О ВЕГЕТАТИВНОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ ЖИВОТНЫХ И ПЧЁЛ

О ВЕГЕТАТИВНОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ ЖИВОТНЫХ Профессор П. В. ВИНОГРАДОВА

Гибридами или помесями называют такие организмы, у которых соединены наследственные признаки и свойства двух разных пород или двух разных видов. Известны два способа получения гибридов: половая гибридизация и вегетативная. Половая гибридизация осуществляется путем скрещивания (спаривания) организмов разных пород или разных видов. Например, от скрещивания лошади с ослом получайся гибрид, называемый мулом, от скрещивания пырея с пшеницей, пшенично пырейный гибрид и т.п. Вегетативная гибридизация растений осуществляется путем прививки растения одного сорта на растение другого сорта. По Дарвину – это гибридизация путем прививки, а по Мичурину – вегетативная гибридизация. Мичурин в своих опытах установил, что изменение наследственности у растений происходит легче всего на ранних стадиях развития, в самом молодом состоянии. При этом причиной изменения всегда является изменение обмена веществ.

При вегетативной гибридизации причиной изменения наследственности является взаимное влияние двух растений, соединенных путем прививки: они взаимно обмениваются своими веществами и потому обмен веществ несколько изменяется, что ведет к изменению и наследственности. И.В. Мичурин, делая разнообразные прививки плодовых растений, нашел, что изменение наследственных сортовых признаков бывает наиболее сильным, если побег молодого растения привит на ветку взрослого растения другого сорта. В этом случае, как говорил Мичурин, взрослое дерево является «ментором» (воспитателем) и оказывает определенное влияние на дальнейшее развитие привитого молодого побега, изменяя его признаки и свойства в сторону своего сорта. Эта направленность изменения привоя под влиянием взрослого ментора-подвоя является самой характерной чертой вегетативной гибридизации и самой важной для практики: она открывает возможность управлять развитием растений, изменять их сортовые наследственные свойства в желательном направлении.

Используя вегетативную гибридизацию, Мичурин создал много новых сортов плодовых растений, например яблони Кандиль-китайка и Бельфлер-китайка, Ренет бергамотный, соединяющий в себе качества яблони и груши, и т.п. Следуя пути, указанному Мичуриным, советские биологи разрабатывают различные способы вегетативной гибридизации животных, также имеющие конечной целью управления развитием породных наследственных признаков, их изменение в желательном для нас направлении. Для этого необходимо было решить, на какой ранней ступени развития животных организмов следует осуществлять вегетативную гибридизацию и какой способ избрать для этого. Изучение процесса индивидуального развития животных показало, что в этом процессе можно выделить 4 последовательных периода или этапа: 1 — период развития половых клеток, которые дадут начало новому животному; 2— период оплодотворения, когда происходит соединение женских и мужских половых клеток и образование зиготы, т. е. оплодотворенного яйца; 3 — период зародышевого развития, в течение которого зародыш, развивающийся из зиготы, получает питание из запасов, находящихся в самом яйце (например, при развитии зародыша птицы, пчелы), или из организма Матери (у млекопитающих животных, 4 — период послезародышевого развития, когда молодое животное получает питание непосредственно из внешней среды.

В соответствии с этим в опытах вегетативной гибридизации животных воздействию организма другой породы подвергались или, половые клетки во время их, образования (развития) в половых железах, или зародыши, находящиеся на ранних этапах развития. Для воздействия на развивающиеся половые клетки применяется способ сращивания молодых самок различных пород. Подобный опыт делали на кроликах: молодых крольчих белой ангорской длинношерстной породы сращивали с крольчихами породы фландр, имеющими черную короткую шерсть. Для сращивания у ангорской крольчихи делали разрез боковой стенки живота на левом боку, а у фландрской самки — на правой стороне. Затем обеих самок соединяли, сшивая края разреза одной и другой. Через несколько дней сшитые края кожи, мускулов и брюшины срастались и между телами животных устанавливался взаимный обмен крови, лимфы и полостной жидкости. В срощенном состоянии крольчихи оставались в течение 30—50 дней; при этом благодаря взаимному обмену веществ у каждой крольчихи происходило некоторое изменение наследственных свойств половых клеток, развивавшихся в яичнике.

