Помоги проекту - поделись книгой:
Преддипломную практику я проходил в зверосовхозе недалеко от Москвы. Сначала нужно было ехать электричкой до Люберец, затем автобусом, а потом пройти пешком километр — и тогда открывалась панорама совхоза. На песчаных холмах, поросших редкими соснами, тянулись бесконечные вольеры двух ферм: кроличьей и той, где разводились норки. Между фермами и вокруг них — плотные заборы с врытой в землю металлической решеткой; не только для того, чтоб не убежал кролик или дорогая племенная норка, но главным образом — чтобы уберечь животных от непрошеных визитеров: диких крыс или хорьков, домашних собак или кошек. Самый страшный бич такого хозяйства — инфекция, и делают все, чтобы переносчики ее не попали на ферму.
Работал я с кроликами и, занятый своим делом, на норочью ферму вовсе не заходил. Теперь жалею: ведь то, что мог бы видеть своими глазами, сегодня рассказываю с чужих слов. Но в ту пору я и предполагать не мог, что буду когда-нибудь писать такую книжку, как эта.
А было это, читатель, в конце сороковых годов, когда среди норок — сравнительно новых для наших совхозов животных — то и дело случались «чудеса»: выщеплялись невиданные ранее рецессивные формы.
Дикие норки коричнево-палевые, мех у них исключительно прочный, густой и красивый. Рецессивные формы подчас еще лучше, чем зверьки обычной окраски. Их назвали пастель, рояль-пастель, алеутская, паламино...
У любого животного, взятого человеком из дикой природы и одомашненного, в конце концов неизбежно появляются измененные формы. Такие измененные формы, измененные признаки, Дарвин называл доместикационными. Слово это означает, что возникают они под влиянием одомашнения[2]. Так ли это? Современная наука говорит: не совсем так. В совхозах разводят черно-бурых лисиц. Однако такие же черно-бурые лисицы изредка попадаются и в диком состоянии — в тех случаях, когда спариваются две рыжие лисицы, гетерозиготные по гену чернобурости. Этот ген существует издавна, задолго до того, как сделали люди лисицу домашним животным. Другое дело, что встреча двух черно-бурых в природе и получение от них потомства явление чрезвычайно редкое. Где уж там! На каждую рыжую лису в местах, где разрешена охота, приходятся сплошь и рядом десятки охотников, чернобурок же человек всегда преследовал и истреблял еще более рьяно. Или другой пример. Среди ворон иногда появляются белые — выщепляется рецессивный ген. Однако обычная окраска вороны защитна, белая же ворона вся на виду и, конечно, гибнет раньше своих серо-черных сородичей. Именно поэтому в природе невозможно размножение белых ворон.
Животноводство существует уже много тысячелетий — и всегда были доместикационные признаки. Измененные гены под действием естественных причин возникают как у диких, так и у одомашненных животных. Но измененные признаки накапливаются только «под крылышком» человека. Нечего и говорить о норках с роскошными шкурками — человек, конечно, их сбережет и сделает все, чтобы размножить. Но и от пары белых ворон не откажется ни один зоопарк мира — и тоже сделает все, чтобы получить от этих редких птиц потомство.
А если так, напрашивается вывод: работа селекционера, который хочет находиться на уровне передовой науки, немыслима без знания эволюционной генетики, которая изучает закономерности поведения генов в дикой природе. Эволюционная генетика зародилась в 1926 году, когда советский исследователь С. Т. Четвериков опубликовал первую работу, посвященную этому вопросу. О необходимости приложения законов эволюционной генетики к селекции рассказывает большая книга академика Н. П. Дубинина и доктора наук Я. Л. Глембоцкого «Генетика популяций и селекция».
Однако как же все-таки ведет себя рецессивный ген, «затерянный» среди доминантов? Каким статистическим закономерностям подчинены его блуждания, а также случаи встречи двух рецессивов? Сейчас разберемся.
Допустим, что, помимо доминантного гена
Но гаметы сосчитать немыслимо. Учету поддаются только зиготы, то есть полученные в результате сочетаний гамет организмы. Какие они — это уже легко выяснить. Составим маленькую табличку, где по горизонтали будут написаны гаметы матери, а по вертикали — отца. Мысленно соединяя эти гаметы, в графах таблички мы получим потомков. Такие таблички называются решетками Пеннета, в честь ученого Пеннета, ученика Бетсона.
