Shabanov, Lytvynchuk (2010) Зелені жаби: життя без правил чи особливий шлях еволюції?
Розміщую тут у найбільш зручному для читання з екрана вигляді статтю, яка є для нас основним введенням у проблему вивчення гібридизації зелених жаб. Це огляд, підготовлений разом зі Спартаком Литвинчуком для російського журналу "Природа": Шабанов Д. А., Литвинчук С. Н. Зелені жаб...
{
"translated_text": "Шабанов Д. А., Литвинчук С. Н. Зелені жаби: життя без правил або особливий шлях еволюції? // Природа. – 2010. – № 3 (1135). – С. 29–36.\nЗелені жаби: життя без правил чи особливий спосіб еволюції?\n© Шабанов Д. А., Литвинчук С. Н., 2010\n\n
}{
"translated_text": "Петербурзькі герпетологи Лев Якович Боркін та Ілля Сергійович Даревський близько 30 років тому припустили, що триплойдні гібриди можуть відігравати важливу роль у виникненні нових гібридних видів. Загалом запропонована ними схема така: при схрещуванні диплоїдних видів виникають клонально розмножуючіся триплойдні гібриди. У результаті розмноження триплойдів та їх схрещування з іншими формами виникають тетраплойди, які переходять до нормального розмноження з рекомбінацією геномів [9]. Може, у Північно-Донецькому центрі відбуваються саме такі процеси? Геміклональні триплойди напевні, одиничні тетраплойди — теж. Але чомусь тетраплойди не доживають до статевої зрілості... Еволюція клональних геномів має призвести до якогось нового якості? Чи тетраплойдам для їх розвитку потрібні інші умови, ніж жабам із меншою кількістю хромосомних наборів?\n\nЩе один «пласт» еволюційних змін зелених жаб пов’язаний із порушенням клональної передачі геномів у гібридів. Іноді в клональні геноми потрапляють фрагменти з рекомбінантних геномів іншого виду, і навпаки. Передаючись від гібрида до гібрида у складі генопарадигматичних систем (ГПС), такий частково рекомбінований клональний геном може потрапити до озерної жаби. Так відбувається перенесення спадкової інформації через видові бар’єри!\n\nТакий перенос не обмежується лише ядерною ДНК, а стосується й мітохондріальної (мтДНК). Як відомо, вона знаходиться не в клітинному ядрі, а в мітохондріях та успадковується інакше — виключно за материнською лінією, з цитоплазмою яйцеклітин. Виявилося, що у більшості озерних жаб у Західній Європі взагалі немає власної мтДНК [10]. Вона повністю замінена на мтДНК прудової жаби, отриманою від гібридів. І справа не лише в тому, що мітохондрії прудової жаби виявилися «кращими» за мітохондрії озерної. Щоб отримати їх, західноєвропейські озерні жаби мали мати досить дивну генеалологію. Уявіть: у кожної озерної жаби одна з «бабусь» за материнською лінією мала бути прудовою жабою — представником іншого виду. А ядерні гени у неї — лише свого виду. Отже, ця «бабуся» із прудових жаб схрещувалася з самцем озерної. У результаті мав з’явитися гібрид із мітохондріями та материнським геномом прудової жаби й відцовським геномом — озерної. Стать у жаб успадковується майже так само, як у людей: у самиць — два жіночих геноми, а у самців — один жіночий, другий — чоловічий.\n\nОтже, «дочері» тієї самої «бабусі» прудової жаби мали передати нащадку жіночий геном озерної жаби та схрещуватися з самцем озерної жаби. Самиці, що утворилися від такого схрещування, стали предками за материнською лінією усіх озерних жаб у Західній Європі.\n\nЩо ж у «сухому залишку»? Група тварин із нетипово діючим спадковим апаратом, який еволюціонує нестандартним шляхом. Ця група утворює не популяції, а особливі біосистеми — генопарадигматичні системи (ГПС), що розвиваються за своїми законами. У межах цієї групи спадкова інформація подолає видові бар’єри, і, дуже ймовірно, на наших очах народжується новий тетраплойдний вид.\n\nЯк і навіщо все це вивчати?