Группа российских ученых, в состав которой вошли исследователи из Института цитологии (ИНЦ) РАН, обнаружила необычные системы размножения у лягушек в Молдавии. В них вовлечены гибриды, что крайне редко встречается среди наземных позвоночных животных. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Russian Journal of Herpetology. Они позволят уточнить представления биологов о механизмах появления новых гибридных видов живых организмов.

Эволюция является одним из фундаментальных процессов развития живой природы, который сопровождается изменением фенотипа (внешнего вида) и генетического состава популяций организмов. Хотя эволюция исследуется уже много лет, отдельные аспекты теорий, объясняющих механизмы этого процесса, являются предметом научных дискуссий.

Одним из важных факторов, обеспечивающих эволюцию и видовое разнообразие является гибридизация – это процесс получения гибридов, когда генетический материал разных видов живых организмов объединяется. Гибриды первого поколения часто характеризуются лучшей приспособленностью, плодовитостью и выживаемостью. Гибридное видообразование свойственно значительной части растений, поэтому это свойство активно используется в растениеводстве для повышения производительности отрасли. В тоже время, большинство гибридов животных является стерильным, т. е. гибриды, полученные в первом поколении, не способны размножаться.

«Зеленые (или водные) лягушки широко распространены в Евразии. Эти земноводные хорошо известны науке и обществу, а один из видов, съедобная лягушка, даже является традиционным деликатесом французской кухни. Однако, как оказалось, этот вид крайне необычен с точки зрения генетики и способа его воспроизводства. Все особи этого вида представляют собой гибридов первого поколения, которые способны размножаться в естественной среде обитания и производить себе подобных гибридов», – рассказывает заведующий лабораторией стабильности хромосом и микроэволюции генома ИНЦ РАН Спартак Литвинчук.

Зеленые лягушки живут практически по всей Европе, в Северной Африке и Азии. Необычные системы размножения зеленых лягушек были найдены в долине реки Днестр в Молдове. Гибридная съедобная лягушка здесь представлена только самцами (самки крайне редки), примерно половина из которых стерильна. Однако гибридные особи, способные к размножению, скрещиваются с самками другого вида, живущими с ними совместно, и их потомство представлено только гибридами. Можно сказать, что эти самцы «воруют» гаметы у другого вида для воспроизводства себе подобных самцов. Этот процесс ранее был назван кредитогенезом и среди наземных позвоночных животных встречается только у этих лягушек и саламандр. Причем «воровское» воспроизводство у этих лягушек иногда бывает настолько успешным, что в некоторых местах гибриды полностью вытесняют родительские виды, лишаясь таким образом возможности самим воспроизводиться.

Внешне гибридный вид не сильно отличаются от обычных родительских видов зеленых лягушек. Основные отличия связаны с их генетическими особенностями и количеством ДНК в их клетках. Поэтому для их изучения исследователи, наряду с традиционными генетическими методами, применяли метод проточной ДНК цитометрии.

«Гибридизация вероятно является одним из эволюционных механизмов, способствующих появлению новых видов. Съедобные лягушки являются живым этому свидетельством. Они позволяют изучить этот процесс в настоящем, что поможет уточнить наши представления о том, как гибриды могут становиться самостоятельными видами. Понимание этих процессов может использоваться для создания новых видов живых организмов, которые, например, могут быть полезны в сельском хозяйстве. Сейчас мы ведем работу над тем, чтобы выяснить причины гибридизации зеленых лягушек. Наверняка большую роль в этом процессе играет экологический фактор», – поясняет Спартак Литвинчук.

В состав научной группы вошли ученые из ИНЦ РАН, Тамбовского государственного университета, Зоологического института РАН. Исследование поддержано грантом РФФИ.

Источник: пресс-служба ИНЦ РАН.