--/рА/aq
рА/р2АА/pqAa
aq/pqAa/q2aa
Выписав в строку всех потомков, получим формулу:
Общее число всех потомков, рецессивных и доминантных, равно квадрату суммы доминантных и рецессивных гамет. Эту формулу одновременно и независимо друг от друга открыли в 1908 году ученые Харди и Вайнберг. Она очень важна, и сейчас мы в этом убедимся. А заодно поговорим о доминантных генах, чтобы не создалось впечатление, что вся селекция — поиски рецессивов.
ИВАН ИВАНОВИЧ ПРОТИВ ЗЛОВРЕДНОЙ РОГАТОСТИ
Зоотехника звали Иваном Ивановичем, но так и хотелось сказать ему Ванечка: он был юн, кругл лицом, на голове хохолок; чуть что — появлялась улыбка смущения и краска заливала его лицо. Беда ли, что юн? Ни в коем случае! Любит свое дело, знает его, на ферме — с рассвета и дотемна. Все в совхозе уважают и ценят Ивана Ивановича.
Вот только коровы...
Безобидная буренка, добрая и покладистая, жующая жвачку и выдающая «на гора» молоко — такой она представляется деревенскому жителю. Иное мнение складывается у горожан: крупное животное, а на голове — острющие загогулины, мощное оружие самозащиты, а иногда — нападения. Горожанин нередко относится к коровам с излишним почтением. Вспоминает описания испанских и южноамериканских коррид и забывает при этом, что речь там идет не о коровах, а о быках... Впрочем, стада не из одних коров состоят: увы, без быков не может быть скотоводства, а что такое бык — нужно ли говорить?
Иван Иванович приехал из города... Коров он побаивался, а они не настолько глупы, чтобы этого не понять. В результате на брюках-дудочках Ивана Ивановича то и дело появлялись швы и заплаты, и хоть незлобивы, а даже просто шутливы были коровьи боданья, они портили зоотехнику жизнь. И задумал Иван Иванович лишить коров, а заодно и быков их оружия.
— Стоит ли заниматься пустяками? — удивился директор совхоза.— Удои, повышайте удои!
Об удоях зоотехник не забывал. Но слово «пустяки» его задело. Он показал директору книгу американского профессора Ф. Хатта, а в ней черным по белому написано: во всем мире поняли, что в современных условиях рогатость вредна, вот только в силу инерции перевод пород на комолый вариант ведется медленно. Показал и еще несколько книг, а там — то же самое. Выходит, не пустяки! Директор и сам мог бы припомнить оплаченные больничные листы — травмы, нанесенные животными, случаются, пусть не часто, в каждом крупном хозяйстве. А еще чаще случаются травмы животных, особенно при перевозках: тут уж коровы нередко друг друга всерьез бодают. Но директора совхозов люди здравомыслящие.
— Не пустяки — значит, займется этим племхоз, — сказал он.
И был абсолютно прав. Селекцией должны заниматься племенные хозяйства. У совхоза, который обязан давать молоко, селекционные задачи весьма ограниченные: выбраковывать заведомо маломолочных коров. В этом отношении теперь строгие порядки, и это хорошо. Пока их не было, кое-где так перепутали породы, что и поныне приходится в них разбираться.
Однако нашему Ивану Ивановичу повезло. Приехал он приобретать быка на племя, а ему предложили не только животное высоких породных кондиций, не только улучшителя удоев, но и комолого! Именно то, что он хотел.
Комолость — доминантный признак. Однако гетерозиготы здесь часто отличимы от гомозигот: у гетерозигот есть маленькие зачаточные рожки. Иван Иванович просил гомозиготного по комолости быка, но, увы, ему достался гетерозиготный: рожки проглядывали.
