Одна из популярных сцен из постапокалиптических фильмов: в живых остались только двое. Мужчина и женщина.
И им предстоит возродить человечество.
А возможно ли в действительности вновь заселить землю от одной пары постапокалиптических Адама и Евы?
Статистика говорит «Да!»
Математическое моделирование подсказывает, что такой сценарий не выглядит совсем уж невероятным.
Если каждая пара, начиная с первой, будет иметь по несколько детей, то человечество очень быстро возродиться. Теоретически необходимый для заселения Земли уровень многодетности вполне возможен для женщин.
Более того, если каждая из новых Ев родит в среднем по 8 детей на протяжении жизни, то к нынешней численности в 7 миллиардов человечество придет всего… за 526 лет!
Генетика говорит «Нет!»
Генетики твердо уверены, что вероятность успешности такого сценария практически равна нулю. Потомство одной пары вымрет примерно за 200 лет.
Проблема заключается в явлении, называемом инбридингом.
Под ним понимают получение потомства от партнеров, являющихся родственниками друг другу.
В краткосрочной перспективе инбридинг может и не привести к отрицательным последствиям. Поэтому инбридинг активно практикуют заводчики племенных животных для получения породы с заданными качествами. Одно-два поколения животных получают с характеристиками чемпионов. А дальше последствия генетических экспериментов селекционеры просто выбраковывают.
Для людей же инбридинг опасен.
Дело в том, что у любых живых существ регулярно под воздействием внешних обстоятельств происходит мутация какой-либо части ДНК.
Изменившиеся гены являются в большинстве своем рецессивными, то есть спящими. Они в большинстве случаев никак не проявят себя у потомства.
Но если произойдет встреча с половым партнером с такой же мутацией, то ген активизируется. Дети родятся с выраженными проблемами физического или умственного характера.
При появлении потомства в близкородственных браках у братьев и сестер шансы получить неудачную генетическую комбинацию составляет 50%. То же — при инцесте между родителями и детьми. Двоюродные родственники имеют риск генетических проблем у потомства в 12,5%.
Генетическое разнообразие за счет бесконечности комбинаций пар с разными генами – это необходимый залог сохранения любой популяции, в том числе — и для людей!
Генетики предполагают, что даже инстинкты работают на это. Привлекательным самке кажется тот партнер, который имеет совершенно иной генетический и иммунный статус по сравнению с ней. Это означает, что шансов «пересечься» бракованными генами нет. Потомство будет здоровым.
Потенциальные же партнеры с близкой по природе мутацией или отголоском тех же заболеваний, что перенесла и сама партнерша без видимых причин кажутся ей непривлекательными, невозбуждающими. Инстинкт подсказывает, что в эту генетическую рулетку можно проиграть, получив больное потомство. Возможно, именно поэтому в среде аристократов, практиковавших близкородственные браки, так часты были ненависть к супругам и многочисленные измены. Природный инстинкт отвращал от партнера, слишком близкого генетически.
Проблемы у детей инбридинговых пар могут быть как относительно безобидными: низкий рост, некрасивая внешность, купируемые пороки типа заячьей губы и т.п. Так и весьма тяжелыми: умственная отсталость, недоразвитость органов и конечностей, врожденные заболевания, психические отклонения, стерильность.
Эта генетическая рулетка побудила практически все религиозные и юридические системы мира категорически запретить браки между близкими родственниками.
Последствия инбридинга в мировой истории
В прошлом, конечно же, люди ничего не знали о ДНК и законах генетики. Но последствия инбридинга уже в 3-4 поколении были заметны и наводили на правильные выводы.
Достаточно хоть раз взглянуть на портрет испанского короля Карла II Габсбурга, чтобы понять опасность близкородственных союзов. Его отец Филипп женился на собственной племяннице Маргарите. Уже до этого в семье было несколько браков между кузинами и кузенами. Из многочисленных детей пары выжил только Карл с говорящими прозвищами Зачарованный и Одержимый.
Уродливая внешность была видна с рождения. Ходить ребенок начал только в 4, а говорить — в 8 лет. Даже во взрослом возрасте Карл с трудом ел, имел множество болезней и психических отклонений. Своим правлением довел страну до кризиса и умер, не оставив потомства.
