Почему гибриды второго поколения растут хуже? Всё дело в генах

Учёные из Института океанографии Скриппса (Калифорнийский университет в Сан-Диего) выяснили, почему у некоторых гибридов между популяциями одного вида развитие идёт хуже. Причина кроется в их генах.

Когда особи из разных популяций одного вида скрещиваются, у первого поколения часто наблюдается "гибридная сила" — улучшенные функции и жизнеспособность. Однако когда это поколение даёт потомство, гибриды второго поколения демонстрируют широкий диапазон приспособленности (в данном исследовании — скорости роста), причём многие развиваются плохо.

Результаты исследования, финансируемого Национальным научным фондом (NSF), имеют важное значение для природоохранных программ, в рамках которых воссоединяют ранее разделённые популяции, а также для ситуаций, когда популяции мигрируют из-за изменения климата и других стрессовых факторов. Хотя каждая популяция сама по себе может быть здоровой, несовместимости между типами ДНК разных популяций могут приводить к снижению приспособленности при их скрещивании.

Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences. Рон Бертон и Тимоти Хили обнаружили генетическое объяснение вариаций в уровне приспособленности. Изучая две популяции приливного веслоногого рачка Tigriopus californicus, они выяснили, что ответ кроется во взаимодействии ядерной ДНК и митохондриальной ДНК (мтДНК).

Большая часть ДНК находится в ядре клетки, но митохондрии, где производится большая часть клеточной энергии, также имеют небольшое количество собственной ДНК (мтДНК). Как и у людей, ядерная ДНК рачков наследуется от обоих родителей, а мтДНК — только от матери. Эти два типа ДНК работают вместе, определяя общую приспособленность особи. Если ядерная ДНК плохо сочетается с мтДНК, функция митохондрий может быть нарушена, а скорость роста — снижена, что и происходит у некоторых гибридов.

"Изменение климата и землепользования, а также перемещения людей перераспределяют виды по всему миру. Это исследование указывает на потенциальный вред, который может создать такая ситуация", — говорит Сэм Шайнер, программный директор Отдела экологической биологии NSF.