Новый взгляд на роль хромосомной перестройки в видообразовании

Федорова Н.Б.

Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090, Россия

e-mail: bonife@ bionet.nsc.ru

Хромосомные мутации, или перестройки, широко представлены в геномах животных и растений. Несмотря на огромное количество работ по изучению перестроек, их функциональная значимость, известная на сегодняшний день, не высока. Информация о связи хромосомных перестроек с видообразованием противоречива: часть фактов свидетельствует о жесткой связи между образованием перестроек и видообразованием, часть – об отсутствии такой связи. Полученный нами материал позволяет по-новому увидеть связь между видообразованием и хромосомными перестройками.

У Drosophila melanogasterполучен новый класс мутаций – мутаций регуляторных генов, управляющих онтогенезом (онтогенов; Чадов и др. 2000; Чадов 2001). Формально-генетически это - факультативные доминантные летальные мутации. Они проявляют летальное действие у особей одного генотипа и не проявляют у особей другого.

Хромосомные перестройки либо резко снижали, либо полностью снимали летальное проявление мутации. Действие перестроек протекало по типу родительского эффекта: материнского или отцовского. Вне зависимости от присутствия в геноме мутаций онтогенов перестройка выступала как фактор, снижающий фертильность ее обладателя. Полученные данные показывают, что хромосомная перестройка может выступать в роли «спасителя» мутации онтогена, обладающей летальным действием. Снимая летальное проявление, она дает возможность избежать элиминации мутации по такому регуляторному гену, и мутация продолжит циркулировать в популяции.

Последствия пребывания мутации онтогена в геноме драматичны. Опыты показали, что находясь в гетерозиготном состоянии, мутация в онтогене вызывает переход генома из стабильного состояния в нестабильное. Показателями нестабильности являются: новые мутации, единичные и массовые модификации, образование морфозов, нарушения мейоза, митоза и т.д. (Чадов и др. 2005). Вероятно, что результатом такого нестабильного состояния генома может стать образование нового варианта онтогенеза, иначе говоря, возникновение нового вида.

Таким образом, под прикрытием хромосомной перестройки может идти процесс видообразования. Если возникнет новая программа онтогенеза, первым шагом на пути к формированию нового вида будет закрепление хромосомной перестройки в гомозиготном состоянии.

Предлагаемый сценарий роли хромосомной перестройки в видообразовании неожиданным образом «примиряет» факты «за и против» роли перестроек в видообразовании. В этом сценарии хромосомная перестройка имеет важное, но не первостепенное значение. А известная схема «хромосомная перестройка → видообразование» меняется на более сложную: «мутация онтогена + хромосомная перестройка → видообразование».

Работа поддержана РФФИ, гранты 04-04-48100 и 06-04-48116, программой президиума РАН «Динамика генофондов животных, растений и человека» и комплексной программой президиума РАН «Происхождение и эволюция биосферы».