Португальская королева Мария вышла за своего дядю, а в родословной уже и до этого были инбридинговые союзы. Не выжил ни один из 7-х детей.
Английская Виктория, выйдя за своего кузена Альберта, наградила своих потомков таким генетическим заболеванием как гемофилия. За это поплатился последний российский император, женившийся на внучке Виктории: царевич Алексей оказался неизлечимо болен.
(англ. inbreeding, от in — в, внутри и breeding — разведение) инцухт (нем. Inzucht), скрещивание близкородственных форм в пределах одной популяц. смотреть
ИНБРИДИНГ
ИНБРИДИНГ
(англ. inbreeding, от in — в, внутри и breeding — разведение), разведение “в себе”, скрещивание близкородственных форм в пределах одной популяции организмов. В применении к растениям в том же значении часто пользуются термином инцухт (нем. Inzucht). У р-ний крайнее выражение естеств. И. — автогамия у самоопылителей. У перекрёстно опыляющихся р-ний И. — принудительное самоопыление, повторяющееся в большем или меньшем числе последовательных поколений, ведёт к возрастанию гомозиготности и к инбредной депрессии, т. е. снижению продуктивности и жизнеспособности особей. Причина инбредной депрессии — переход рецессивных летальных генов, а также генов, снижающих жизнеспособность организма, в гомозиготное состояние. Напр., при самоопылении кукурузы, картофеля, кочанной капусты наблюдаются снижение интенсивности роста, плодовитости, возникновение аномалий и уродств. Депрессия, связанная с И., наиболее заметно проявляется в первых поколениях, а затем, дойдя до определ. уровня (инбредного минимума), не развивается. Т. к. инбредные особи становятся гомозиготными и по нормальным генам, в т. ч. и обусловливающим ценные в хоз. отношении признаки, они устойчиво передают ценные свойства потомству. Скрещивание двух или нескольких инбредных линий часто приводит к гетерозису в первом гибридном поколении. Тетрагибриды кукурузы — продукт скрещивания четырёх инбредных линий — дают повышение урожайности на 30 — 60% по сравнению с обычными сортами. И. у самоопыляющихся р-ний в природе часто чередуется с перекрёстным опылением: первый обеспечивает наследств. устойчивость потомства, второе — гетерозис и наследств. дифференциацию.
Осторожное применение И. тесных степеней на выдающихся предков, а также комплексный И. на двух или неск. высокоценных ж-ных, особенно помесного происхождения, предварительно уже испытанных в родственных спариваниях, дают хорошие результаты. Тесный И. необходим при существенной качеств, переделке породы, а также на начальных этапах создания новых пород. И. применяют ц для выведения высокогомозиготных линий ж-ных с целью последующего использования кроссов этих линий для получения высокопродуктивного потомства с признаками гетерозиса. Для получения гетерозисных ж-ных применяют инкроссинг — кросс двух инбредных линий, выведенных в пределах одной породы, инкроссбридинг — кросс инбредных линий разных пород, топкроссинг — спаривание инбредных производителей с неинбредными и неродственными производителю матками. Близкородственное спаривание как острый и рискованный приём разведения ж-ных применяют в СССР в плем. х-вах при углублённой плем. работе, умереннородственное — в плем. х-вах для репродукции плем. материала. В пользовательном жив-ве И. недопустим.
инбридинг (англ. inbred рожденный от родителей, состоящих в кровном родстве; син. инцухт — нрк) — скрещивание близкородственных особей; применяется, напр., для выведения чистых линий экспериментальных животных.
