Lapshin.org
Комнатное
цветоводство

Листовые
суккуленты

Заказ растений
почтой по России

Секция
кактусистов

Путешествия
Ботанические сады

Экзотические
кактусы (статьи)

Комнатные
растения

Об Эписциях
(Геснериевые)
Start page Cultivar: e-magazine about exotic forms of Cactaceae Проект Валерия Калишева
журнал любителей кактусных аномалий
ENGLISH / Рус-Win1251
 Начало  I  Оглавление  I  Книга  I  Клубы  I  Ссылки  I  Редакция  I  Друзьям сайта  I  Контакты 
 
НОМЕР 5 (6):

Оглавление статей
Оглавление Книги
Оглавление выпуска


Рейтинг@Mail.ru

 
ОТКУДА БЕРУТСЯ МУТАНТЫ?
И.М.СКУЛКИН, кандидат биологических наук

Photo 1.

Термин "мутация" (от латинского mutatio - "изменение, смена") в XIX в. поначалу использовался в геологии для обозначения резких смен ископаемых остатков животных ("мутации Ваагена"), а с начала ХХ в. получил широкое распространение в биологии для обозначения совершенно иного явления. Один из отцов генетики, голландец Гуго де Фриз в своей работе "Мутационная теория" (1901) применил этот термин в современном значении, то есть как внезапное, скачкообразное изменение наследственного признака.

В Саянском районе Красноярского края свиноматка принесла чудо-поросенка - у малыша 3 глаза, 2 "пятачка", 3 рта, а вот одной ножки не хватало. Хозяйка даже затруд-нялась его кормить. Правда, уродец прожил всего 3 дня и теперь хранится в "морозилке". Сотрудни-кам Красноярского НИИ живо-тноводства приходилось видеть поросенка с хоботом и пятачком одновременно. Причиной патологии у животных, как и у людей, может быть так называемое родственное разведение: вступление меж собой в беспорядочные сексуальные контакты. "АиФ - Новости" АиФ № 16, апрель 2000г.

Photo 2. Turbinicarpus pseudopectinatus dichotomia & f.cristata фото с сайта П. П. Мельникова (С-Петербург)

Откуда берутся мутации? Откуда берутся мутанты? Почему в природе мы практически не встречаем уродливых организмов ("Что естественно, то не безобразно"), а среди домашних животных, культурных растений и в том числе среди наших любимых кактусов их появляется все больше и больше? На эти и подобные вопросы я попытаюсь по возможности кратко ответить.

Сразу надо сказать, что мутация - отнюдь не редкостное и уникальное, а достаточно банальное явление, и причин мутаций очень много. Это любые резкие изменения любых факторов внешней и внутренней среды, например температуры, кислотности, содержания различных ионов и т.д. Наибольшее значение, однако, имеют ионизирующие излучения ("радиационный мутагенез" - открыт советскими учеными Надсоном и Филипповым в 1925 г.) и особые химические вещества - мутагены ("химический мутагенез" - открыт советскими генетиками Сахаровым и Лобашевым и английской исследовательницей Шарлоттой Ауэрбах в 1937 г.). Таким образом, значительно увеличить частоту мутаций в конкретной местности могут прежде всего повышенный радиационный фон и загрязнение среды химическими мутагенами.

Photo 3. Monvilea spegazzinii фото из коллекции В. М. Серовайского (Москва)

Что произойдет, если поместить организм, неважно - кактус или человека - в оптимальные и абсолютно стабильные условия температуры, питания и проч.? Будут ли возникать новые мутации в его генетическом аппарате? Да, они все равно будут появляться, хотя, конечно, в значительно меньшем количестве. Дело в том, что генные мутации просто не могут не возникать - это своего рода опечатки при копировании генетической информации, при удвоении ДНК перед делением клетки. Действительно, трудно себе представить сколь угодно квалифицированную машинистку, которая в течение рабочего дня не допустит ни одной опечатки! А если ее еще постоянно отвлекать или пугать...

По этой самой причине мутации возникают не только в каких-то экстремальных условиях. Они постоянно образуются в природных популяциях любого вида ("спонтанный мутагенез", открытый в 1943 г. американскими учеными Лурией и Дельбрюком). Очень важно, что вновь возникающие мутации чаще всего являются а) вредными в данных условиях и б) рецессивными, то есть сразу не проявляющимися внешне. Поскольку оба этих факта имеют непосредственное отношение к аномальным формам кактусов, давайте рассмотрим их поподробнее.

Photo 4. Euphorbia variegata - на заднем плане, фото из коллекции В. М. Серовайского

Почему возникающие мутации как правило вредные? Очень просто - потому, что новый мутантный ген (признак) всегда является альтернативой, или, как сказали бы англоязычные авторы, "вызовом" (Challenge) старому гену (признаку), проверенному тысячелетним естественным отбором и ранее многократно доказавшему свое преимущество в смысле максимальной полезности для данного организма.

А почему они почти всегда рецессивные? По той же причине: старый доминантный ген уже тысячекратно доказал, что именно он дает наилучшую приспособленность в данных условиях, поэтому именно он и проявляется в качестве стабильного, типичного признака вида. Ценность же вновь появившегося гена неизвестна, не установлена, не подтверждена практикой.

Поскольку мутационный процесс в природе идет непрерывно, хотя и с непостоянной скоростью, природные популяции всех без исключения видов похожи на губки, пропитанные водой. Те признаки организмов, которые мы видим (губка) - это как раз продукт старых, проверенных генов, дающих виду максимальную приспособленность в данных условиях. Воду в губке мы не видим, точно так же мы не видим миллионы вредных рецессивных мутаций, "затаившихся" в генофонде, в наследственности любого вида (в том числе и кактуса).

