Робота селекціонера – складна взаємозв’язок знань, навичок, інтересу, бажання створювати щось нове. Багато методик розроблено в різних галузях біології, щоб з вже наявних примірників створювати цікаве, особливе. Одна інбридинг. Що таке, для чого використовується, буде розказано нижче.
Продовження роду
Біологія – незвичайна область життя і діяльності людини, це цілий комплекс галузей, що пізнають живі організми, їх взаємодія між собою в навколишньому світі. Одна з граней біологічних наук – розмноження. Тільки живі організми здатні відтворювати собі подібних. Цей процес може протікати по двом різним типам – безстатеве і статеве розмноження, що залежить від певного виду живої істоти. І в тому і в іншому випадку поява нової живої істоти – це складний багатоступеневий процес. Статеве розмноження передбачає участь двох статевих категорій – чоловічого і жіночого організмів. І саме ця форма появи на світ живих істот оперує таким поняттям, як інбридинг. Що означає цей термін? Одна з різновидів споріднених зв’язків, що дали початок новій особині.
Гомогамия та її види
Однією з форм статевого розмноження може бути гомогамия. Правда, в біології є визначенням трьох позицій:
- самозапилення рослин;
- передача однакових комбінацій генів;
- схрещування близькоспоріднених форм однієї популяції.
Останній пункт має особливе значення в селекції тварин. Саме в цьому ключі він має більш точним професійним назвою – інбридинг. Це в біології особлива категорія розмноження, яка використовується людиною для посилення певних якостей і характеристик, властивих тваринам у своїх класах, наприклад, інбридинг у кішок або собак дозволив отримати кілька нових порід, які завоювали любов мільйонів власників, завдяки посиленню певних зовнішніх і характерних рис. Такий спосіб став основою для багатьох наукових досліджень, які дозволили краще зрозуміти процеси гомозиготного початку. Інбридинг-селекція є основою цільового отримання певних якостей, притаманних певним особистостям одного роду. Такий спосіб розмноження присутній і в самій природі, але чоловік взяв його на озброєння, щоб посилювати необхідні спадкові ознаки, притаманні деяким особинам певного роду. Приклади інбридингу можна зустріти в багатьох породах домашніх і сільськогосподарських тварин. Зокрема, знаменита орловська рисиста порода коней – яскравий приклад естетичних характеристик, посилених шляхом даного методу розмноження.
Робота селекціонерів
Наука про виведення нових або поліпшених живих організмів (рослин, тварин, мешканців мікросвіту, грибів) називається селекцією. Спочатку люди, не замислюючись, використовували основи вибіркового відтворення, щоб отримати організм з необхідними якостями, так як самої життям застосовувався природний відбір, що дає право на виживання організмів з певними характеристиками. Лише в кінці 18-го століття людство спантеличився тим, що можна схрещувати, наприклад, рослини, щоб отримувати сорти з необхідними властивостями. Але таким чином можна було отримувати лише організми з уже закладеними генетично якостями. А ось розвиток генетики дозволило цілеспрямовано змінювати геном, закладаючи певні характеристики в новий організм. Ця наука має складну моральний напрям, суперечки про можливість втручання людини в основну структуру живого не вщухають. І сьогодні селекціонери використовують як методи генної інженерії, так і численні можливості так званого природного відбору. Метод інбридинг – один з них, що працює у ставленні до тварин.
Поняття інбридингу в біології
Для простого обивателя питання селекціонування мало зрозумілі, багато обмежуються шкільним курсом біології і надалі вже практично ніколи не стикаються з термінами, що вживаються в цій області. Саме до області селекціонування і розмноження відноситься слово “інбридинг”. Що таке? Термін походить з поєднання двох англійських слів: in – «усередині» і breeding – «розведення». Цим терміном в біології позначають схрещування близькоспоріднених організмів у межах однієї популяції організмів. Причому саме слово “інбридинг” використовується стосовно тварин, а ось до рослин застосовують слово «инцухт», утворене від німецького слова inzucht, що означає в перекладі “близькоспоріднені розмноження”.
Примітно, що термін рослинної селекції дуже нагадує слово “інцест”, якому позначають статевий зв’язок між прямими родичами в світі людей. Цей процес є яскраво вираженою формою інбридингу, якщо призводить до зачаття, виношування і народження потомства від такого зв’язку. Людство засуджує такі зв’язки, в деяких державах вони переслідується за законом. Крайньою формою інбридингу є самозапилення. Це відбувається тоді, коли організм запліднює сам себе, без участі статевого партнера.
Методика спорідненого схрещування дозволяє посилити генетичні особливості організму, характерні для його роду в популяції, тут-то якраз широко застосовується інбридинг. Селекція, заснована на близкородственном схрещуванні, помагає кілька прийомів, а одна з найбільш популярних різновидів такого запліднення називається “лайнбридинг” від англійського слова linebreeding. При цьому потім схрещуються також родичі, але їх загальний предок виявляється тільки в 3-4-му поколінні.
Інструмент новаторства?
Сутність інбридингу – генна інженерія від природи. Вченими давно з’ясовано, що організм при статевому зачаття отримує два комплекти ген, з яких шляхом, зрозумілим тільки природі, утворюються парні алелі. Якщо батько і мати плода належать до різних родів, а значить, мають різний набір ген, то новий організм називається гетерозиготною. Якщо батьки належать до одного роду, а значить, мають багато однакових генів, то організм виходить гомозиготних, що призводить до посилення якостей, закладених в цьому структурному наборі. Дуже часто такі генетично ідентичні організми, які належать до так званої інбредної лінії, що використовуються для дослідних робіт у медичних, біологічних цілях. Причому вченими з’ясовано, що таке инбридинговое розмноження з покоління в покоління дуже часто викликає депресію роду. Вона позначається у виникненні різних каліцтв, аномалій розвитку, занепад організмів, зниження здатності відтворення. Це пов’язано з тим, що при гомозиготному зачаття посилюються багато групи генів, в тому числі і володіють рецесивними якостями.
Ступеня споріднення в селекції
Ступеня інбридингу бувають різні, що залежить від близькості споріднених особин, що беруть участь в процесі розмноження. Класифікацію таких зв’язків запропонував систематизувати А. Шапоруж. Сьогодні вона використовується в селекції тварин. Мірою ґрунтуються на лавах споріднення – поколіннях, позначених римськими цифрами: I – син – дочка, II – мати – батько, племінник – племінниця, III – дід – баба, дядько – тітка і так далі. Шапоруж запропонував наступні ступені інбридингу:
- тісний: дуже близьку спорідненість батьків: I-II, I-I;
- близький передбачає розмноження пари, в якій родинний зв’язок проглядається через покоління: I-III, II-II;
- помірний передбачає парування в парах III-III, III-IV, IV-IV;
- віддалений застосовується, якщо загальний предок зустрічається в таких парах V-V, IV-V, V-IV, III-V, V-III.
Інбридинг передбачає парування родичів тільки в перших п’яти поколіннях. Якщо ж загальний предок виявляється від шостого покоління і далі, то такий зв’язок практично неспоріднена.
Примітно, що в селекції враховується і кілька предків, такий інбридинг називається комплексним.
Професійні особливості
Використання способу розрізнення інбридингу за ступенями спорідненості зручний і простий для непрофесійних заводчиків, щоб зрозуміти суть методу спорідненого спаровування. Професіонали ж використовують так званий коефіцієнт інбридингу, дозволяє за допомогою математичної формули вирахувати коефіцієнт зростання гомозиготності особини. Ця формула розроблена в 1921 році американським генетиком Сьюаллом Райтом.
Таке обчислення необхідно в вивченні генетичних особливостей, воно враховує ступеня споріднення по материнській і батьківській лінії і, думається, мало чим стане у нагоді любителям домашніх тварин і непрофесійним заводчикам.
Які цілі близькоспорідненого схрещування?
Будь-якого з тих, хто не займається селективним розведенням тварин, цікавить питання: для чого виробляють інбридинг? Цим терміном називається близькоспоріднені запліднення, що застосовується для закріплення в особини деяких родових якостей. Також цей метод широко застосовується для одержання генетично ідентичних особин, що використовуються для проведення біологічно значущих і медичних досліджень. Такі особи належать до так званих чистим лініям тварин, що робить дослідження більш якісними, адже вони мають однаковий генотип, що позитивно впливає на лабораторні показники.
На превеликий жаль селекціонерів, таке близькоспоріднене схрещування призводить і до депресії роду. Саме тому найчастіше для продукування певних якостей роду використовують топкроссинг, при якому інбредні самці спаровуються з аутбредными (неспорідненими) самками. Таке схрещування дозволяє отримувати більш здорове потомство, що володіє характерними ознаками роду.
Домашні улюбленці та інбридинг
Для простого обивателя сам процес інбридингу залишається, так би мовити, за кадром. Але ось його результат можна спостерігати у породистих представників домашніх улюбленців, адже, вибираючи породу, людина перш за все звертає увагу на властиві їй зовнішні та характерні ознаки. Інбридинг у собак і кішок використовується в одержанні гарного потомства зі знаковими породистими ознаками. На жаль, непрофесійні заводчики мало замислюються над тим, що нерозумне використання цього методу запліднення для отримання потомства, а значить, і прибутку від його продажу, часто призводить до народження хворих, слабких, з каліцтвами і аномаліями розвитку тварин, які потім з великою часткою ймовірності опиняються на вулиці, поповнюючи ряди бездомних бродяжок. Інбридинг у кішок, собак, втім, як і у будь-яких інших тварин організмів, повинен бути ретельно продуманий і спланований з урахуванням всіх особливостей цього методу спарювання та отримання гомозиготного потомства, переслідувати певні цілі, які не здатні нашкодити отриманими в результаті такого схрещування особин.