Смотреть что такое ИНБРИДИНГ в других словарях:
ИНБРИДИНГ
(англ. inbreeding, от in — в, внутри и breeding — разведение) инцухт (нем. Inzucht), скрещивание близкородственных форм в пределах одной популяц. смотреть
ИНБРИДИНГ
ИНБРИДИНГ
(англ. inbreeding, от in — в, внутри и breeding — разведение), разведение “в себе”, скрещивание близкородственных форм в пределах одной популяции организмов. В применении к растениям в том же значении часто пользуются термином инцухт (нем. Inzucht). У р-ний крайнее выражение естеств. И. — автогамия у самоопылителей. У перекрёстно опыляющихся р-ний И. — принудительное самоопыление, повторяющееся в большем или меньшем числе последовательных поколений, ведёт к возрастанию гомозиготности и к инбредной депрессии, т. е. снижению продуктивности и жизнеспособности особей. Причина инбредной депрессии — переход рецессивных летальных генов, а также генов, снижающих жизнеспособность организма, в гомозиготное состояние. Напр., при самоопылении кукурузы, картофеля, кочанной капусты наблюдаются снижение интенсивности роста, плодовитости, возникновение аномалий и уродств. Депрессия, связанная с И., наиболее заметно проявляется в первых поколениях, а затем, дойдя до определ. уровня (инбредного минимума), не развивается. Т. к. инбредные особи становятся гомозиготными и по нормальным генам, в т. ч. и обусловливающим ценные в хоз. отношении признаки, они устойчиво передают ценные свойства потомству. Скрещивание двух или нескольких инбредных линий часто приводит к гетерозису в первом гибридном поколении. Тетрагибриды кукурузы — продукт скрещивания четырёх инбредных линий — дают повышение урожайности на 30 — 60% по сравнению с обычными сортами. И. у самоопыляющихся р-ний в природе часто чередуется с перекрёстным опылением: первый обеспечивает наследств. устойчивость потомства, второе — гетерозис и наследств. дифференциацию.
Осторожное применение И. тесных степеней на выдающихся предков, а также комплексный И. на двух или неск. высокоценных ж-ных, особенно помесного происхождения, предварительно уже испытанных в родственных спариваниях, дают хорошие результаты. Тесный И. необходим при существенной качеств, переделке породы, а также на начальных этапах создания новых пород. И. применяют ц для выведения высокогомозиготных линий ж-ных с целью последующего использования кроссов этих линий для получения высокопродуктивного потомства с признаками гетерозиса. Для получения гетерозисных ж-ных применяют инкроссинг — кросс двух инбредных линий, выведенных в пределах одной породы, инкроссбридинг — кросс инбредных линий разных пород, топкроссинг — спаривание инбредных производителей с неинбредными и неродственными производителю матками. Близкородственное спаривание как острый и рискованный приём разведения ж-ных применяют в СССР в плем. х-вах при углублённой плем. работе, умереннородственное — в плем. х-вах для репродукции плем. материала. В пользовательном жив-ве И. недопустим.
Инбридинг (англ. inbreeding; in в, внутри + breeding разведение; син. инцухт) — скрещивание или брак особей, состоящих между собой в близких родственных отношениях. Формой наиболее близкого Инбридинга является принудительное самоопыление (самооплодотворение) у растений. Скрещивания (браки) особей, родственные отношения между которыми менее тесны, чем это наблюдается в среднем для популяции (см.), обозначают как аутбридинг. Разновидностями аутбридинга являются межпородное скрещивание, кроссбридинг, скрещивание инбредных особей (т. е. особей, появившихся на свет в результате Инбридинга) с неродственными им аутбредными особями, так наз. топкроссинг.
Сущность Инбридинга заключается в том, что у инбредных организмов увеличивается степень гомозиготности (см. Менделя законы) в силу того, что в браке родственных особей значительно возрастает вероятность получения потомством одинаковых генов со стороны обоих родителей. Вероятность установления гомозиготности, т. е. составления пары аллелей из идентичных аллелей (см.), зависит от частоты данного аллеля в популяции, к к-рой принадлежат особи. Чем ниже частота аллеля, тем меньше вероятность встречи двух гетерозиготных носителей этого аллеля и тем меньше вероятность того, что потомство унаследует от обоих родителей эти аллели. В случае родственных браков эта вероятность не зависит от частоты аллеля в популяции, является величиной постоянной для каждой из степеней родства между родителями. Для некоторых из них она намного превышает вероятность, существующую для панмиксной популяции, в к-рой вероятность появления гомозиготных носителей относительно мала (см. Изоляты). Эта закономерность особенно четко прослеживается в отношении аллелей, частота которых в популяции низка.