Если в природе скрещиваются организмы - носители одной и той же вредной мутации - среди их потомства появляются особи, у которых данная мутация (наконец!) проявится фенотипически, то есть внешне. Поскольку новый мутантный признак вреден, мутант так или иначе быстро будет уничтожен либо хищниками, либо вредителями, либо не оставит потомства, даже если ему удастся дожить до размножения. Если мутация особо вредная, летальная, несовместимая с жизнью, такой организм либо вовсе не появится на свет, либо с неизбежностью погибнет сразу после рождения.

Все это не что иное, как дарвиновский естественный отбор - мощнейший фактор, сохраняющий полезные признаки (и соответственно гены) и уничтожающий внешние проявления вредных мутаций. Однако все мутантные гены отбор уничтожить не может, так как он действует не непосредственно на сами гены, а лишь на организмы - обладатели проявившихся мутаций.

***

Теперь вернемся к нашим любимым кактусам. Представим обычную ситуацию, когда после открытия нового вида несколько десятков растений берутся из одной природной популяции и привозятся в Европу. Два импорта достаются одному коллекционеру, три - другому и т.д. В любом случае у каждого из них оказывается в распоряжении лишь микропопуляция, точнее - очень ограниченная выборка из популяции, в которой неизбежно начинается близкородственное скрещивание, или инбридинг. Семена от коллекционеров-импортеров расходятся дальше, от них - еще дальше и т.д. В итоге можно с уверенностью предположить, что через какие-нибудь 20-30 лет, или 2-4 поколения после появления нового вида кактуса в Европе, большая часть экземпляров данного вида будет потомками от многократного близкородственного скрещивания в ряду поколений.

А чем это особенно опасно? При инбридинге у обоих родителей могут оказаться одни и те же рецессивные мутации, поэтому у их потомков вероятность проявления мутантного признака будет исключительно высока. Вот откуда берутся все пестролистные, бесхлорофилльные формы, кристаты, монстрозы, махровые цветки, спиральные ребра вместо сосочков и проч.! От постоянного, в каждом поколении, инбридинга!

Мне почему-то кажется, что именно в России, где нет почти никакого контроля за видовой чистотой в большинстве коллекций, где любители в массе своей используют отечественные семена неизвестного происхождения, разнообразных уродств и аномалий у сеянцев больше, нежели в какой-либо другой стране, где любители используют фирменные или/и импортные семена. Решительно заявляю, что если сеять только семена, собранные в природе, появление мутантов среди сеянцев будет практически исключено!

Очень часто и весьма охотно среди причин появления большого количества мутантов российские любители называют еще одну: беспорядочную гибридизацию, то есть опыление "чем попало", вплоть до смеси пыльцы от нескольких видов, когда получить семена от единственного цветущего экземпляра "очень хочется". Я позволю себе напомнить о завещании Курта Баккеберга "Не портить кактусы беспорядочной и случайной гибридизацией", хотя и понимаю, что супротив банального "А мне хочется!" даже Бакеберг - не аргумент... Если нельзя, но очень хочется - то можно...

Конечно, гибридизация, особенно отдаленная, как говорил великий и мудрый (не шучу) И.В. Мичурин, "расшатывает наследственность". У отдаленных, да и не только отдаленных, гибридов, где гены разных видов оказываются в совершенно "новой компании", некоторые рецессивные мутантные гены могут внезапно стать доминантными (по принципу "Стань марабу коровой Му"), проявиться в фенотипе как разнообразные аномальные сеянцы. Однако, вы наверняка согласитесь со мной в том, что опыление пыльцой другого вида сплошь и рядом вовсе не приводит к гибридизации, а всего лишь стимулирует самоопыление цветка собственной пыльцой. А самоопыление - это не что иное, как 100%-ный инбридинг, о котором мы уже говорили.

***

Подведем некоторые итоги.

  1. Мутации - явление в природе обычное, а вовсе не уникальное, редкостное и экзотическое; они не обязательно являются результатом резких, экстремальных воздействий извне.
  2. Рецессивные и на данный момент вредные мутации накапливаются в природных популяциях любого вида, создавая резерв его наследственной изменчивости.
  3. Когда мутации проявляются внешне, фенотипически, естественный отбор производит оценку нового мутантного признака относительно старого и чаще всего выносит негативный и убийственный в прямом смысле вердикт - мутанты погибают.
  4. При переносе растений из природы в культуру в коллекциях создаются микропопуляции, в которых неизбежны близкородственные скрещивания, то есть инбридинг.
  5. Инбридинг, продолжающийся в ряду поколений, неизбежно приводит к нарастанию процента проявляющихся мутаций в каждом следующем поколении культивируемых человеком растений.
  6. Чем дольше вид находится в культуре, чем большее число поколений в культуре получено из семян, тем большее количество мутантов будет появляться среди сеянцев.
  7. Любителям "чистых видов" нужно (пока не поздно!) переориентироваться на семена только из природных популяций или, как минимум, от импортных растений. Любителям, жаждущим новых аномальных форм, напротив, рекомендуется использовать семена, полученные в результате инбридинга, стимуляции самоопыления и отдаленной гибридизации.
    ЛИТЕРАТУРА

    1. Медников Б.М. Biologia axiomatica (Аксиомы биологии) М.: Знание, 1982, 136 с.

    2. Скулкин И.М. История биологических открытий. Екатеринбург, 2000. 56 с.

    3. Скулкин И.М. Биологи - лауреаты Нобелевских премий. ХХ век. Екатеринбург, 2001. 60 с.

     

Cultivar e-magazin: Copyright (c) by Valery Kalishev, Chelyabinsk, Russia, since 2000.
Design and hosting by Peter Lapshin, since 2002. Contacts: Peter Lapshin

  Рейтинг@Mail.ru