Поскольку комолость доминант (
Гомозигот по рогатости оказалось 1/400. Это
Формула Харди — Вайнберга, как вы помните, такова:
Так получилось по формуле. Но, применяя ее, зоотехник не все учел. Формула Харди — Вайнберга действительна только в тех случаях, когда ген вольно «блуждает» в какой-то группе животных. Вспомним, что выводили мы ее так:
(
При этом исходили из того, что гаметы с рецессивом в равной мере могут встретиться и среди самцов и среди самок. Но 400 телят получены от 400 коров, быков же для этого применили не более четырех. Значит, один из них гетерозиготный, то есть дает половину гамет типа
Теперь можем вернуться к выщеплению рецессивных форм у норок. Поскольку концентрация рецессивных генов у них крайне мала, нечего и ожидать появления новых окрасок в самом начале одомашнения. И, напротив, когда норок сильно размножили, накопившиеся рецессивы начали выщепляться. Если происходят тысячи скрещиваний, встреча гетерозигот становится неизбежной.
ГОРОСКОП ВАВИЛОВА
Не так давно генетиков обвиняли в кладоискательстве. Рекомендуют, мол, сидеть, сложа руки и ждать, пока упадет манна небесная — новое наследственное изменение, мутация... Уже сейчас, познакомившись с законом Харди и Вайнберга, читатель понимает, что это несправедливое обвинение: генетика учит предсказывать. Какое уж там кладоискательство, когда можно точно высчитать, предсказать выщепление рецессива.
Но формула Харди — Вайнберга позволяет проследить пути-дороги мутации лишь в количественном отношении. И сразу возникает вопрос: а нельзя ли хоть ориентировочно предсказать, какую именно мутацию можно ожидать?
Оказывается, во многих случаях можно. Закон гомологических рядов изменчивости, созданный советским биологом Н. И. Вавиловым, поможет нам в этом деле.
Николай Иванович Вавилов был человек колоссальных, разнообразных талантов. В биологии он занимался систематикой, селекцией, генетикой. Был он и крупнейшим географом, и геоботаником, и великолепнейшим организатором науки... Легко понять: чтобы всюду успеть, Вавилов должен был обладать феноменальной работоспособностью. Однажды, совершая поездку по США, он за день так измучил сотрудников одного института, что директор дал им внеочередной отпуск. А Вавилов уже на следующий день в том же темпе осматривал поля и лаборатории другого института. Даже японцы, признанные во всем мире работяги, удивлялись и восхищались трудоспособностью Вавилова.
А вот случай, не без юмора рассказанный самим Вавиловым. Во время экспедиции по Испании тамошнее правительство было озадачено: чем занимается «большевистский агент» Вавилов на испанских полях? И к нему приставили двух детективов. Вавилов вставал в четыре утра и ложился в двенадцать ночи; то он поднимался в горы, то спускался в долины, перекочевывал с поля на поле, из деревни в деревню, и всё — в искрометном спринтерском темпе, доступном лишь ему одному и его хорошо тренированным сотрудникам. Пешком и в седле, на телеге, верхом на ослике и снова пешком. Иногда с ночевками в стоге сена или просто на голой скале. И наконец, детективы взмолились: «Господин Вавилов, мы детективы, мы к вам приставлены, но мы не можем всюду за вами поспевать. Давайте договоримся: мы не будем за вами следить, напротив — принесем вам пользу: будем заказывать для вас в городах и селах гостиницу, только укажите маршрут...»
Маршрутом Вавилова был весь мир. Средняя и Юго-Западная Азия, Тибет и Памир, Китай и Япония, страны Европы, Африка, Южная и Северная Америка. Всюду он изучал сельскохозяйственные культуры и лучшие их сорта привозил в СССР. Однако главным объектом его исследований всегда оставалась пшеница.
Хлебные злаки высеваются на миллионах гектаров — именно тут, где число растений бесчисленно, легче всего проследить пути-дороги мутаций. Вавилов подметил: если в каком-то одном сорте пшеницы есть мутация, например доминантной оститости, наверняка можно найти такую мутацию в любом другом сорте и даже подвиде пшениц! А если такой мутации и нет сегодня, она появится завтра.
Итак, зная изменчивость одного сорта, можно предсказать изменчивость и его родственников, притом не только ближайших. Это положение называется законом гомологических рядов изменчивости. Этот закон можно применить к растениям (Вавилов проследил его на многих растительных видах). Но он проявляется и у животных.
А теперь почему бы нам не заняться предсказаниями?
