Jump to content

Бесплодие гибридов дрозофилы

Представление о биологическом виде как о группе организмов, способных скрещиваться с целью получения жизнеспособного потомства, восходит как минимум к 18 веку, хотя сегодня его часто связывают с Эрнстом Майром . Виды плодовых мух Drosophila являются одними из наиболее часто используемых организмов в эволюционных исследованиях и использовались для проверки многих теорий, связанных с эволюцией видов. Род Drosophila включает множество видов , которые имеют разную степень изоляции перед и после спаривания (включая гибридную стерильность). Эти виды полезны для проверки гипотез о репродуктивных механизмах, лежащих в основе видообразования .

Историческая справка

[ редактировать ]

Работавший в начале 20 века Т.Х. Морган первым использовал дрозофилу для изучения наследственности. Прежде всего на основе работы с D. melanogaster Морган и его коллеги С. Б. Бриджес, А. Х. Стертевант и Г. Дж. Мюллер разработали хромосомную теорию наследственности, за которую Морган был удостоен Нобелевской премии в 1933 году. Их эксперименты заключались в скрещивании дрозофил. мутанты и документирование потомства. Другой высоко оцененной фигурой в исследованиях дрозофилы был Феодосий Добжанский , который изобрел использование генетических маркеров и использовал их для изучения гибридной стерильности между Drosophila pseudoobscura и Drosophila persimilis . [ 1 ] Этот экспериментальный метод используется уже много лет.

Определение пола у дрозофилы

[ редактировать ]

Геном D. melanogaster . секвенирован и детально изучен Сейчас известно, что у дрозофилы шесть хромосом — пара X/Y и четыре аутосомные хромосомы. Геном включает около 139,5 миллионов пар оснований. Существует около 15 000 генов.

определяется Пол у дрозофилы не наличием или отсутствием Y-хромосомы, как у млекопитающих, а соотношением Х-хромосом и аутосом.

Экспериментирование

[ редактировать ]

В потомстве от скрещивания Drosophila simulans и ее островного производного Drosophila mauritiana женские гибриды плодовиты, а мужские гибриды стерильны. Недавние исследования показали, что критический ген определения пола у дрозофилы, известный как половой летальный ген, сильно неправильно регулируется у гибридов D. melanogaster и D. simulans по сравнению со степенью неправильной регуляции изученных генов, не связанных с полом. Пол-летальный ген часто аномально экспрессируется у самцов-гибридов от матерей D. melanogaster в результате релокализации самцов-специфического комплекса на Х-хромосому, что способствует мужской стерильности. Аномалии в наборе сперматозоидов были обнаружены у очень небольшого числа особей на личиночной стадии, а это означает, что нарушения сперматогенеза, скорее всего, происходят на более поздних стадиях жизни. [ нужна ссылка ]

Эксперименты, включающие скрещивание D. pseudoananassae и D. bipectinata , D. pseudoananassae и D. parabipectinata , а также D. pseudoananassae и D.malerkotliana, также показали, что Y-хромосома играет роль в гибридной мужской стерильности. Возможные взаимодействия Y-хромосомы: XY, Y-аутосома и Y-цитоплазма. [ 2 ] Бесплодные самцы несут набор конспецифических аутосом на Y-хромосоме, что приводит к фертильности из-за взаимодействий Y-доминантных аутосом. Следовательно, взаимодействия Y-аутосом при этом типе гибридной стерильности исключены.

Поскольку цитоплазматические факторы могут быть совместимы между этими видами, [ нужна ссылка ] такие факторы также не считаются причиной бесплодия.

Однако у Drosophila paulistorum имеются сведения, позволяющие предположить, что если Y-хромосома и цитоплазма происходят от разных родителей, то самец обычно стерилен. [ 3 ] XY-взаимодействия являются наиболее вероятной причиной бесплодия у мужских гибридов. Было показано, что скрещивающиеся организмы с большей генетической совместимостью имеют меньше нарушений сперматогенеза и семенники нормального размера, в то время как виды, которые менее генетически совместимы, имеют более высокие нарушения сперматогенеза и обычно имеют атрофированные семенники. [ нужна ссылка ]

Другой возможной причиной бесплодия среди видов, у которых наличие или отсутствие той или иной половой хромосомы определяет пол, является наличие в одной половой хромосоме одного вида рецессивных аллелей, взаимодействующих с аутосомными аллелями спаривающегося вида. Это может привести к тому, что гетерогаметная половая хромосома гибрида окажется нежизнеспособной или стерильной, но гомогаметная половая хромосома будет плодовитой. [ 4 ] Следовательно, у видов, у которых наличие или отсутствие Y-хромосомы определяет пол, например, особи, несущие XY-хромосому (самцы), будут бесплодны, а те, кто несет XX (самки), будут плодовиты. Это тесно связано с правлением Холдейна .

Также было показано, что микробные инфекции беспозвоночных могут вызывать изменение пола и плодовитости потомства хозяина. Например, инфекции нематод или членистоногих, в том числе дрозофилы, видов риккетсиозных бактерий Wolbachia, могут вызывать мужскую специфическую стерильность, которая является врожденной путем передачи по женской линии.

Эксперименты заставили ученых поверить, что многие наблюдения, зафиксированные в лабораториях, игнорируют существующие факторы полиморфизма гибридной стерильности из-за скрещивания родителей с неизоженскими линиями, а также, возможно, недооценивают фактическую степень стерильности, вызванную неточными измерениями подвижности . [ нужна ссылка ] Неспособность учесть потенциальный полиморфизм может привести к неправильной интерпретации масштаба возникновения гибридной стерильности.

  1. ^ Футуйма 1997
  2. ^ Лучшее за 2006 год.
  3. ^ Перес-Салас и Эрман, 1971 г.
  4. ^ Футуйма 1997
  • Парас Кумар Мишра и Башист Нараян Сингх. «Генетические взаимодействия, лежащие в основе гибридной мужской стерильности в комплексе видов Drosophila bipectinata» Genes Genet. Сист. Том. 81 193-200 (2006).
  • Перес-Салас, С. и Л. Эрман. 1971. Механизмы мужской стерильности у гибридов группы Drosophila paulistorum. Генетика 69:63-70.
  • Футуйма, Дуглас Дж. Ч.15. Эволюционная биология: третье издание. Sinauer Associates, Inc. Массачусетс. 1997.
  • Корнберг, Томас Б., Красноу, Марк А. Последовательность генома дрозофилы: значение для биологии и медицины (в «Геноме дрозофилы»; точки зрения) Science, New Series, Vol. 287, № 5461. (24 марта 2000 г.), стр. 2218–2220.
  • Рубин, Джеральд М., Льюис, Эдвард Б.. Краткая история вклада дрозофилы в исследования генома (в «Геноме дрозофилы»; точки зрения) Science, New Series, Vol. 287, № 5461. (24 марта 2000 г.), стр. 2216–2218.
  • Рид, Лаура К., Маркоу, Тереза ​​А., Кидвелл, Маргарет Г.. Ранние события видообразования: полиморфизм гибридной мужской стерильности у дрозофилы (в биологических науках) Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, том . 101, № 24. (15 июня 2004 г.), стр. 9009–9012.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 5de5cb1d2b7056bdebf74e0949a6af5a__1604976000
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/5d/5a/5de5cb1d2b7056bdebf74e0949a6af5a.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Drosophila hybrid sterility - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)