Не тільки особливості
Наслідки інбридингу можна розділити на дві частини: позитивні і негативні. До другої категорії відноситься виродження роду – його депресія. Вона проявляється наступними негативними характеристиками:
- зниження здатності до запліднення і виношування вагітності;
- зниження імунітету у осіб, що народилися в результаті близькоспоріднених зв’язків;
- порушення обмінних процесів;
- висока смертність плода або новонародженого організму;
- розвиток внутрішньоутробних вад;
- аномалії розвитку.
Чим вище коефіцієнт інбридингу, тим більш ймовірно поява на світ тварини з патологічними відхиленнями фізичного та розумового розвитку. Консолідація спадкових якостей, на жаль, не завжди відбувається лише в потрібному для селекціонера ключі. Негативні наслідки близькоспорідненого схрещування є зворотною стороною однієї монети. Щоб їх подолати, необхідно провести велику, грамотну роботу з відбору тварин для схрещування.
Результат – порода
Але які ж позитивні властивості близькоспорідненого запліднення, щоб можна було оцінити цей селективний метод? Для простих людей найпростіше помітити наслідки даного методу закріплення певних якостей роду на прикладі породистих тварин. Породи, інбридинг у виведенні яких застосовувався, повинні володіти стабільною спадковістю, щоб бажані якості закріпилися в особинах роду, а негативні наслідки шляхом умілого схрещування були зведені до мінімуму. Розібратися в селективних методиках можна, якщо задатися метою вивчити деякі аспекти генетики, родинних зв’язків. Так, основний висновок полягає в тому, що відбір породистих якостей шляхом близькоспорідненого схрещування повинен чергувати в певній послідовності різні ступені інбридингу з включенням в статеві зв’язки аутобредных матерів. Тільки копітка робота та ретельне спостереження за потомством дозволяють зробити певні висновки в роботі по збереженню і поліпшенню певних якостей породистої тварини, а також збереженню здоров’я роду.
Ідеальний результат інбридингу – гомозіготний за всіма ознаками тварина, якщо воно відповідає вимогам стандарту породи і на цю породу. Такий вихованець повинен володіти ідеальними зовнішніми даними – екстер’єром і передавати їх нащадкам, яке повинно бути стабільним в своїй одноманітності. Але з-за депресії роду при проведенні постійних зв’язків між близькими родичами такий результат практично недосяжний. Багато заводчики не враховують цей чинник, сподіваючись обминути його, але потомство виходить слабким і хворим, які не здатні відтворювати собі подібних, так і до виживання самостійно мало придатним. Хоча часте застосування аутбридингового запліднення призводить до посилення генетичного різноманіття потомства, з чим пов’язана неможливість передбачити спадкові якості. Причому ця закономірність збільшується від ряду до ряду в геометричній прогресії. Але лише инбридинговое схрещування призводить до плачевних результатів – зовні здорові батьки дають хворе, потворне і дефективний потомство. Саме тому селекцією породи, підтриманням породистих ознак популяції тварин одного роду повинні займатися тільки фахівці – грамотні, зацікавлені не тільки в користі, але й у збереженні породи тварини, поліпшення її якостей.
Відповідаючи на питання: “Інбридинг – що таке?”, слід зрозуміти одну важливу річ. Близькоспоріднені зв’язки не створюють дефектні гени, вони лише концентрують їх від предків до нащадків. Від них не застрахований і аутбридинг, адже гени з проблемами нікуди не подінуться, а при сприятливому збігу обставин проявлять себе навіть в потомстві цілком здорових, що відповідають вимогам породи виробників. І як раз інбридинг дає змогу виявити й відітнути сконцентровані вади, каліцтва через вибракування, проведену в жорстких, безкомпромісних рамках. І саме за таких заходи заводчики отримують збережену породу у найкращих якостях.
Всі методи розмноження, в тому числі і інбридинг, застосовуються в самій дикій природі, на цьому заснована еволюція і збереження видів живих організмів. Таким чином сама природа концентрує цінні для певного виду тварин ознаки до тих пір, поки генотип не потребує збагачення новими генами. У будь-якому випадку в роду виживають лише найсильніші, найбільш пристосовані до умов особини, що несуть в собі кращі якості генофонду роду, породи.
Селективна робота з виведення нових порід тварин, які відповідають певним потребам людини, заснована на схрещуванні різних генотипів до досягнення бажаного результату. Тільки потім в роботу включається інбридинг, щоб закріпити і поліпшити отримані якості в новій породі. Так, наприклад, з’явилося чимало порід собак, які користуються популярністю у простих обивателів за свій незвичайний зовнішній вигляд і особливості характеру – оссипом, помски, лабски, чигль. Поєднання характерних ознак декількох порід собак дало дивовижні результати, закріплені в нових породах.
Отже, що таке інбридинг? Відповісти на це питання можна однією фразою – близькоспоріднені схрещування. Але за цим лаконізмом і простотою стоїть складний світ генетичного різноманіття.