Уже говорилось, что каких-то тридцать лет назад домашние порки носили лишь «дикие» шубы. А потом посыпались рецессивы — это когда стада совхозов стали большими да и число их значительно увеличилось. Сейчас то же положение с соболем. Он одомашнен недавно, и пока на фермах его значительно меньше, чем норок. Но количество соболей возрастает, и скоро этот зверек будет не только таким, как в природе. Появятся соболя паламино, пастель, «дыхание весны»... Не знаю, читатель, удастся ли нам с тобою носить такие воротники, но увидеть таких соболей мы сможем.
АНДАЛУЗСКИЕ ГОЛУБЫЕ И... РЫБОЛОВЫ
Андалузские голубые куры — редкая в наши дни порода. Они очень красивы, их голубое, как бы светящееся оперение при определенном угле отражения лучей смотрится как синее, почти черное.
Пятьдесят лет назад городские любители держали андалузских кур за красоту; в ту пору в городах было много куроводов. Развитие города налагает на любительство свой отпечаток. Раньше даже в Москве было где походить наседке с цыплятами; теперь ей здесь не место, и горожане сменили объекты своей любви: увлекаются канарейками, голубями, собаками, а чаще всего — тропическими рыбками, которые находят в комнатах достаточно уютные пристанища.
Но вернемся к андалузским курам. Мне рассказывал о них Н. А. Васильев, старейший московский селекционер-любитель. Отличаясь красотой, эти куры имели и очень существенный недостаток: даже самые лучшие пары давали пятьдесят процентов брака в потомстве. Это меня заинтересовало; я просмотрел литературу по генетике курицы и вычитал интересные вещи.
Начать с того, что голубая окраска не случайно кажется черной. Она... на самом деле черная. Как так? А вот как. Голубого пигмента у кур нет. Есть все тот же меланин, черный пигмент. Только у черных пород он откладывается в пере в виде крупных и круглых гранул, у голубых — в виде мелких включений. Поэтому и меняется цвет в зависимости от угла преломления света.
Особенно это относится к гриве и дугам крыла у петухов — они почти всегда выглядят черными.
В генетическом отношении эти куры и вовсе забавны. Чистопородными считаются голубые, а белые с крапинами и черные, которые неизбежно выщепляются при скрещивании двух голубых, считаются браком.
На самом же деле черные куры генетически чистые, то есть гомозиготные. Голубые оказались гетерозиготными.
Это не единственный случай, когда гетерозиготы ценятся выше гомозигот. То же относится к курчавоперым курам. Там гетерозиготы курчавы, гомозиготным же не до кудрей: они почти голые[3]. Но попробуйте доказать любителям, что именно голые чистопородны! Но выйдет, вас засмеют. А то обстоятельство, что при разведении курчавоперых получается пятьдесят процентов брака, любителя не пугает. На то он и любитель!
Между тем есть способ получать сто процентов гетерозигот и у курчавых, и у андалузских кур, и во всех других случаях, когда ценятся именно гетерозиготы. Способ этот для андалузцев состоит в том, чтобы «бракованных» белых с крапинками скрещивать с «бракованными» черными.
Об этом способе я рассказал Васильеву; на лице у него выразилось недоумение.
Он с укоризной произнес:
— Если бы ваши гетерозиготы получили на выставке звание чемпионов, неужели вы стали бы получать потомство не от них, а от их бракованных братьев?
Я был посрамлен.
И все же скрещивание выщепенцев между собой нашло применение в практике. Подтолкнули куроводов на это... рыболовы.
Форель очень прихотливая рыба, берет далеко не на любую наживку. В Америке рыболовы приладились ловить форель на искусственную мушку из перышек андалузских кур. Безусловно, для этого годились не только перья чемпионов, а любые перья андалузских кур. И вот тут-то стало выгодно получать сто процентов андалузцев! Черных кур начали скрещивать с белыми в крапинку.
Задачи
Подумай и попробуй решить эти задачи сам. Они просты, а если что-то покажется сложным, загляни еще раз на только что прочитанные страницы:
1. Комолого гетерозиготного быка скрещивали с комолыми гетерозиготными коровами. Было получено 64 теленка. Сколько из них в идеале должно получиться рогатых? Сколько комолых гомозигот? Сколько окажется гетерозигот? Скрещивание напиши в виде генетических формул.
2. Среди комолых телят из предыдущей задачи у 27 были зачаточные рожки. Это явные гетерозиготы. Но гетерозиготы могли оказаться и среди тех, у которых рогов нет вовсе. Как выявить этих гетерозигот? Составь план скрещиваний. Условимся, что гомозиготой признается животное, не давшее рогатых телят в четырех спариваниях.