Нарастание степени гомозиготности зависит от степени родства вступающих в брак. Напр., если у особи исходной популяции в гомозиготном состоянии было 50% генов, то при самоопылении у растений стопроцентная гомозиготность практически установится уже к седьмому поколению. При вступлении в брак братьев и сестер к 16-му поколению достигается стопроцентная гомозиготность. Брак двоюродных братьев и двоюродных сестер к 16-му поколению даст лишь 62% гомозиготных генов. Следует отметить, что родство особей не имеет значения для признаков, сцепленных с полом, у мужчин (см. Наследование, Пол, генетика пола). Сцепленные с полом признаки определяются генами, локализованными в половых хромосомах. У мужчин пара половых хромосом представлена X- и Y-хромосомами. В связи с этим гены, определяющие сцепленные с полом признаки у мужчин, представлены не парой аллелей, как это наблюдается для аутосом (см. Хромосомы) и половых хромосом женщины (пара XX), а в единичном, гемизиготном состоянии, т. е. они проявляются всегда, и их проявление не может быть замаскировано другим аллелем. В силу этого существующее мнение, что описанная в царствовавших семьях Европы гемофилия (патология, развитие к-рой определяется нарушениями в X-хромосоме) является результатом Инбридинга, не имеет оснований. Заболевание мужчин гемофилией зависит от того, получит ли он от матери пораженную хромосому, а не от того, кто является его отцом.
Степень гомозиготности, т. е. степень Инбридинга, определяют по предложенной Райтом (S. Wright) формуле:
где Fx — коэффициент Инбридинга, n — число поколений от общего предка по линии матери, n1 — число поколений от общего предка по линии отца, ∑ — общепринятое обозначение суммы. Коэффициент Инбридинга показывает не только вероятность гомозиготности особи по данному аллелю, но и то, что оба аллеля этого локуса идентичны по своему происхождению. Если общий предок сам по себе уже был инбредным, то в формулу вводится поправка на инбредность общего родителя (1 + Fa), и формула приобретает вид:
В том случае, когда особь в своей родословной имеет несколько общих предков, коэффициент Инбридинга определяют путем суммирования коэффициентов Инбридинга на каждого общего предка. Показателем Fx можно определить степень Инбридинга популяции. В этом случае коэффициент И. отражает частоту гомозигот в изучаемой популяции по сравнению с панмиксной популяцией. Коэффициент Инбридинга является величиной вероятности и изменяется в пределах от 0 до 1. Значение Fx = 0 соответствует панмиксии, a Fx = 1 является показателем того, что браки в исследуемой семье заключались исключительно между родственниками.
Число родственных браков в 20 в., особенно начиная с его середины, отчетливо уменьшается, что в первую очередь вызвано распадом изолятов и значительными размерами миграции населения.
И. можно оценивать по фенотипическому (см. Генотип) сходству особей одной линии. Чем больше у особей одной линии идентичных генов, т. е. чем выше изогенность, тем в большей степени представители этой линии фенотипически сходны между собой. Степень И. можно установить по эффективности трансплантации органов и тканей: чем больше между донором и реципиентом генетического сходства, тем выше результативность трансплантации.
В ряде случаев бывает необходимым повышение степени гомозиготности особи и получение так наз. чистых линий животных. В частности, это относится к лабораторным животным: мышам, крысам, хомячкам, кроликам и другим, которые широко используются для проверки эффективности различных лекарственных средств, сывороток и целого ряда факторов, воздействующих на животный организм, вплоть до факторов космического полета. Для этих исследований чрезвычайно важно, чтобы они проводились на объектах с максимально одинаковым генотипом, т. к. влияние исследуемого фактора может быть затемнено разной реакцией различных генотипов.
Инбридинг сыграл большую роль в создании ряда лучших пород с.-х. животных. Однако использование Инбридинга в широких масштабах приводит, как правило, к ряду отрицательных последствий: снижению плодовитости, продуктивности, ослаблению конституции. Поэтому распространение в животноводстве искусственного осеменения, многократно уменьшившее количество используемых производителей, создает угрозу стихийного распространения Инбридинга, и особенно среди крупного рогатого скота. Хотя увеличение потомства от лучших производителей желательно как один из эффективных методов повышения продуктивности с.-х. животных, распространение Инбридинга может вызвать отрицательные последствия, значительно превосходящие его положительные эффекты. Наиболее перспективным методом избежания отрицательных и использования положительных эффектов Инбридинга является топкроссинг (скрещивание инбредных производителей с неродственными им аутбредными самками).
