Меню Рубрики

В чем причина бесплодия межвидовых гибридов животных

В чем причина бесплодия межвидовых гибридов животных

Подробное решение Раздел стр. 141 по биологии для учащихся 9 класса, авторов С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, И.Б. Агафонова, Н.И. Сонин 2016

Вопрос 1. Что такое вид?

Биологический вид — это совокупность особей, обладающих способностью к скрещиванию с образованием плодовитого потомства; населяющих определенный ареал; обладающих рядом общих морфологических и физиологических признаков и сходством во взаимоотношениях с биотической и абиотической средой.

Вопрос 2. Какие биологические механизмы препятствуют скрещиванию особей разных видов?

Обособленность вида поддерживается репродуктивной изоляцией, которая препятствует его смешению с другими видами при размножении. Изоляция обеспечивается различиями в строении половых органов, разобщенностью ареалов, расхождением в сроках или местах размножения, различиями поведения, экологической разобщенностью и другими механизмами.

Географическая изоляция. Виды, обитающие на большом расстоянии или разделенные непреодолимой преградой, не способны обмениваться генетической информацией.

Сезонная изоляция. Обеспечивается различием сезонов размножение у разных видов. Например, у одного из видов калифорнийской сосны пыльца созревает в феврале, а у другого — в апреле.

Поведенческая изоляция. Характерна для высших животных. Например, у многих близких видов водоплавающих птиц брачное поведение имеет свои характерные особенности, что исключает возможность межвидового скрещивания.

Вопрос 3. В чём причина бесплодия межвидовых гибридов?

Каждый отдельный вид имеет свой собственный кариотип, который отличается числом хромосом, их формой, размерами, строением. Различие кариотипов приводит к нарушению оплодотворения, к смерти зародышей или рождению бесплодного потомства. Стерильность потомства связана с тем, что при отсутствии парных гомологичных хромосом нарушается конъюгация в профазе I мейоза. В результате не образуются биваленты, мейоз нарушается, и развития полноценных гамет у гибридного потомства не происходит.

Вопрос 4. Дайте определение понятия «ареал вида».

Ареал вида — это область распространения вида. Размеры ареалов могут сильно варьировать у разных видов. Например, сосна обыкновенная растет почти по всей территории России, а подснежник характерен только для Северного Кавказа.

Вопрос 5. Что такое радиус индивидуальной активности организмов? Оцените радиус индивидуальной активности некоторых видов животных, типичных для вашего региона.

Радиус индивидуальной активности — это расстояние, на которое может перемещаться организм, исходя из его особенностей жизнедеятельности и физических возможностей.

Активность организмов: 1) у растений — скорость горизонтального роста корневищ и плагиотропных побегов (в год), а также расстояния, на которые рассеиваются теми или иными способам» диаспоры и пыльца; 2) у животных — форма их поведения: продолжительность активной деятельности с учетом расстояний (радиусов активности) передвижения на индивидуальных участках обитания, а также миграции.

Вопрос 6. Что такое популяция? Как вы считаете, может ли ареал популяции совпадать с ареалом вида? Докажите своё мнение.

Популяция — это совокупность особей одного вида, в течение длительного времени населяющих определенную территорию, свободно скрещивающихся между собой и частично либо полностью изолированных от особей других подобных совокупностей.

На территории ареала вида обычно обитает довольно значительное число популяций, каждая из которых является элементарной единицей эволюции.

Вопрос 7. Чем определяются границы ареала обитания видов?

Существует разделение границ на климатические, ландшафтные, биоценотические. Их можно назвать экологическими границами, поскольку они определяются совокупностью факторов. С другой стороны, известно немало случаев, когда граница остается стабильной, и расселения не происходит, несмотря на то, что условия среды внутри ареала и за его пределами однородны и вполне благоприятны для вида.

Биоценотические границы определяются взаимоотношениями разных видов в сообществе.

Границы ареалов часто обусловлены изменением климатических условий, особенно гидротермического режима, долготы дня, мощности снегового покрова и т.д. Сущность климатически обусловленных границ различна; в одних случаях граница расселения вида обусловлена недостатком тепла или сокращением продолжительности теплого периода, в других — решающее значение может иметь суровость зим или уменьшение количества осадков в течение определенной части года.

Границы ареала определяются различными факторами, среди которых важнейшую роль играют климатические, эдафические, биоценотические и антропогенные.

источник

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Межвидовой гибрид — особь, полученная от скрещивания родителей, относящихся к разным видам

На кртинке слева направо — лигр, зебройд и гролар

В чем уникальность и особенности межвидовых гибридов? Зачем селекционерам понадобилось выводить таких странных животных и растений?