3. В тридцатых годах в Англии выщепились кролики с исключительно короткой и густой шерстью, так называемые рексы. Шкурка у них была очень красива. Вывоз рексов из Англии был запрещен, хотя всех других кроликов можно было вывозить без ограничений. И все же рекс в СССР тогда попал. Англичане, сами того не подозревая, отправили его в нашу страну в гетерозиготе.
Задача такая: дан кролик-самец, гетерозиготный по короткошерстности, и неограниченное число крольчих. Составь план и схемы скрещиваний для получения рексов.
4. Среди сиамских кошек иногда появляются бесхвостые. И они ценятся. Но бесхвостость не всегда бывает наследственной. Бесхвостого сиамского кота скрещивали с несколькими кошками и получили 24 котенка, все — с хвостами. Затем того же кота скрестили с двенадцатью его дочерьми и снова не получили бесхвостых. Можно ли утверждать с большой долей вероятности, что бесхвостость в данном случае не наследственна?
5. Кобель фокстерьер, ввезенный из-за границы, оставил потомство прежде, чем выяснилось, что он страдает поздно проявляющимся наследственным заболеванием. Контрольные скрещивания его потомков между собой дали 22 здоровых и 12 больных щенят. Рецессивен или доминантен ген, вызвавший заболевание? Правильно ли поступило общество охотников, запретившее использовать потомков этого фокстерьера на племя?
6. Лошади масти паламино (золотые с белой гривой и белым хвостом) при скрещивании между собой дают расщепление в соотношении 1:2:1. Примерно на двух жеребят паламино приходится один альбинос и один светло-гнедой жеребенок. Исходя из сказанного, составь схему скрещивания, при котором получилось бы 100 процентов лошадей паламино. Что дает скрещивание паламино с светло-гнедой?
7. У замечательного натуралиста и писателя Э. Сеттона-Томпсона есть рассказ о диком черно-буром лисе Домино. В отличие от большинства героев-животных, о которых писал Томпсон, Домино не гибнет. Напротив, у него и рыжей лисицы-самки родятся дети, причем среди нескольких рыжих лисят оказался один черно-бурый. Каков был генотип матери? (Ответы к задачам даны в конце книги.)
БЕНТАМКИ И ИНТУИЦИЯ
Это случилось 170 лет назад. Английский селекционер-птицевод Джон Себрайт приобрел польскую курицу золотистой окраски.
— Зачем она вам понадобилась? — спросил у него другой птицевод, член того же, что и Себрайт, клуба.
— Как — зачем? — попыхивая сигарой, ответил Себрайт. — С ее помощью можно сделать многое. Например, золотистых бентамок.
— Бентамок? Шутите! Бентамки — карлики, а эта ваша курица по сравнению с ними — гигант. Чтобы сделать золотистых бентамок, нам не хватит всей жизни.
— Жизни? — Себрайт был задет.— Хотите пари? Через два года я принесу сюда золотистых бентамок!
Это была рекордная селекция. И не только для того времени. Два года — означало два поколения. Быстрее чем за два поколения не сможет создать ничего нового и современный селекционер-генетик.
Себрайту помогла поразительная селекционная интуиция.
Сначала он скрестил польскую курицу с обычным бентамским петухом — и в этом не было ничего необычного. Но далее Себрайт не скрещивает гибридов между собой — он подбирает к ним куроперого бентамского петуха. Во времена, когда не существовало понятий «доминант» и «рецессив», когда еще не были открыты законы Менделя, Себрайт подбирает для скрещивания именно рецессивную форму! Интуиция подсказала ему тот самый путь, который современному куроводу подскажет генетика.
Себрайт вывел своих бентамок за два поколения. В наши дни вооруженные генетикой куроводы с легкостью проделывают то же самое — создают карликовые породы.
На Западе сильно развито любительское куроводство. Любитель держит птицу не из-за продуктивности, и ему выгоднее иметь мелких, карликовых кур, чем крупных. Поэтому во многих странах, в том числе ГДР, почти все любительские породы кур переделаны на карликовые.
ВЫИГРАЛ БЫ СЕБРАЙТ ПАРИ В НАШИ ДНИ?
Поделиться книгой: