Цифровой журнал «Компьютерра» № 205

Классификация, которую мы будем обсуждать, касается только популяций с постоянным способом размножения особей. Кроме них, известно множество случаев сложных жизненных циклов или чередования способов размножения. У многих видов половое размножение чередуется с бесполым или размножение с оплодотворением чередуется с партеногенезом. Так, дафнии и тли в течение лета образуют клональные линии партеногенетических самок, а перед уходом на зимовку у них появляется раздельнополое поколение. Самцы и самки производят оплодотворённые яйца, которые дожидаются следующей весны.

Циклический партеногенез у дафний.

Строго говоря, такие способы воспроизводства не вписываются в предложенную классификацию. Однако всегда можно сказать, к примеру, что дафнии и тли сочетают подтипы воспроизводства IIIa и IIb. Впрочем, чередование поколений — в любом случае отдельный разговор. Отложив его до лучших времён, перейдём к рассмотрению типов популяций с постоянным характером воспроизводства.

Классификация типов популяционного воспроизводства (у видов с постоянным характером размножения особей). Подробные пояснения — в тексте

Тип I представлен уже упомянутыми клональными популяциями. Он делится на два подтипа в зависимости от того, изолированы клональные линии друг от друга генетически или нет.

Для подтипа Ia характерна способность к горизонтальной передаче генетической информации («вертикальной» считается передача внутри генеалогической последовательности, от предков к потомкам, а «горизонтальной» — между неродственными организмами). Самые разнообразные бактерии относятся именно к этому типу. Горизонтальный перенос генов у прокариот (доядерных организмов) был открыт на примере передачи устойчивости к антибиотикам. В последнее время стало ясно, что такой перенос — широко распространённое явление. Для бактерий нехарактерны изолированные видовые генофонды. «Куски» генетического материала передаются от «вида» к «виду» с помощью различных механизмов.

Именно поэтому в столбце какая-тоIa нарисована бактерия. Под ней находится совершенно иное существо — бделлоидная коловратка. Это микроскопический червь — а следовательно, эукариотический (ядерный) организм. Как у большинства других животных, и в частности у нас с вами, в его клетках находится двойной набор генетической информации, размещённый на двойном (диплоидном) наборе хромосом (содержащих ДНК клеточных структур). Особенность в том, что у нас с вами один набор получен от отца, а другой — от матери, а бделлоидные коловратки утеряли половое размножение в довольно давнем эволюционном прошлом. Наши парные хромосомы содержат сходные (с точностью до индивидуальных отличий) версии одного и того же генетического текста. Парные хромосомы бделлоидных коловраток перестали, по сути, быть парными: они содержат функционально различный текст, который буквально набит фрагментами, полученными от других организмов в результате горизонтального переноса. Размножаются эти удивительные черви путём партеногенеза.

Для бактерий, вероятно, возможна ситуация, когда чужой фрагмент генетической информации встраивается куда попало и оказывается полезен. Такая вставка не является полностью случайным текстом. Это результат отбора, проходившего у других организмов, и он, возможно, связан с какими-то ценными свойствами. Эукариоты перестраивают свою генетическую информацию иначе. Помните, в недавних колонках об эпигенетической теории эволюции я говорил, что развитие высокоразвитых организмов регулируется намного сложнее, чем у бактерий? Если в ходе индивидуального развития происходит многоэтапное взаимодействие между генами и продуктами их работы, если активность генов регулируется сложными генными сетями, то шансов, что случайный кусок генетического текста, встроившийся в случайное место, окажется потенциально полезен, очень немного.

Горизонтальный перенос встречается и у эукариот, но в целом для них характерен совсем иной механизм рекомбинации, тесно связанный с половым размножением. При оплодотворении возникает клетка с удвоенным набором хромосом. Значит, в процессе образования половых клеток набор хромосом должен сократиться вдвое. Это происходит при делении, которое называется мейозом. В мейозе парные хромосомы узнают друг друга и обмениваются фрагментами в ходе процесса, названного кроссинговером (или попросту перекрёстом). Новая генетическая информация, которая несёт следы действия отбора, происходившего у других организмов, попадает при этом не куда попало, а именно в то место хромосомы, где уже имеются механизмы регуляции её активности.