Свойства межвидовых гибридов:

  • бесплодие, стерильность
  • гетерозис — межвидовые гибриды б\обладают более явно выраженными свойствами, чем родители — больше вес, рост, устойчивость к заболеваниям, лучшая адаптивность к условиям среды и т.п.

Давайте подробнее разберем проблему бесплодия межвидовых гибридов

Все дело в наборе хромосом и генов, присущих родительским организмам.

При внутривидовом скрещивании новый организм получает от родительских по гаплойдному (1n) набору гомологичных хромосом, восстанавливая таким образом свою диплойдность (2n).

Ключевое слово здесь — «гомологичные«

Гомологичные хромосомы — пара хромосом приблизительно равной длины, с одинаковым положением центромеры и дающие одинаковую картину при окрашивании. Их гены в соответствующих (идентичных) локусах представляют собой аллельные гены — аллели, то есть кодируют одни и те же белки или РНК

У межвидовых гибридов часть хромосом или участки хромосом не являются гомологичными.

Самому организму это вреда не приносит, но при образовании половых клеток (т.е. при половом размножении), такие для таких хромосом не возможны коньюгация и кроссинговер.

Читайте также:  Святой источник помогающий при бесплодии

У растений такая проблема решается полиплойдией. При удвоении хромосом у каждой появляется гомологичная пара и проблема решена.

Искусственно полиплоидия вызывается ядами , разрушающими веретено деления , такими как колхицин

Поэтому у растений возможно не только межвидовая гибридизация, но даже межродовая.

Так, от скрещивания пшеницы линии № 5129, выделенной из гибрида Triticum turgidum x Tr. dicoccum с твердой пшеницей степной волжской экологической группы, был получен высокоустойчивый к гессенской и шведской мухам сорт твердой пшеницы Харьковская 46. Этот выдающийся сорт быстро получил широкое признание.

У животных, как известно, полиплойдия — явление редкое. Нарушения в образовании половых клеток делают такие межвидовые гибриды стерильными.

В науке есть три способа преодолеть эту проблему:

характерна для видов, утративших нормальный половой процесс, – гермафродитов, напр. земляных червей, и видов, у которых яйцеклетки развиваются без оплодотворения (см. партеногенез) , напр. некоторых насекомых, рыб, саламандр

В половые клетки переходит лишь один из родительских геномов, а второй — уничтожается, элиминируется

Межвидовая гибридизация — результат научной деятельности человека, в природе такие гибриды практически не встречаются.

Давайте рассмотрим самые известные примеры таких гибридов в животном мире

Самый часто встречающийся именно в вопросах ЕГЭ — бестер.

Бестер (по первым слогам слов белуга и стерлядь) — гибрид двух видов рыб семейства осетровых, полученный путём искусственного скрещивания белуги со стерлядью. Плодовит.

Самый известный и, наверное, самый древний из известных межвидовых гибридов — мул.

Мул — результат скрещивания осла и кобылы. Термин «мул» первоначально применялся к отпрыску любых двух животных разных видов — к тому, что в настоящее время называется «гибридом».

Чрезвычайно выносливая зверюшка, по характеру более спокойный, чем осел, менее упрямый, маловосприимчив к заболеваниям.

Зебройд — гибрид зебры и любой другой лошади

Зубробизон — гибрид зубра и бизона (дают плодовитое потомство как при скрещивании между собой, так и с представителями исходных видов)

Гролар — гибрид медведя гризли и полярного медведя

Лигр — гибрид льва и тигрицы, тигролев — гибрид тигра и львицы

Обратите внимание на вопрос из ЕГЭ:

3) архаромеринос — название состоит из двух частей — явно гибрид! 🙂
4) бестера мы уже знаем
6) тритикале — гибрид ржи и пшеницы

источник

В чем причина бесплодия межвидовых гибридов животных

Подробное решение параграф 1.4.1 по биологии для учащихся 11 класса, авторов Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И., Захарова Е.Т. Углубленный уровень 2018

Вопросы и задания для повторения.

1. Дайте определение понятия «вид».

Вид – совокупность особей, сходных по структурно – функциональной организации (биохимический, цитологический, гистологический, анатомический и физиологический критерии), имеющих единое происхождение (эволюционный критерий), одинаковый кариотип и дающих плодовитое потомство, занимающих определенный ареал обитания (географический критерий) и характеризующихся определенными отношениями с другими организмами и факторами окружающей среды (экологический критерий).