\n\nВузли такої складності неможливо розплутати за допомогою одного лише інструменту. Просту деталь можна зобразити на кресленні з однієї точки зору, складну вимагає декількох проекцій та перерізів. Шлях еволюції зелених жаб можна зрозуміти, лише об’єднавши зусилля фахівців різних галузей. Ось неповний перелік методів, які використовували ми з колегами* для опису процесів, що відбуваються із зеленою жабою: польові збори та обліки, опис динаміки росту за перерізами кістки, порівняння форми тіла та особливостей розвитку, математичне моделювання розмноження різних форм жаб у ГПС, визначення форм жаб за розміром їх геному, вивчення білокових маркерів, порівняння послідовностей ядерної та мтДНК, визначення характерних особливостей хромосом (імуннофлуоресцентне забарвлення, аналіз «лампових щіток») тощо. Під час роботи доводилося порівнювати жаб різних форм, із різних типів середовищ, ГПС та регіонів. Природно, для розуміння того, що відбувається із жабами, важливими є результати вивчення інших груп тварин, у яких зареєстровано подібні феномени: риб, зелених жаб, хвостатих земноводних, ящірок.\n\n*Ми щиро вдячні Л. Я. Боркіну, Г. А. Ладе, Ю. М. Розанову, М. В. Владимировій, Д. В. Дедуху, А. І. Зіненку, В. В. Клименку, А. В. Коршунову, М. А. Кравченку, Г. А. Мазепі, Є. Є. Усовій, С. Ю. Морозову-Леонову, Й. Плетнеру та багатьом іншим колегам за допомогу та підтримку під час проведення наших досліджень.\n\nДля вирішення настільки складної проблеми не вистачить сили ні одного автора, ні одного наукового колективу. Проблеми, подібні до тієї, яку ми розглядаємо, якраз і здатні об’єднувати наукове співтовариство, пов’язуючи вчених із різних країн.\n\nА навіщо вивчати зелених жаб? Головна для авторів цієї статті відповідь — тому що це дуже цікаво. Цікавість, недовіра, дослідницький азарт, які викликають описані у статті особливості жаб, належать до найприродніших двигунів науки. Але справа не лише в інтересі. Здогадуватися, які «бонуси» можна отримати від вивчення тієї чи іншої проблеми — неблагодарне заняття, але деякі спроби ми все ж зробимо.\n\nГеміклональне успадкування — спосіб прискорення еволюції; вивчення механізмів геміклональності відкриє нові можливості для селекції.\n\nПри геміклональному успадкуванні усі нащадки від схрещування двох особин (кожна з яких передає клональний геном) можуть бути генетично ідентичними. Можливість отримання таких тварин буде корисною для біотехнології та сільського господарства.\n\nОволодіння механізмами, які забезпечують збереження життєздатності гібридів із районів, де неможливе схрещування батьківських видів, допоможе підтримувати життєздатність порід та чистих ліній сільськогосподарських організмів.\n\nПри геміклональному успадкуванні певний механізм викликає вибіркову елімінацію певного геному. Розуміння цього механізму може бути цікавим для генної медицини вже зараз: він дозволитиме за потреби вимикати небажані гени.\n\nА чим глибше ми зрозуміємо шлях еволюції жаб, тим цікавішим буде — переконайтеся!\n\nРоботу виконано за спільної підтримки Російського фонду фундаментальних досліджень (проєкт 08-04-01184) та Державного фонду фундаментальних досліджень України (проєкт 09-04-90475).\n\nЛітература\n1. Berger L.// Acta Zoologica Cracoviensia. 1967. №12. Р.123—160.\n2. Tunner H.G.// Zeitschrift fur Zoologische Systematik und Evolutionsforschung. 1974. №12. P.309—314.\n3. Borkin L.J., Korshunov A.V., Lada G.A. et al.// Russian J. of Herpetol. 2004. V.11. №3. P. 194—213.\n4. Боркін Л.Я., Зіненко А.И., Коршунов А.В. та ін. Масова поліплоїдія в гібридогенному комплексі Rana esculenta (Ranidae, Anura, Amphibia) на сході України // Матеріали 1-ї конференції Українського герпетологічного товариства. Київ, 2005. С.23 — 26.\n5. Шабанов Д.А, Зіненко А.И., Коршунов А.В. та ін.// Вісник Харківського національного університету імені В.Н.Каразіна. Сер. бюл. 2006. Вип.3. №729. С.208 — 220.\n6. Borkin L.J., Lada G. A., Litvinchuk S.N. et al // Russian J. of Herpetol. 2006. V.13. №1. P.77—82.\n7. Шабанов Д. А., Коршунов О.В., Кравченко М.О.// Біологія та валеологія. Вип.11. Харків, 2009. С.125 — 164.\n8. Plotner J.Die Westpalaarktichen Wasserfrosche. Bielefeld, 2005.\n9. Боркін Л. Я. , Даревський И.С. // Журнал загальної біології. 1980. Т.41. №4. С.485 — 506.\n10. Plotner J., Uzzell T, Beerli P. et al. // J. of Evol. Biol. 2008. V.21. №3. P.668—681.\n"
}