После указанного срока срощенных самок разъединяли и спаривали каждую с самцом своей породы. У потомства, полученного от этого спаривания, некоторые породные признаки оказались измененными; например, ангорская самка дала короткошерстных крольчат, а не длинношерстных, как нормально. Несомненно, что здесь изменение наследственного породного признака - длины шерсти произошло благодаря влиянию короткошерстной фландрской самки, с которой она была сращена. Ясно, что здесь налицо типичная вегетативная гибридизация, т. е. получение крольчат-гибридов с признаками двух пород (белая окраска и коротко-шерстность).

Другой способ воздействия на развивающиеся женские половые клетки состоит в том, что яичники от самки одной породы пересаживают в тело самки другой породы. Так, например, при пересадке яичников у кур и у кроликов наблюдались изменения окраски потомства в сторону той породы, к которой пересаживали яичники. Третий способ воздействия на женские половые клетки заключается в многократном переливании крови от животного одной породы животному другой породы. Опыты этого рода в течение нескольких лет ведет П. М. Сопиков: от петухов породы австролорп, имеющих черную окраску перьев, Сопиков 2–3 раза в неделю переливал по 5 мл крови курам породы леггорн, имеющим белую окраску. Эти куры спаривались затем с петухами леггорнами и давали потомство, в котором попадались цыплята с отдельными черными перьями среди белых. Повторяя вливание крови австролорпов в 3–4 поколениях леггорнов, Сопиков получил постепенное изменение типичных породных признаков леггорнов в сторону породы австролорп: окраска перьев постепенно темнела и в четвертом поколении некоторые птицы стали совершенно черными, т. е. приобрели окраску австролорпов.

Изменились также и другие породные признаки леггорнов: окраска ног, клюва, ушных мочек, глаз, изменилось телосложение. Полученные таким способом куры — вегетативные гибриды — отличались также более крупными размерами и высоким весом; некоторые из них были вдвое тяжелее типичных леггорнов. Специальным исследованием Сопиков показал, что белки крови австролорпов, перелитые леггорнам, сохраняются в их организме в течение 30—50 дней; повидимому, эти чужепородные белки оказали влияние на обмен веществ всего организма и, в частности, на обмен женских половых клеток, развивавшихся в яичниках кур-леггорнов, которым была перелита кровь австролорпов. Изменения породных признаков кур-леггронов в опытах Сопикова настолько значительны, что на основе их автор работает над выведением новой высокопродуктивной породы кур. Таким образом, вегетативная гибридизация уже входит в практику творческой селекционной работы наших птицеводов. Вегетативная гибридизация животных путем воздействия на ранние стадии развития зародыша показана в целом ряде опытов А. В. Квасницкого, А. И. Логинова, А. Д. Курбатова и других - на кроликах, овцах и свиньях. На кроликах опыты проводились так: берут одну самку ангорской породы и другую породы шиншилла; каждую самку спаривают с самцом той же породы. Через сутки после спаривания обеих самок оперируют и делают взаимную пересадку оплодотворенных яиц: из тела самки ангорской породы яйца переносят в тело самки шиншилла, а из тела шиншилла - в тело самки ангорки.

Благодаря такой пересадке дальнейшее развитие оплодотворённых яиц протекает не в теле родной матери, а в теле «приемной», к которой пересажены яйца. В силу этого зародыши ангорской породы питаются веществами тела самки шиншилла, а зародыши шиншилла — веществами самки ангорки. Опыты показали, что в теле чужепородных матерей пересаженные яйца развиваются не хуже, а даже лучше, чем в теле родной матери: крольчата получаются более крупные, более жизнеспособные, быстрорастущие и т. д. В некоторых случаях у крольчат, развивавшихся в теле чужепородной матери, наблюдалось изменение породных признаков: окраски шерсти, телосложения; более заметны эти изменения были у кроликов следующего поколения, где окраска и телосложение явно изменялись в сторону породы «приемной» матери. Таким образом, и в этих опытах было получено направленное изменение наследственности в сторону матери воспитательницы, что типично для вегетативной гибридизации. Для воздействия на развивающегося зародыша птиц особый способ был разработан С. И. Боголюбским: свежие яйца кур породы леггорн и породы род-айланд одновременно закладывают в инкубатор; на третий день инкубации из каждого яйца шприцем высасывают немного (не более 10 мл) белка и переливают его в яйцо другой породы.

Таким путем в каждом яйце после переливания часть белка своей породы заменяется белком чужой породы, и зародыши, развивающиеся в таких яйцах, питаются не только белком своей, но и чужой породы. Результаты этих опытов оказались сходными с теми, которые наблюдались в опытах переливания крови: цыплята, развившиеся из оперированных яиц, отличались более энергичным ростом, крупными размерами, высокой жизнеспособностью. При повторении замены белка в следующих поколениях изменения породных признаков усиливались: изменялось телосложение, окраска перьев и т. д.

ПРО ПЧЕЛ

Вегетативная гибридизация путем воздействия на развивающиеся женские половые клетки возможна и у пчел. Известно, что в период усиленной кладки яиц пчелиная матка нуждается в усиленном питании молочком, которое вырабатывается в глоточных железах пчел-кормилиц. Молочко является специфической пищей: в состав его входят белковые вещества, аминокислоты, жиры и витамины. Несомненно, что у пчел разных пород составные вещества молочка различны; можно сказать, что каждая порода пчел обладает своеобразными белками и аминокислотами молочка. Поэтому молочко разных пород пчел неодинаково влияет на маток, которые кормятся молочком, и на наследственные свойства яиц, развивающихся в яичниках этих маток. При кормлении матки молочком пчел той же породы той же семьи наследственность ее яиц не изменится, если же пересадить молодую матку в семью другой породы, где она будет питаться чужепородным молочком, у нее, я полагаю, произойдет некоторое изменение обмена веществ, и потому изменятся несколько и наследственные свойства ее яиц. Изменение пчел, достигнутое путем воспитания личинок одной породы в семье другой породы, т. е. при питании молочком пчел другой породы, описано в статьях А. Ф. Губина и И. А. Халифмана, В. А. Шиняевой, Т. В. Виноградовой и А. В. Шекиладзе («Пчеловодство» 1952, N 4; 1953, No 3; 1955, N 2). В опытах этих исследователей было установлено, что из личинок, воспитанных в семьях чужой породы, развиваются пчелы с признаками, измененными в сторону породы воспитательницы. Следовательно, здесь, как и в описанных выше примерах, происходит направленное изменение породных наследственных признаков, характерное для всех опытов вегетативной гибридизации. Из описанных опытов следует: 1 - что причиной изменения породной наследственности животных всегда является изменение обмена веществ развивающихся зародышей или половых клеток при усвоении ими веществ организма другой породы; 2 - что изменение породных признаков всегда направлено в сторону породы, вещества которой усваивались развивающимися зародышами или половыми клетками; 3 - что получаемые в опытах организмы обладают признаками двух пород, т. е. являются типичными гибридами. Этими характерными чертами вегетативная гибридизация отличается от тех случаев изменения наследственных свойств организмов, которые могут возникать при развитии животных в необычных для них условиях внешней среды. Хотя и в этих случаях изменения имеют направленный характер и возникают благодаря изменению обмена веществ, но они не связаны с воздействием одного организма на другой, не направлены в сторону другой породы, а новые формы животных, образующиеся при этом, не являются гибридными.

Профессор П. В. ВИНОГРАДОВА