2. Какие биологические механизмы препятствуют обмену генами между видами?

Одна из важных характеристик вида – его репродуктивная изоляция. Под ней понимают совокупность механизмов, препятствующих притоку генов извне. Защищённость генофонда данного вида от поступления генов других, в том числе близкородственных, видов достигается разными путями.

Сроки размножения у близких видов могут не совпадать. Если сроки одни и те же, то не совпадают предпочитаемые места размножения. Например, самки одного вида лягушек мечут икру по берегам рек, другого вида – в лужах. При этом случайное осеменение икры самцами другого вида практически исключается. У многих видов животных наблюдается строгий ритуал поведения при спаривании. Если у одного из потенциальных партнёров для скрещивания ритуал поведения отклоняется от видового стандарта, спаривания не происходит. Если всё же спаривание произойдёт, сперматозоиды самца другого вида, как правило, не смогут проникнуть в яйцеклетку вследствие того, что ферменты его акросомы (см. 10 класс, гл. 5) не смогут расщепить компоненты оболочек яйца. В результате оплодотворения не происходит. Фактором изоляции также могут служить предпочитаемые источники пищи: особи кормятся в разных биотопах и вероятность скрещивания между ними уменьшается.

Иногда (при межвидовом скрещивании) оплодотворение всё же происходит. В этом случае образовавшиеся гибриды либо отличаются пониженной жизнеспособностью, либо оказываются бесплодными и не дают потомства

3. В чем причина бесплодности межвидовых гибридов?

Примером является мул – гибрид лошади и осла. Будучи вполне жизнеспособным, он бесплоден из-за нарушения мейоза: негомологичные хромосомы не конъюгируют. В ряде случаев у близкородственных видов со схожими кариотипами, например у мелких кошек, гибриды вполне жизнеспособны и плодовиты. В крайнем случае препятствием для дальнейшего смешения генофондов являются сами «бастарды» – межвидовые гибриды, занимающие ареал на границе контакта родительских видов.

4. Что такое ареал вида?

Ареал – область распространения на суше или в различных водоемах систематической группы живых организмов. Ареал является первичным, если в нем произошло эволюционное становление вида. Иногда он сравнительно невелик: для видов, живущих в озере Байкал, он ограничивается этим озером. В других случаях ареал вида охватывает огромные территории. Так, чёрная ворона почти повсеместно распространена в Западной Европе. Восточная Европа и Западная Сибирь населены другим видом – серой вороной. Существование определённых границ распространения вида не означает, что все особи свободно перемещаются внутри ареала.

Читайте также:  Лучшие гинекологи тюмени по бесплодию

5. Что такое радиус индивидуальной активности организмов? Приведите примеры радиуса индивидуальной активности для растений и животных.

Степень подвижности особей выражается расстоянием, на которое может перемещаться животное, т. е. радиусом индивидуальной активности. У растений этот радиус определяется расстоянием, на которое распространяются пыльца, семена или вегетативные части, способные дать начало новому растению. У животных радиус индивидуальной активности тесно связан с физическими возможностями организма и особенностями его жизнедеятельности.

Для виноградной улитки он составляет несколько десятков метров, для ондатры – несколько сотен метров, для северного оленя – более ста километров.

6. Что такое популяция? Дайте определение.

Популяция – это совокупность особей данного вида, занимающих определённый участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций. Реально вид существует в виде популяций. Генофонд вида представлен генофондами популяций. По современным представлениям, именно популяция является элементарной единицей эволюции.

источник

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Межвидовой гибрид — особь, полученная от скрещивания родителей, относящихся к разным видам

На кртинке слева направо — лигр, зебройд и гролар

В чем уникальность и особенности межвидовых гибридов? Зачем селекционерам понадобилось выводить таких странных животных и растений?

Свойства межвидовых гибридов:

  • бесплодие, стерильность
  • гетерозис — межвидовые гибриды б\обладают более явно выраженными свойствами, чем родители — больше вес, рост, устойчивость к заболеваниям, лучшая адаптивность к условиям среды и т.п.

Давайте подробнее разберем проблему бесплодия межвидовых гибридов

Все дело в наборе хромосом и генов, присущих родительским организмам.

При внутривидовом скрещивании новый организм получает от родительских по гаплойдному (1n) набору гомологичных хромосом, восстанавливая таким образом свою диплойдность (2n).

Ключевое слово здесь — «гомологичные«

Гомологичные хромосомы — пара хромосом приблизительно равной длины, с одинаковым положением центромеры и дающие одинаковую картину при окрашивании. Их гены в соответствующих (идентичных) локусах представляют собой аллельные гены — аллели, то есть кодируют одни и те же белки или РНК

У межвидовых гибридов часть хромосом или участки хромосом не являются гомологичными.