Вопрос о последствиях и допустимости Инбридинга до 18 в. интересовал людей лишь в отношении их самих. С давних времен у большинства народов и племен земного шара браки между близкими родственниками типа брат — сестра, отец — дочь, мать — сын, дядя — племянница, двоюродный брат — двоюродная сестра и др. считались вредными и запрещались, а иногда даже сурово наказывались. Приводимые иногда примеры положительного влияния Инбридинга являются исключением из общего правила отрицательных последствий инбредных браков. Стерн (С. Stern) приводит данные ряда исследователей, доказывающие, что в США, Франции, Японии и Швеции в 20— 50-х гг. 20 в. в потомстве от браков двоюродных братьев и сестер мертворожденность, смертность в раннем возрасте и распространенность физ. и психических дефектов были в 1,5—3,5 раза выше, чем в потомстве от неродственных (аутбредных) браков. Н. П. Дубинин приводит данные исследования, проведенного в трех р-нах Франции в 1956 г., также показавшего, что в потомстве от браков между родственниками на каждую 1000 новорожденных было на 39—76% больше мертворожденных и погибших в раннем детстве, чем в потомстве от браков между людьми, не состоявшими в родстве.
Библиография: Дарвин Ч. Изменение животных и растений в домашнем состоянии, пер. с англ., с. 364, М.—Л., 1941; Дубинин Н. П. Общая генетика, М., 1976; Использование инбридинга в животноводстве, под ред. Я. Л. Глембоцкого, М., 1977; Штерн К. Основы генетики человека, пер. с англ., с. 359, М., 1965.
Этими полезными свойствами могут быть размер и форма плодов, урожайность, удойность у коров, устойчивость к факторам внешней среды (к засушливому климату, к морозу).
Основы селекции
В основе селекции лежит способность генотипа живых организмов к изменениям, что происходит главным образом за счет комбинативной и мутационной изменчивости. В процессе селекции происходит искусственный отбор организмов с полезными для человека свойствами и их размножение.
В результате множества последовательных скрещиваний, в конце концов, селекционерам удается достичь желаемой цели: вывести гибридов с нужными признаками.
Автополиплоидия
Существуют различные тетраплоидные сорта свеклы, мака, кукурузы и других сельскохозяйственных культур, которые отличаются большими размерами плодов.
Аллополиплоидия
В рамках биотехнологии разработаны методы, с помощью которых стало возможным создание бактерий, синтезирующих полезные для человека белки, многие из которых используются как лекарства: аминокислоты, антибиотики, инсулин.
Скрещивание особей в селекции
Каждое скрещивание как сдача новых карт: может повезет, а может и нет. Вполне возможно, что особь унаследует полезные признаки от родителей и сможет передать их своим потомкам, всегда есть и шанс того, что появятся новые полезные для человека признаки, равно как и шанс, что ничего полезного из проводимого скрещивания не выйдет.
Близкородственное скрещивание в течение нескольких поколений приводит к переходу генов в гомозиготное состояние, вследствие чего потомство ослабевает и становится более подвержено наследственным заболеваниям.
Применение отдаленной гибридизации заключается в скрещивании особей, принадлежащих к разным родам и видам. Такие особи обладают крайне полезными для человека свойствами, но часто бесплодны (стерильны).
Отбор в селекции
Отбор организмов исключительно на основе внешних данных (фенотипа). Основным критерием для человека служит проявление признака: размер плодов, цвет лепестков, цвет листьев и т.д. Этот вид отбора характеризуется массовостью и быстротой.
В результате массового отбора формируется группа особей, которые обладают нужными и полезными для человека признаками. В дальнейшем они подвергаются размножению.
Выборочный отбор и сохранение особей с ценными для человека признаками. В ходе индивидуального отбора оценивается не только фенотип, но и генотип, вследствие чего данный вид отбора занимает большее время, но оказывается более эффективен.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
