные задатки родителей (лат. «гибрида» означает помесь). Природные популяции организмов, размножающихся половым путём, всегда состоят из гибридов, различающихся (гетерозиготных) по многим парам аллельных генов. Такая генетическая неоднородность популяций необходима для сохранения их жизнеспособности. В природе, как правило, происходят скрещивания между особями одного вида. Полученные в результате этого гибриды называются внутривидовыми. Однако естественным путём могут возникать и отделённые гибриды – от скрещивания особей разных видов и даже родов. Так, культурная слива возникла в результате естественного скрещивания тёрна и алычи. Часто отдалённые гибриды стерильны (неплодовиты), как, напр., гибрид лошади и осла – мул, хотя и обладают гибридной силой (см. гетерозис ). Отечественному генетику Г.Д. Карпеченко в 1920-х гг. скрещиванием редьки и капусты (с последующей полиплоидизацией) впервые удалось получить плодовитый межродовой гибрид и доказать возможность преодоления бесплодия у отдалённых гибридов. В дальнейшем таким способом был получен ряд ценных сортов с.-х. растений. В биологической литературе скрещиваемые организмы называются родительскими формами (обозначаются Р, от англ. Parental – родительский); материнская (женская) особь обозначается астрономическим знаком Венеры, отцовская (мужская) особь – знаком Марса. Гибридное потомство первого поколения обозначается F1 (от англ. Filial – сыновний, дочерний), второго поколения – F2 и т. д.

Источник

В биология, а гибридный это потомство, полученное в результате объединения качеств двух организмов разных пород, разновидностей, видов или родов посредством половое размножение. Гибриды не всегда являются промежуточными звеньями между своими родителями (например, у смешанное наследование), но может показать гибридная сила, иногда становясь больше или выше любого из родителей. Понятие гибрида по-разному интерпретируется в селекции животных и растений, где проявляется интерес к индивидуальному отцовству. В генетикавнимание сосредоточено на количестве хромосомы. В таксономии ключевой вопрос заключается в том, насколько тесно связаны родительские разновидность находятся.

Виды репродуктивно изолированный сильными барьерами для гибридизации, которые включают генетические и морфологические различия, разное время фертильности, брачное поведение и сигналы, а также физиологическое отторжение сперматозоидов или развивающегося эмбриона. Некоторые действуют раньше оплодотворение и другие после него. Подобные барьеры существуют у растений, с различиями во времени цветения, переносчиками пыльцы, ингибированием роста пыльцевых трубок, соматопластической стерильностью, цитоплазматической мужской стерильностью и структурой хромосом. Однако некоторые виды животных и многие виды растений являются результатом гибридное видообразование, включая важные культурные растения, такие как пшеница, где количество хромосом увеличено вдвое.

Гибридные люди существовало в доисторические времена. Например, Неандертальцы и считается, что люди современного анатомического вида скрещивались между собой всего 40 000 лет назад.

Мифологические гибриды появляются в человеческой культуре в таких разнообразных формах, как Минотавр, смеси животных, людей и мифических зверей, таких как кентавры и сфинксы, а Нефилим из Библейский апокриф описывается как нечестивые сыновья падшие ангелы и привлекательные женщины.

Содержание

Этимология

Термин гибрид происходит от латинского гибрид, используемый для крестов, например, ручной свиноматки и кабана. Этот термин стал популярным в английском языке в 19 веке, хотя примеры его использования были найдены в начале 17 века. [1] Яркие гибриды обычно называют с портмоне слова, начиная с 20-х годов прошлого века с выведением гибридов тигр – лев (лигер и тигон). [2]

Взгляд разных дисциплин

Животноводство и растениеводство

Популяционные гибриды являются результатом скрещивания растений или животных в одном численность населения с таковыми из другого населения. К ним относятся межвидовые гибриды или скрещивания между разными породами. [8]

В садоводство, термин стабильный гибрид используется для описания однолетнее растение что, если выращивать и разводить в небольшом монокультура без внешних пыльца (например, теплица с воздушным фильтром) дает потомство, которое «соответствует типу» в отношении фенотипа; т. е. настоящий размножающийся организм. [9]

Биогеография

Гибридизация может происходить в гибридные зоны где пересекаются географические ареалы видов, подвидов или отдельных генетических линий. Например, бабочка Лименит артемис имеет два основных подвида в Северной Америке, L. a. Arthemis (белый адмирал) и L. a. Astyanax (пурпурный с красными пятнами). У белого адмирала на крыльях яркая белая полоса, а у пурпурного с красными пятнами более холодные сине-зеленые оттенки. Гибридизация происходит между узкой территорией Новой Англии, южной части Онтарио, и Великими озерами, «шовным регионом». Именно в этих регионах сформировались подвиды. [10] Между описанными видами растений и животных образовались другие гибридные зоны.

Генетика

С точки зрения генетики можно выделить несколько разных видов гибридов. [11] [12] Генетический гибрид несет в себе два разных аллели того же самого ген, где, например, один аллель может обозначать более светлый окрас шерсти, чем другой. [11] [12] Структурный гибрид возникает в результате слияния гаметы которые имеют разную структуру по крайней мере в одной хромосоме в результате структурные аномалии. [11] [12] Числовой гибрид возникает в результате слияния гамет, имеющих разные гаплоидные числа хромосом. [11] [12] Постоянный гибрид получается, когда только гетерозиготный генотип происходит, как в Oenothera lamarckiana, [13] потому что все гомозиготные комбинации летальны. [11] [12] В ранней истории генетики Уго де Врис предположил, что это были вызвано мутацией. [14] [15]

Таксономия

С точки зрения таксономия, гибриды различаются в зависимости от их происхождения. подвид (например, между Собака и Евразийский волк) называются внутривидовыми гибридами. [16] Межвидовые гибриды являются потомками от межвидовое спаривание; [17] иногда это приводит к гибридному видообразованию. [18] Межродовые гибриды являются результатом скрещивания между разными родами, например между овца и козы. [19] Межсемейные гибриды, такие как между цыплятами и Гвинейская птица, цесарка или же фазаны, достоверно описаны, но крайне редки. [20] Межординальные гибриды (между разными отрядами) немногочисленны, но были получены с морской еж Стронгилоцентротус пурпуратус (женщина) и песчаный доллар Дендрастер эксцентричный (мужчина). [21]

Биология

Выражение родительских качеств

Механизмы репродуктивной изоляции

Межвидовые гибриды выводятся путем скрещивания особей двух видов, обычно из одного и того же рода. Потомство демонстрирует черты и характеристики обоих родителей, но часто стерильный, предотвращая обмен генами между видами. [23] Бесплодие часто связывают с разным количеством хромосом у двух видов. Например, ослы есть 62 хромосомы, лошади иметь 64 хромосомы и мулы или же лохи имеют 63 хромосомы. Мулы, лошаки и другие обычно бесплодные межвидовые гибриды не могут производить жизнеспособные гаметы, поскольку различия в структуре хромосом препятствуют соответствующему спариванию и сегрегации во время мейоз, мейоз нарушается, а жизнеспособные сперматозоиды и яйцеклетки не образуются. Однако сообщалось о фертильности самок мулов, когда отцом был осел. [24]

Успех гибридизации ограничивается множеством механизмов, включая большое генетическое различие между большинством видов. Барьеры включают морфологические различия, разное время фертильности, брачное поведение и сигналы, а также физиологическое отторжение сперматозоидов или развивающегося эмбриона. Некоторые действуют до оплодотворения; другие после этого. [25] [26] [27] [28]

У растений некоторые препятствия для гибридизации включают различия в периоде цветения, разные векторы опылителей, ингибирование роста пыльцевых трубок, соматопластическую стерильность, цитоплазматическую генную мужскую стерильность и структурные различия хромосом. [29]

Видообразование

Несколько видов животных являются результатом гибридизации. В Lonicera fly это естественный гибрид. Американец красный волк кажется гибридом серый волк и койот, [31] хотя его таксономический статус был предметом споров. [32] [33] [34] Европейский съедобная лягушка полупостоянный гибрид между лягушки в бассейне и болотные лягушки; его популяция требует постоянного присутствия хотя бы одного из родительских видов. [35] Наскальные рисунки указывают на то, что Зубр это естественный гибрид зубр и степной зубр. [36] [37]

Гибридизация может иметь важное значение для видообразования некоторых групп растений. Однако видообразование гомоплоидных гибридов (без увеличения числа наборов хромосом) может быть редкостью: к 1997 году было полностью описано только 8 природных примеров. Экспериментальные исследования показывают, что гибридизация предлагает быстрый путь к видообразованию, и это предсказание подтверждается тем фактом, что гибриды ранних поколений и древние гибридные виды имеют совпадающие геномы, а это означает, что как только гибридизация произошла, новые гибридный геном может оставаться стабильным. [39]

Много гибридные зоны известны там, где встречаются ареалы двух видов, и гибриды постоянно производятся в большом количестве. Эти гибридные зоны полезны в качестве биологических модельных систем для изучения механизмов видообразования. Недавно проведенный анализ ДНК медведя, застреленного охотником в Северо-западные территории подтвердили существование естественных и плодородных гибриды гризли и белого медведя. [40]

Гибридная сила

В гибриде любой признак, который выходит за пределы диапазона родительской вариации (и, таким образом, не является просто промежуточным звеном между его родителями), считается гетеротическим. Положительный гетерозис производит более крепкие гибриды, они могут быть сильнее или крупнее; в то время как срок отрицательный гетерозис относится к более слабым или более мелким гибридам. [44] Гетерозис характерен как для гибридов животных, так и для растений. Например, гибриды льва и тигрицы («лигеры») намного крупнее, чем любой из двух прародителей, в то время как «тигоны» (львица × тигр) меньше. Точно так же гибриды фазана обыкновенного (Phasianus colchicus) и домашней птицы (Gallus gallus) крупнее, чем любой из их родителей, как и те, которые произведены между обычным фазаном и курицей золотого фазана (Chrysolophus pictus). [45] Шпоры отсутствуют у гибридов первого типа, но есть у обоих родителей. [46]

Человеческое влияние

Антропогенная гибридизация

На гибридизацию сильно влияет влияние человека на окружающую среду, [47] через эффекты, такие как фрагментация среды обитания и интродукции видов. [48] Такие удары затрудняют сохранить генетику населения, подвергающегося интрогрессивная гибридизация. Люди долгое время вводили виды в окружающую среду по всему миру, причем оба преднамеренно для таких целей, как биологический контроль, и непреднамеренно, как при случайном побеге людей. Интродукции могут резко повлиять на популяции, в том числе посредством гибридизации. [12] [49]

Управление

Существует своего рода континуум с тремя полуразличными категориями, касающимися антропогенной гибридизации: гибридизация без интрогрессии, гибридизация с широко распространенной интрогрессией (обратное скрещивание с одним из родительских видов) и гибридные рои (очень изменчивые популяции с большим количеством скрещиваний, а также обратных скрещиваний с родительскими видами). В зависимости от того, куда попадает популяция в этом континууме, планы управления этой популяцией будут меняться. Гибридизация в настоящее время является предметом большого обсуждения в управление дикой природой и управление средой обитания. Глобальное изменение климата создает другие изменения, такие как различия в распределении популяций, которые являются косвенными причинами увеличения антропогенной гибридизации. [47]

Защитники природы расходятся во мнениях относительно того, когда лучше отказаться от популяции, которая превращается в гибридный рой, или попытаться спасти все еще существующих чистых особей. Как только популяция становится полноценной смесью, целью становится сохранение этих гибридов, чтобы избежать их потери. Специалисты по охране природы рассматривают каждый случай по существу, в зависимости от выявления гибридов в популяции. Практически невозможно сформулировать единую политику гибридизации, потому что гибридизация может происходить с пользой, когда она происходит «естественным путем», и когда гибридные рои являются единственным оставшимся свидетельством существования предшествующих видов, их также необходимо сохранить. [47]

Генетическое смешение и вымирание

Регионально развитый экотипы можно угрожать вымирание когда вводятся новые аллели или гены, изменяющие этот экотип. Иногда это называют генетическим смешением. [50] Гибридизация и интрогрессия нового генетического материала, которые могут происходить в естественных и гибридных популяциях, могут привести к замене локальных генотипы если гибриды больше поместиться и имеют селекционные преимущества по сравнению с местным экотипом или видом. Эти события гибридизации могут быть результатом внедрения людьми чужеродных генотипов или изменения среды обитания, в результате чего ранее изолированные виды вступили в контакт. Генетическое смешение может быть особенно пагубным для редких видов в изолированных местообитаниях, в конечном итоге влияя на популяцию до такой степени, что не остается ни одной изначально генетически отличной популяции. [51] [52]

Влияние на биоразнообразие и продовольственную безопасность

В сельском хозяйстве и животноводство, то Зеленая революцияиспользование традиционной гибридизации повысило урожайность за счет селекции »высокоурожайные сорта». Замена местных аборигенных пород в сочетании с непреднамеренным перекрестным опылением и скрещиванием (генетическое смешение) привело к сокращению генофондов различных диких и местных пород, что привело к потере генетическое разнообразие. [54] Поскольку местные породы часто хорошо приспособлены к местным экстремальным климатическим условиям и обладают иммунитетом к местным патогенам, это может привести к значительной генетической эрозии генофонда для будущего разведения. Поэтому коммерческие генетики растений стремятся разводить «широко адаптированные» сорта, чтобы противодействовать этой тенденции. [55]

В разных таксонах

У животных

Млекопитающие

Знакомые примеры гибриды лошадиных это мул, помесь лошади-самки и осла-самца, и лошак, помесь осла-самки и лошади-самца. Пары дополнительных типов, таких как мул и лошак, называются взаимными гибридами. [56] Среди многих других крестов млекопитающих есть гибридные верблюды, пересекает двугорбый верблюд и верблюд. [57] Есть много примеров кошачьи гибриды, включая лигр.

Первый известный случай гибридного видообразования у морских млекопитающих был обнаружен в 2014 году. клименовый дельфин (Стенелла климена) представляет собой гибрид двух атлантических видов, прядильщик и полосатые дельфины. [58] В 2019 году ученые подтвердили, что череп, найденный 30 лет назад, был гибридом белуха и нарвал; окрестили нарлугой. [59]

Птицы

Заводчики птиц в клетках иногда разводят гибриды птиц, известные как мулы между видами зяблик, Такие как щегол × канарейка. [60]

Амфибии

Среди амфибий японцы гигантские саламандры и китайские гигантские саламандры создали гибриды, которые угрожают выживанию японских гигантских саламандр из-за конкуренции за аналогичные ресурсы в Японии. [61]

Среди рыб насчитывается около пятидесяти естественных гибридов между Австралийская черноперая акула и больший обыкновенная черноперая акула был обнаружен у восточного побережья Австралии в 2012 году. [62]

Русский осетр и Американский веслонос были гибридизированы в неволе, когда сперма веслоноса и икра осетра были объединены, что неожиданно привело к появлению жизнеспособного потомства. Этот гибрид называется осетровый. [63] [64]

Беспозвоночные

Среди насекомых так называемые пчелы-убийцы были случайно созданы при попытке вывести штамм пчел, которые производили бы больше меда и были лучше адаптированы к тропическим условиям. Это было сделано путем пересечения Европейская медоносная пчела и Африканская пчела. [65]

В Колия эвритема и К. филодис бабочки сохранили достаточную генетическую совместимость, чтобы произвести жизнеспособное гибридное потомство. [66] Гибридное видообразование могло дать разнообразные Геликоний бабочки, [67] но это оспаривается. [68]

Источник