Главная » 2015 » Январь » 11 » Расселение и поток генов
23:30
Расселение и поток генов

Расселение и поток генов

Растения, будучи постоянно прикреплены к одному месту, способны расселяться на двух стадиях своего жизненного цикла: пыльца переносится с помощью ветра, насекомых, птиц или других факторов; перенос плодов или семян осуществляют различные физические или биотические факторы. Каждый ботаник, которому приходилось наблюдать распространение семян в природе, вскоре обнаруживает, что оно следует некой общей модели: большая часть производимых данным материнским растением семян, которые не были съедены животными, локализуется поблизости от материнского растения, тогда как небольшое число семян разносится на более далекие расстояния.

Такого рода общие наблюдения подкреплены в некоторых случаях количественными данными. Солсбери подсчитал число семян Verbascum thapsus, унесенных ветром на разные расстояния от родительского растения. Основная масса семян упала на землю на расстоянии 3,5 м от родительского растения, однако за пределами этого 3,5-метрового радиуса число семян быстро сокращалось с увеличением расстояния. Аналогичная картина наблюдается для распространяемых ветром плодов Senecio jacobaea.

Такая картина распространения оказалась типичной для ряда растений и животных. Кривая распределения расстояний по частоте положительно эксцессивна и асимметрична. Значительная доля единиц расселения остается вблизи родительской особи. Затем с увеличением расстояния от этой исходной точки кривая частот быстро снижается.

Приведем один конкретный пример, хорошо иллюстрирующий это характерное распределение. Колуэлл [117] выбрасывал в воздух помеченную радиоактивными изотопами пыльцу сосны Pinus coulteri  и прослеживал за ее распространением по двум, радиусам от исходной точки. На рис. 2.1 представлена кривая распределения сосновой пыльцы, переносимой ветром. Большая часть пыльцы упала на землю недалеко от источника, пролетев по ветру от 3 до 10 м. А дальше количество пыльцы быстро-уменьшалось. На расстоянии от 45 до 120 м от источника хотя» и было найдено некоторое количество пыльцы, но оно было очень невелико [117].

Для изучения распространения пыльцы пчелами только что-раскрывшиеся цветки хлопчатника (Gossypium hirsutum и G. arboreum) обрызгивали синей краской и прослеживали за последующим распространением краски по хлопковому полю» [804]. После посещений пчел частицы краски были обнаружены на расстоянии 25 м от обработанных цветков. Однако по мере-удаления от места нанесения краски количество меченой пыльц
в воздух помеченную радиоактивными изотопами пыльцу сосны Pinus coulteri  и прослеживал за ее распространением по двум, радиусам от исходной точки. На рис. 2.1 представлена кривая распределения сосновой пыльцы, переносимой ветром. Большая часть пыльцы упала на землю недалеко от источника, пролетев по ветру от 3 до 10 м. А дальше количество пыльцы быстро-уменьшалось. На расстоянии от 45 до 120 м от источника хотя» и было найдено некоторое количество пыльцы, но оно было очень невелико.

Для изучения распространения пыльцы пчелами только что-раскрывшиеся цветки хлопчатника (Gossypium hirsutum и G. arboreum) обрызгивали синей краской и прослеживали за последующим распространением краски по хлопковому полю». После посещений пчел частицы краски были обнаружены на расстоянии 25 м от обработанных цветков. Однако по мере-удаления от места нанесения краски количество меченой пыльцы равномерно убывало; это позволяет считать, что активность пчел была сосредоточена на растениях в пределах данного соседства Если описанный выше характер распространения семян продолжается на протяжении ряда последовательных поколений, то следует ожидать, что родственные друг другу растения окажутся ближайшими соседями. Если же таким образом будет распространяться пыльца, то перекрестное опыление будет происходить преимущественно между родственными растениями, растущими друг подле друга. В результате в популяции с перекрестным опылением возникнет значительная степень инбридинга. Однако, поскольку в норме в такой популяции происходит также распространение семян и пыльцы на большие расстояния, инбридинг будет дополняться небольшой, но, вероятно, значимой степенью свободного перекрестного опыления [280,
ледует отметить, что хотя характер расселения описывается общей для разных организмов положительно эксцессивной и асимметричной кривой, расстояния, в пределах 'которых оно лроисходит, могут сильно различаться. Короче говоря, разные типы организмов обладают различной способностью к расселению.

Расселение представляет собой физическую основу потока генов. Сам по себе поток генов наблюдать удается редко; обычно о нем судят на основе данных по расселению. Однако при изучении межсортовых засорений у сельскохозяйственных культур поток генов можно наблюдать и измерить.

Такие исследования были проведены на многочисленных видах культурных растений. По степени засорения между двумя сортами какого-либо перекрестно опыляющегося вида культурных растений, растущих на соседних экспериментальных участках опытного поля в практически одинаковых условиях среды и завязывающих семена после свободного опыления при помощи ветра или пчел, можно судить о величине потока генов между ними при данном разделяющем их расстоянии. Как показывают результаты этих исследований, характер потока генов -сходен с характером расселения.

Хорошим примером служит люцерна  Medicago sativa. Бреднер и др.  использовали две линии люцерны, различающиеся по окраске цветков, детерминируемой одним геном. Линия с белыми цветками гомозиготна по рецессивному гену, а нормальная окраска — доминантный признак. Две эти линии выращивали на отдельных экспериментальных участках при различных расстояниях между участками, и они свободно опылялись местными перепончатокрылыми (Bombus и Bembix). Процент засорения среди проростков следующего поколения на участках линии с белыми цветками служит показателем потока: доминантного аллеля (табл. 2.1).

Как показывает таблица, поток доминантного маркирующего аллеля очень велик при небольших расстояниях (50 м), но с увеличением расстояния снижается. Следует, однако, отметить, что даже при расстояниях от 800 до 1600 м был обнаружен довольно значительный поток генов.

Обычно при небольших расстояниях между экспериментальными участками с разными сортами степень засорения одного-сорта другим невелика. На экспериментальных участках среднего размера с опыляемой ветром кукурузой (Zea mays), разделенных расстоянием в 15 м, засорение составляло всего 1% (см. также). У опыляемых насекомыми репы (Bras-sica гара) и редьки (Raphanus sativus) при таком же расстоянии между экспериментальными участками межсортовое засорение также снижалось до небольшого уровня. У перекрестно опыляющейся редьки межсортовое засорение при расстоянии между участками 4,5 м составляло всего 2%.

Просмотров: 227 | Добавил: Админ | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *: