Содержание 

Введение ______________________________________________________________ 3

Инбридинг _________________________________________________________ 3

Негативные  последствия близкородственных  браков на примере семейства Дарвинов  ______________________________________________________________ 5

Стресс  способствует близкородственным скрещиваниям ______________________ 6

Во всех болезнях современного человека виновато близкородственное

скрещивание ___________________________________________________________ 9

Как близкородственные  браки влияют на генофонд __________________________ 10

Литература _________________________________________________________ 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

Инбри́динг (от англ. breeding — размножение), инцу́хт (нем. Inzucht) — скрещивание близкородственных форм в пределах одной популяции организмов (животных или растений).

Самая крайняя  форма инбридинга — самооплодотворение. Инбридинг приводит к повышению постоянства фенотипических признаков в потомстве и, в конечном итоге, производится для получения линий генетически идентичных особей (инбредные линии), на которых удобно проводить биологические и медицинские эксперименты.

Как известно, диплоидный организм получает каждый ген в двух экземплярах (аллелях) — от отца и от матери. Если эти гены различаются, то особь называется гетерозиготной (по данному гену), а если не различаются, то гомозиготной. При инбридинге родители являются родственниками и поэтому имеют много одинаковых генов, в результате чего гомозиготность увеличивается с каждым поколением.

При близкородственном  скрещивании (или самоопылении у  растений) может возникать депрессия: уменьшение урожайности растительных культур, измельчание животных, возникновение  аномалий и уродств. Это объясняется  гомозиготностью по вредным рецессивным генам.

Инбридинг.

У самоопыляющихся  растений (пшеницы, ячменя, гороха, фасоли, перца, цитрусовых, хлопчатника и  др.) Имбридинг — нормальное явление. У растений-перекрёстников и животных при Имбридинге возможно проявление действия вредных рецессивных генов, которые в гомозиготном состоянии вызывают частичную или полную гибель организмов.

Вредное влияние  Иимбридинга  часто обнаруживается, например, при самоопылении кукурузы, картофеля или кочанной капусты (снижение интенсивности роста плодовитости, возникновение аномалии и уродств). У кур ежегодное спаривание «брат × сестра» приводит к снижению в потомстве яйценоскости и жизнеспособности. У человека при браках двоюродных братьев и сестёр в несколько раз возрастает частота заболеваний детей многими наследственными болезнями, особенно — редкими; на 24—48% чаще, чем при неродственных браках, отмечаются врожденные уродства, мертвоворождения и смерть в детском возрасте. Депрессия связанная с появлением при Имбридинге особей, гомозиготных по вредным генам, наиболее заметно проявляется в первых поколениях, а затем дойдя до определенного уровня (инбредного минимума), не развивается.

 Иногда и  у животных при длительном Имбридинге удаётся получить линии, обладающие нормальной жизнеспособностью. Так как инбредные особи становятся гомозиготными и по нормальным генам, в том числе и обусловливающим ценные в хозяйственном отношении признаки, они отличаются устойчивой способностью к передаче ценных свойств потомству. Скрещивание двух или нескольких инбредных линий зачастую приводит к Гетерозису в первом гибридном поколении, чем широко пользуются в растениеводстве и птицеводстве. Тетрагибриды кукурузы — продукт скрещивания четырёх инбредных линий — дают повышение урожая на 30—60% (по сравнению с обычными сортами). В животноводстве перспективно применение топкроссов — скрещиваний инбредных производителей с неродственными им самками, не подвергавшимися Имбридингу Советский зоотехник М. Ф. Иванов считал Имбридинг непременным элементом методики создания новых пород и применил его при выведении украинской белой породы свиней. Гомозиготность по ряду практически ценных признаков почти у любой породы животных обусловлена приёмами узкородственного разведения. Таким путём выведены высокопродуктивные породы крупного рогатого скота — шортгорны и абердинангусы. Имбридинг у самоопыляющихся растений в природе нередко чередуется с перекрёстным опылением: первый обеспечивает наследственную устойчивость потомства, второе — гетерозис и наследственную дифференциацию. В замкнутых горных долинах и на небольших островах естественная Изоляция мелких популяций растений и животных способствует Имбридингу и появлению редких рецессивных форм. К таким, например, относятся обнаруженные Н. И. Вавиловым безлигульные формы ржи и мягкой пшеницы на Памире, безлигульная твёрдая пшеница на о. Крит, скороспелая форма кукурузы и американского хлопчатника — упланда в Западном Китае. 
 
 
 
 
 

Негативные  последствия близкородственных  браков на примере  семейства Дарвинов

Учёные из Университета штата Огайо (США) и Университета Сантьяго-де-Компостелы (Испания) проиллюстрировали утверждение о том, что дети, рождённые в браках двоюродных братьев и сестёр, умирают в несовершеннолетнем возрасте несколько чаще, чем отпрыски «обычных» родителей.  
 
Наглядным примером послужила семья знаменитого натуралиста Чарльза Дарвина, который был женат на своей двоюродной сестре Эмме Веджвуд. У них родились десять детей, трое из которых умерли в возрасте 10 и менее лет: второй ребёнок и первая дочь, Анна Элизабет, умерла, вероятнее всего, из-за туберкулёза; вторая дочь, Мэри Элеонора, скончалась по неизвестной причине через 23 дня после рождения; последний ребёнок, Чарльз Уоринг, прожил 18 месяцев и умер от скарлатины. При этом ещё трое из шести детей Дарвина, долгое время состоявших в браке, страдали бесплодием.  
 
«Мы, конечно, не можем утверждать, что причиной этого стало близкородственное скрещивание, — говорит участник исследования Тим Берра (Tim Berra). — С другой стороны, бесплодие характерно для детей, рождённых в таких браках. Если бы бесплодным оказался один ребёнок из шести, это ничего бы не доказывало, но три — это совсем другое дело».  
 
Исследователи реконструировали генеалогическое древо династий Дарвинов и Веджвудов, рассмотрев 25 семей, часть которых приходилась на близкородственные браки. В этих семьях родились 176 детей; 21 ребёнок (11,93% от общего числа) умер в раннем возрасте.  
 
Семьи характеризуются различными значениями коэффициента инбредности — вероятности того, что унаследованный от отца ген совпадёт с геном, перешедшим от матери. В семействе Чарльза Дарвина эта вероятность, к примеру, составляла 6,30%, а в семье Генри Веджвуда, брата Эммы, — целых 12,55%. При анализе собранных данных учёные обнаружили весьма чёткую связь между коэффициентом инбредности и детской смертностью.  
Стоит заметить, что о негативном влиянии близкородственных браков на потомство задумывался и сам Чарльз Дарвин. «Он наблюдал явление инбредной депрессии в опытах на растениях, и это привело его к мысли о том, что слабое здоровье его детей может быть связано с женитьбой на двоюродной сестре», — замечает г-н Берра.

Стресс  способствует близкородственным  скрещиваниям

Многие животные стараются выбирать в качестве брачных партнеров не слишком близких, но и не слишком дальних родственников, чтобы избежать инбридинга и отдаленной гибридизации. Эксперименты на мухах показали, что стресс может приводить к сдвигу брачных предпочтений в сторону «своих», то есть повышать вероятность близкородственных скрещиваний. Этот механизм может иметь большое эволюционное значение, поскольку он способствует быстрому формированию репродуктивной изоляции между особями, попавшими в необычные условия, и остальными представителями данного вида животных.

Выбор брачного партнера — чрезвычайно ответственное дело, от которого напрямую зависит жизнеспособность потомства, а значит, и судьба генов родителя — в том числе и тех генов, которые определяют брачное поведение. Поэтому механизмы выбора партнера постоянно находятся под пристальным «вниманием» естественного отбора: гены тех особей, которые делают удачный выбор, распространяются в популяции, а гены тех, кто выбирает неудачно, постепенно исчезают из нее — даже если эти особи во всех прочих отношениях отлично приспособлены к своей среде обитания.

В ходе эволюции у разных организмов развились сложные  и разнообразные алгоритмы выбора партнера. Самки многих животных пытаются выбрать себе в мужья самых крупных, сильных и здоровых самцов, но этого мало. Самец может быть очень силен и крепок здоровьем, но если он приходится самке близким родственником, спаривание с ним может привести к рождению слабого потомства. Обычно и скрещивание с очень далекой родней (например, с представителями другого вида или подвида) тоже невыгодно, потому что гибридное потомство получает случайную смесь из двух наборов генов, в каждом из которых гены были хорошо «подогнаны» друг к другу отбором, а у гибридов эти полезные комбинации генов смешиваются и разрушаются. Согласно теории «оптимального аутбридинга», животные (как и все прочие существа, размножающиеся половым путем) должны предпочитать партнеров с промежуточной степенью генетического родства: не слишком близких, но и не слишком дальних родственников.

