Близкородственное скрещивание

В другой серии  экспериментов в большую пробирку сажали 20 самок (по 10 из двух разных линий) и одного самца. Их оставляли в покое на сутки, а потом рассаживали самок по отдельным пробиркам и смотрели, кто из них отложит оплодотворенные яйца. В среднем самцы успевали оплодотворить за сутки около половины самок. В этом эксперименте, по-видимому, исход в большей степени зависел от предпочтений самца (за какими самками он станет ухаживать, а каких проигнорирует), хотя самки, которым он пришелся не по душе, имели полное право его отвергнуть.

В обоих экспериментах  были выявлены сходные брачные предпочтения. По-видимому, мухи действительно тестируют  потенциальных партнеров по принципу «свой или чужой», причем оба предполагаемых стрессовых фактора — вредные мутации линии *W и зараженность вольбахией — ведут к сдвигу предпочтений в сторону выбора «своих» (или, что то же самое, к уменьшению привлекательности «чужих»).

Например, самки  из наиболее стрессированной линии «*W зараженные» спаривались с самцами *W («своими» по генотипу) чаще, чем самки из линии «*W вылеченные». То есть зараженность вольбахией побуждает самок *W выбирать себе в партнеры генотипически близких самцов. Самки *W также различали самцов *W по статусу зараженности, причем наблюдалось явное предпочтение «своих»: зараженные самки предпочитали спариваться с зараженными самцами, вылеченные — с вылеченными. Таким образом, у всех самок *W наблюдалось предпочтение «своих» по статусу зараженности, а самки из наиболее стрессированной линии «*W зараженные» выбирали «своих» еще и по генотипу.

У самок *R всё  оказалось наоборот: они предпочитали «чужих» по статусу зараженности, а самки из наименее стрессированной линии «*R вылеченные» предпочитали «чужих» также и по генотипу (то есть чаще спаривались с самцами *W, чем самки из линии «*R зараженные»).

Таким образом, первый стрессирующий фактор — вредные мутации — склонял мух к выбору партнеров с таким же, как у них, статусом зараженности, а второй — бактерия вольбахия — побуждал их выбирать партнеров из «своей» генетической линии (или уменьшал их склонность к выбору партнеров из «чужой» линии). Аналогичные результаты были получены и в тех опытах, где один самец выбирал из 20 самок.

Полученные результаты в целом хорошо согласуются с гипотезой о том, что стресс может сдвигать брачные предпочтения в сторону выбора «своих», хотя для полной уверенности понадобятся дополнительные эксперименты.

Каким образом  мухи определяют степень генетической (или биохимической) близости потенциального партнера — пока не известно. Ряд наблюдений указывает на то, что ключевую роль играет «облизывание» партнера хоботком. Например, при межвидовых скрещиваниях самец часто прекращает ухаживание после того, как прикоснется хоботком к брюшку самки (видимо, чувствует, что «вкус не тот»). Мы предполагаем, что в тестировании по принципу «свой или чужой» может принимать участие удивительный полиморфный белок DSCAM из надсемейства иммуноглобулинов, который у насекомых используется и для иммунной защиты, и для взаимного «узнавания» нейронов в ходе развития нервной системы. К сожалению, проверить это предположение технически очень сложно.

Источник: A. V. Markov, O. E. Lazebny, I. I. Goryacheva, M. I. Antipin, A. M. Kulikov. Symbiotic bacteria affect mating choice in Drosophila melanogaster // Animal Behaviour, 2009 (article in press).

Во  всех болезнях современного человека виновато близкородственное  скрещивание

Ученые  из университетов Бата /University of Bath/, графства Суссекс /University of Sussex/ и Эдинбурского университета /Edinburgh University/ выдвинули гипотезу о том, что во всех болезнях современного человека виновато близкородственное скрещивание, имевшее место у наших предков на заре эволюции. Результаты исследования публикует журнал Public Library of Science Biology.  
 
У прародителей человека, эволюция которых пошла затем по двум путям - к современному человеку и к шимпанзе, были не слишком большие возможности в выборе партнеров. Вся популяция составляла около 10 тысяч особей. Между тем известно, что естественный отбор идет намного эффективней в больших популяциях. Исследователи предположили, что в таких условиях вредные мутации не успевали устраниться из генофонда, и наши сегодняшние болезни - результат событий, происходивших 6 миллионов лет назад.  
 
По подсчетам специалистов, за это время ключевые участки нашей ДНК, отвечающие за "включение" и "выключение" генов, подверглись 140 тысячам различных мутаций. Это ослабило механизм контроля генов и сделало человека восприимчивым к болезням.  
 
"Мы привыкли считать человека венцом эволюции, - говорит один из авторов исследования доктор Мартин Лерчер (Martin Lercher) из Университета Бата, - но тот факт, что у грызунов контроль генов налажен гораздо лучше, действует отрезвляюще". По его мнению, рано или поздно накопившиеся мутации перевесят все блага цивилизации, которыми обеспечен современный человек.  
 
В то же время, по словам руководителя исследования профессора Питера Кейтли /Peter Keightley/ из Эдинбургского университета, вымирание грозит скорее шимпанзе, гориллам и орангутанам, чем человеку. Эти обезьяны существуют в относительно небольших популяциях, что снижает эффективность естественного отбора. Выбор партнеров у людей сейчас намного больше, чем у их дальних предков. И хотя этого недостаточно для "вымывания" вредных мутаций в ближайшем будущем, объясняет профессор, последние все же уравновешиваются мутациями полезными, сообщает Mednovosti.ru. 

Как близкородственные  браки влияют на генофонд? 

С чем связан запрет на близкородственные браки? Насколько снижается вероятность  рождения жизнеспособного ребенка, если его родители - родные брат и  сестра? В каких случаях близкородственные  браки идут на пользу популяции?

У среднестатистического  человека в геноме есть 5-8 летальных  мутаций. Как минимум столько  же мутаций связано с серьезными генетическими дефектами. Человек  от них не умирает (и не болеет), потому что у человека есть по две копии  каждого гена (одна от папы, другая - от мамы) и хорошая копия компенсирует дефектную.  
 
Близкородственные скрещивания (инбридинг) плохи потому, что дефектная копия папиного (или маминого) гена с вероятностью 25% достанется и его сыну и его дочери. Если они заведут ребенка, то с вероятностью 25%x25%=6.25% он получит две дефектные копии. Легко посчитать, что если у папы и у мамы было по 5 мутаций, то вероятность рождения жизнеспособного ребенка у их сына с дочерью ~52%. Если по 8 мутаций, то ~36%. То же самое можно посчитать и для брака двоюродных брата и сестры, да и для самых разных других сценариев.  
 
Однако есть куда более интересный пример инбридинга: Тамилы существуют в Индии уже несколько тысяч лет. Среди генетиков они известны тем, что у них принято жениться на своих двоюродных братьях и сестрах. Не знаю насколько давно они этим занимаются, но достаточно давно, чтобы это нанесло отпечаток на их ДНК. Отпечаток, на первый взгляд, несколько пародоксальный - если у других людей 5-8 летальных мутаций на геном, то у тамилов - практически ноль! Как же так? Дело в том, что близкородственные скрещивания выводят на поверхность эти дефектные копии и удаляют их из генофонда популяции. Ведь потомок, получивший две дефектные копии умирает или болеет, а значет не передает их дальше по наследству (как это делает потомок у которого лишь одна дефектная копия). Если такой процесс "выявления" дефектных копий идет достаточно долго и популяция замкнута от притока новых дефектных копий извне, то через какое-то время она почти полностью избавляется от этих дефектных копий.  
 
Так что тамилы, со своим пристрастием к женитьбе на двоюродных братьях и сестрах, оказались одной из самых генетически-здоровых популяций в мире. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература 

1. Википедия (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%86%D1%83%D1%85%D1%82)

2. Элементы  (http://elementy.ru/news/431030)

3. Академик (http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/90337/%D0%98%D0%BD%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B3)

4. Первое  био сообщество (http://www.sbio.info/page.php?al=negativnye_posledstvija_&ratings=1)

5. Накануне.ру (http://www.nakanune.ru/news/2005/01/27/vo_vsex_boleznjax_sovremennogo)

6. Информационно-дискуссионный портал (http://www.newsland.ru/News/Detail/id/310490/cat/69/ )