Львів
C
» » Що таке гетерозис в біології та застосування його ефекту

Що таке гетерозис в біології та застосування його ефекту

Кожен дачник або городник знає, що таке гетерозис. Інша справа, що часто ми просто не співвідносимо це біологічне поняття і спричинений ним ефект з цим складним словом. І хоча у фундаментальній науковій середовищі донині точаться суперечки з приводу механізмів і чиниться гетерозисом ефекту, обиватель давно використовують його в повсякденному житті. У статті спробуємо дохідливо і зрозуміло пояснити, що таке гетерозис, який ефект він викликає і як використовується в господарській діяльності людини.
Що таке гетерозис в біології та застосування його ефекту



Академічні знання

Гетерозис – це в біології феномен «сили гібридів», а саме збільшення життєстійкості, швидке зростання і більш великі розміри гібридів першого покоління в порівнянні з батьківськими організмами. Filial 1 або F1 як позначаються нащадки першого покоління, якщо батьки були не одного виду, можуть володіти ефектом гетерозису, а може бути так, що його не буде. У наступних поколіннях зміни не виявляються. Ефект гетерозису не завжди корисний для конкретного організму. Як відомо, гібриди часто низкофертильни (здатність відтворення плідного потомства) аж до безпліддя.

Історія відкриття

Що таке гетерозис, а саме посилення гібридів, знали ще до законів успадкування Менделя. Термін ввів в 1914 році американський біолог Ст. Шелл. Але ще в 1765 році російський натураліст і біолог В. Кельрейтер першим описав гібридну силу нащадків махорки і волотистого тютюну, отриманих ним при штучному перехресному запиленні рослин. А Ч. Дарвін навіть написав окрему працю про потужності гібридних форм – «Дія перехресного запилення і самозапилення в рослинному світі» (1876). Гібридне насіння кукурудзи в масовій кількості були отримані Д. Біллом в Мічиганському сільськогосподарському коледжі вже в 1878 році.
Що таке гетерозис в біології та застосування його ефекту



Механізм: комплементация або наддомінування

Що таке гетерозис з точки зору його механізмів – і сьогодні питання. У середовищі компетентних науковців існує дві теорії щодо механізму цього явища:
  • Теорія комплементарності пояснює явище посилення гібридів «включенням» генів, що були у батьківських форм у гомозиготному (аа або АА) стані. В першому поколінні гібридів гетерозиготна алель генів (Аа) і обумовлює гетерозис.
  • Теорія сверхдоминирования. Згідно цієї версії, гетерозис обумовлений підвищеним домінуванням домінантних алелів у гібридів і відключенням репрессоров (гнобителів) генів. Ключову роль при цьому займає теорія ієрархії генів, згідно з якою в геномі є ключові регулятори – гени, які відіграють важливу роль у включенні тих чи інших генів.
  • Останні дослідження молекулярної біології, однак, доводять наявність у гетерозисних гібриди механізмів і комплементации, і сверхдоминирования, і наявність ключових «вмикачів» генів, які й замовляють музику в оркестрі реалізації геному.
    Що таке гетерозис в біології та застосування його ефекту

    Види гетерозису

    Розрізняють наступні види даного явища:
  • Репродуктивна форма, при якій спостерігається підвищення фертильності та кращий розвиток органів розмноження, насіння або плодів.
  • Соматичний гетерозис обумовлений збігом алелів і великим розвитком вегетативних і соматичних органів.
  • Адаптивна форма сприяє підвищенню життєздатності та стійкості гібридних організмів.
  • Гетерозис у природі і господарській діяльності людини

    У природі близькоспоріднене схрещування міжвидове виникло разом з статевим розмноженням. І в еволюційному вченні є навіть один із способів видоутворення – гібридизація. Людина використовує ефект гетерозису з незапам'ятних часів. Наприклад, гібриди коня і осла (або одногорбого верблюда) відомі своєю силою і підвищеною витривалістю. Гібридна форма «бистер», отримана від схрещування білуги і стерляді, активно використовується в рибництві, так як зростає швидше батьківських форм. У рослинництві ми давно вже перейшли на гібридне рослинництво. Продуктивність гібридів кукурудзи, цибулі, помідорів, огірків і солодкого перцю на 25 % вище чистих ліній (на насінні позначається значком «F1»).
    Що таке гетерозис в біології та застосування його ефекту

    Гетерозис у людей: джери і монги

    Ефект гетерозису проявляється при міжрасових шлюбах. Ця Тема досить делікатна, особливо в умовах навколонаукових спекуляцій на тему виродження нації та інших популістських заяв. Але генетики та молекулярні біологи однозначно заявляють – гетерозис обумовлений у міжнаціональних шлюбах тими ж механізмами, що і загальні біологічні параметри потомства можуть бути вище батьківських. Коли ефект гетерозису проявляється (що більш імовірно при чистоті національних ознак у батьків), людей називають словом «джер» від GeteRozis, GR. Якщо ж ефект гетерозису не проявляється, загальні параметри дітей будуть гірше батьківських. Такі люди називаються «монг» від MONGrel.
    Що таке гетерозис в біології та застосування його ефекту

    І наостанок

    Для людства останні 100-150 років стали роками розвитку транспортних комунікацій та міграції населення, руйнування класових, релігійних і етнічних перешкод. Це призвело до змішування націй і народностей, race і міжнаціональних шлюбів. І може, саме ефект гетерозису в біології - це збільшення зростання населення в більшості країн на 5-15 см і настання статевої зрілості вже до 13-14 років замість 16-18 всього лише 100 років тому?