Следовательно, чтобы делать правильный выбор, живые  существа должны были в ходе эволюции выработать средства, позволяющие им определять степень генетического родства с потенциальным партнером. Недавно А. М. Куликов и автор этих строк предложили гипотезу «иммунологического тестирования» брачных партнеров. Гипотеза основана на том простом соображении, что для предполагаемого тестирования партнера по принципу «свой или чужой» многим организмам было бы очень удобно использовать уже имеющееся у них мощное средство различения «своего» и «чужого» на биохимическом уровне — иммунную систему. В принципе, можно определять степень родства партнера — например, по силе иммунологической реакции на его запах: чем она сильнее, тем ниже вероятная степень родства. Можно использовать и отдельные компоненты иммунной системы (например, белки-рецепторы из надсемейства иммуноглобулинов) — сами по себе или в комплексе с обонятельными рецепторами (такие механизмы различения своих и чужих уже найдены у млекопитающих).

Мы также предположили, что оптимальная степень родства  партнеров может меняться в зависимости от ситуации. В резко неблагоприятных, стрессовых условиях особям может оказаться выгодно сместить свои предпочтения в сторону близкородственных скрещиваний, чтобы избежать «размывания» у потомства тех генных комплексов, которые позволили родителям выжить в этой критической обстановке. Поэтому у некоторых организмов в ходе эволюции мог выработаться механизм, смещающий брачные предпочтения в сторону выбора «своих» под воздействием стресса.

Если бы такой  механизм существовал, он мог бы способствовать быстрому видообразованию, потому что  группы особей, попавшие в непривычные  условия и сумевшие выжить (пусть  и ценой сильного сокращения численности  за счет отсеивания «неприспособленных» генотипов), могли бы автоматически вырабатывать репродуктивную изоляцию от всех «чужаков», то есть других представителей своего вида, которые в этих стрессовых условиях не жили и, скорее всего, плохо к ним приспособлены.

Для проверки этих идей нужно провести много экспериментов  на разных объектах, но пока нам удалось  поэкспериментировать только с четырьмя лабораторными линиями дрозофил. Результаты экспериментов, которые  будут опубликованы в майском  номере журнала «Animal behaviour», в целом хорошо согласуются с гипотезой о смещении брачных предпочтений в стрессовых условиях.

В роли «стрессоров» в наших опытах выступали вредные  мутации и зараженность бактерией  Wolbachia. Были взяты две линии мух, зараженных вольбахией. Одна из этих линий (*R) генетически близка к диким мухам, другая (*W) — сильно инбредная и отягощенная несколькими вредными мутациями. Часть мух в каждой из этих линий вылечили от вольбахии при помощи тетрациклина и получили таким образом четыре линии: *R вылеченные, *R зараженные, *W вылеченные, *W зараженные. Первая из этих линий является наименее стрессированной. Согласно нашей гипотезе, эти мухи должны активнее всех избегать инбридинга, то есть выбирать «чужих». Последняя линия (*W зараженные) — наиболее стрессированная. Мы ожидали, что эти мухи будут проявлять наибольшую склонность к инбридингу. Результаты полностью подтвердили эти ожидания.

Проверка брачных  предпочтений проводилась двумя  способами. В первой серии экспериментов мух сажали в пробирки по трое: одна самка и два самца из разных линий. Между самцами начиналось соревнование за право спариться с самкой. У дрозофил существует довольно сложный ритуал ухаживания. Самцы ходят вокруг самки кругами, «облизывают» ее хоботком, машут крылышками, поют брачную песенку, которую можно услышать только при помощи высокочувствительной аппаратуры. Время от времени самец пытается вскарабкаться на самку, но у него ничего не получится, пока она сама не раздвинет крылья. В ситуации, когда в пробирке два самца соревнуются за одну самку, исход соревнования зависит в первую очередь от самки — кого из двоих она выберет, хотя и активность самца имеет большое значение (а активность самца, в свою очередь, может зависеть от того, насколько ему нравится эта самка).

Мы следили  за событиями в пробирке до тех  пор, пока одному из самцов не удастся  спариться с самкой. Иногда всё  происходило за считаные минуты, иногда приходилось ждать часами, пока мухи разберутся в своих отношениях. Самец, первым добившийся успеха, считался «победителем», и эксперимент на этом заканчивался. Всего было проведено более тысячи таких опытов с разными комбинациями линий, из которых происходили самцы и самки. В 722 случаях нам удалось дождаться спаривания.