Самому организму это вреда не приносит, но при образовании половых клеток (т.е. при половом размножении), такие для таких хромосом не возможны коньюгация и кроссинговер.

У растений такая проблема решается полиплойдией. При удвоении хромосом у каждой появляется гомологичная пара и проблема решена.

Искусственно полиплоидия вызывается ядами , разрушающими веретено деления , такими как колхицин

Поэтому у растений возможно не только межвидовая гибридизация, но даже межродовая.

Так, от скрещивания пшеницы линии № 5129, выделенной из гибрида Triticum turgidum x Tr. dicoccum с твердой пшеницей степной волжской экологической группы, был получен высокоустойчивый к гессенской и шведской мухам сорт твердой пшеницы Харьковская 46. Этот выдающийся сорт быстро получил широкое признание.

У животных, как известно, полиплойдия — явление редкое. Нарушения в образовании половых клеток делают такие межвидовые гибриды стерильными.

В науке есть три способа преодолеть эту проблему:

характерна для видов, утративших нормальный половой процесс, – гермафродитов, напр. земляных червей, и видов, у которых яйцеклетки развиваются без оплодотворения (см. партеногенез) , напр. некоторых насекомых, рыб, саламандр

В половые клетки переходит лишь один из родительских геномов, а второй — уничтожается, элиминируется

Межвидовая гибридизация — результат научной деятельности человека, в природе такие гибриды практически не встречаются.

Давайте рассмотрим самые известные примеры таких гибридов в животном мире

Самый часто встречающийся именно в вопросах ЕГЭ — бестер.

Бестер (по первым слогам слов белуга и стерлядь) — гибрид двух видов рыб семейства осетровых, полученный путём искусственного скрещивания белуги со стерлядью. Плодовит.

Самый известный и, наверное, самый древний из известных межвидовых гибридов — мул.

Мул — результат скрещивания осла и кобылы. Термин «мул» первоначально применялся к отпрыску любых двух животных разных видов — к тому, что в настоящее время называется «гибридом».

Чрезвычайно выносливая зверюшка, по характеру более спокойный, чем осел, менее упрямый, маловосприимчив к заболеваниям.

Зебройд — гибрид зебры и любой другой лошади

Зубробизон — гибрид зубра и бизона (дают плодовитое потомство как при скрещивании между собой, так и с представителями исходных видов)

Гролар — гибрид медведя гризли и полярного медведя

Лигр — гибрид льва и тигрицы, тигролев — гибрид тигра и львицы

Обратите внимание на вопрос из ЕГЭ:

3) архаромеринос — название состоит из двух частей — явно гибрид! 🙂
4) бестера мы уже знаем
6) тритикале — гибрид ржи и пшеницы

источник

Отдаленная гибридизация растений и животных, условия появления плодовитого потомства

Отдаленная гибридизация — это такое скрещивание, при котором выбранные пары относятся к разным видам или родам, то есть отдаленные друг от друга не географически, а родственно.

Читайте также:  Причины бесплодия в современном мире

Цель отдаленной гибридизации заключается в получении особей, которые сочетают в себе ценные признаки и свойства различных видов. Проводят гибридизацию, как растений, так и животных. Она играет особую роль в эволюции и селекции.

Отдаленная гибридизация растений

Выделяют два вида: межвидовая (пшеница мягких сортов и твердых) и межродовая (пшеница и рожь).

Селекционер в процессе получения гибридов постоянно сталкивается с рядом проблем. Основные из них:

  • Трудности в скрещивании генетически разных видов;
  • полученные гибридные семена не всходят;
  • гибриды первого поколение бесплодны.

Причины возникновения такого рода проблем:

  • Пыльца не приживается на рыльце другого сорта растений;
  • пыльца приживается, но пыльцевые трубки прорастают медленно и не могут достигнуть зародышевого мешка;
  • отсутствие оплодотворения;
  • после успешного оплодотворения, зародыши часто замирают на стадии нескольких клеток;
  • при нормальном развитии зародыша, могут формироваться невсхожие семена;

Причины бесплодия гибридов:

  1. Бесплодие наступает через несоответствие хромосомных наборов, отсутствие конъюгации гомологичных хромосом, нарушение фаз мейоза. Как следствие не возможно образование половых клеток.
  2. Недоразвитость органов размножения. Часто наблюдается неполноценное развитие мужских репродуктивных органов — пыльников; встречается также стерильность женских особей.

Отдаленная гибридизация растений

Условия появления плодовитого потомства:

  1. Скрещивание с одним из родителей. Применяется наиболее часто, имеет высокую эффективность, но следующее потомство получает обратно некоторые признаки родителей.
  2. Скрещивание с представителями первого поколения. При масштабных работах все-таки встречается небольшое количество растений способных к оплодотворению.
  3. Применение колхицина для создания полиплоидных форм. Позволяет удвоить хромосомный набор, что дает возможность клеткам завершить все фазы мейоза.

Отдалённая гибридизация растений необходима для создания устойчивых сортов и с высокой урожайностью. Созданы гибриды подсолнечника, семена которых содержат больше 50% масла и невосприимчивы к ряду заболеваний.

Путем гибридизации получены зимостойкие сорта озимой пшеницы, с высоким содержанием белка (после скрещивания с озимой рожью). Обнаружен дикий вид пшеницы, который невосприимчив к заболеваниям простой пшеницы. Планируется создание новых гибридов для передачи таких ценных свойств.

Картофель постоянно подвергается воздействию фитофторы, нематод, колорадских жуков. Чтобы сделать его устойчивым к неблагоприятным факторам, культурный картофель скрещивают с диким. Такие гибриды также стали скороспелыми, лучше переносят низкую температуру, могут родить два раза в год.

Отдаленная гибридизация животных

Зоотехники используют собственно гибридизацию и межпородную гибридизацию, которая дает потомство способное к скрещиванию и рождению потомства. Истинно гибридные животные очень редко оказываются плодовитыми, что создает много проблем с дальнейшим их разведением.

У животных процесс получения гибридов затруднен из-за ряда факторов:

  • Разное строение репродуктивных органов животных;
  • гибель сперматозоидов в половых путях самки;
  • отсутствие акта слития половых клеток;
  • нарушения развития зиготы на ранних сроках.

Для преодоления возникших преград селекционеры стали использовать искусственное оплодотворение. Но проблемы с бесплодием полученного поколения остаются актуальными до сих пор. Различают полное бесплодие потомства, когда оба пола бесплодны, и частичное — один пол не способен к размножению. Чаще бесплодны самцы, тогда самок скрещивают с представителями исходного вида. Но в этом случае утрачивается часть ценных характеристик гибрида.

Отдаленная гибридизация животных встречалась еще в древние времена, примеры таких гибридов: мулы (помесь лошади и осла) и лошаки (результат скрещивания ослицы и жеребца), они отличались выносливостью и силой. Сарлыки — рождены от яков и коров, ценятся за повышенную жирность молока.

Отдаленная гибридизация животных

Гибридные животные, обычно, лучше родительских видов, это проявляется в повышенной работоспособности, продуктивности и т.д.

На фермах пользуются популярностью новые породы свиней, полученные в результате скрещивания домашней свиньи и дикой. Полученный гибрид быстрее приспосабливался к разным условиям жизни, стал ценным источником мяса.

Суть отдаленной гибридизации

Позволяет получить новые породы животных и сорта растения более ценные для человека. Гибриды лошади с ослом — мулы — отличаются большой выносливостью, крепостью конституции, продолжительностью жизни; гибриды яка с крупным рогатым скотом превосходят сходные виды по массе и способности к откорму; гибриды одногорбого и двугорбого верблюдов превосходят исходные виды по размерам и работоспособности. Поэтому для получения таких гибридов с древних времен проводилось межвидовое скрещивание.

Скрещивание домашних животных с дикими предками дает плодовитое потомство и может быть использовано в целях селекции. М. Ф. Иванов в результате скрещивания тонкорунных овец с одним из подвидов диких баранов (муфлоном) получил новую породу горного мериноса. Казахский архаромеринос также получен в результате скрещивания тонкорунных овец с диким бараном (архаром). В результате скрещивания крупного рогатого скота с горбатым скотом (зебу) получены ценные группы молочного скота.

Селекция играет определенную роль в сохранении разнообразия органического мира. Когда в начале XX в. в Европе сохранились лишь единичные экземпляры зубров, то для спасения вида было проведено скрещивание зубров с бизонами. В настоящее время, возможно, в природе уже исчезла лошадь Пржевальского. Сохранилось несколько групп этих животных в зоопарках и заповеднике Аскания-Нова. Для спасения вида и сохранения гетерозиготности животных проводится обмен отдельными особями между зоопарками СССР, Чехословакии, США. Проведена гибридизация с домашней лошадью и гибридов — с дикой лошадью.

источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector