Hibridizare - procesul de formare sau obținere a hibrizilor , care se bazează pe combinarea materialului genetic al diferitelor celule într-o singură celulă.
Poate fi efectuată în cadrul aceleiași specii (hibridare intraspecifică) și între diferite grupuri sistematice (hibridare la distanță, în care sunt combinați genomi diferiți ). Prima generație de hibrizi este adesea caracterizată de heteroză , care se exprimă prin adaptabilitate mai bună, fecunditate mai mare și viabilitate a organismelor. Cu hibridizarea la distanță, hibrizii sunt adesea sterili .
Speciația hibridă [ 1] este unul dintre tipurile de speciație simpatrică , este caracteristică unei părți semnificative a plantelor și doar unui număr mic de specii de animale [2] . Când se încrucișează diferite specii, descendenții sunt de obicei sterili. Acest lucru se datorează faptului că numărul de cromozomi din diferite specii este diferit. Cromozomii diferiți nu se pot asocia în mod normal în timpul meiozei , iar celulele sexuale rezultate nu primesc un set normal de cromozomi. Cu toate acestea, dacă la un astfel de hibrid apare o mutație genomică , care determină o dublare a numărului de cromozomi, atunci meioza se desfășoară normal și produce celule germinale normale. În acest caz, forma hibridă dobândește capacitatea de a se reproduce și pierde posibilitatea de încrucișare cu formele parentale. În plus, hibrizii de plante interspecifici se pot reproduce vegetativ.
Seria naturală de specii de plante hibride care există în natură a apărut probabil în acest fel. Astfel, sunt cunoscute specii de grâu cu 14, 28 și 42 de cromozomi, specii de trandafiri cu 14, 28, 42 și 56 de cromozomi și specii de violete cu un multiplu de 6 cromozomi în intervalul de la 12 la 54. Potrivit unor date, cel puțin o treime din toate tipurile de plante cu flori [2] .
O origine hibridogenă a fost dovedită și pentru unele specii de animale, în special, șopârle de stâncă , amfibieni și pești. Unele specii de șopârle caucaziene de origine hibridă sunt triploide și se reproduc prin partenogeneză [1] .
Speciația hibridă înseamnă, de obicei, apariția la descendenți a unui hibrid natural al unei noi linii care se reproduce în puritate și este izolată de specia mamă și de frații săi din populația hibridă . Această nouă linie trebuie să depășească sterilitatea hibridă și distrugerea hibrizilor.
Speciația de recombinarePoate fi definită ca apariția la descendența unui hibrid de specie cu sterilitate cromozomială a unui nou recombinant structural homozigot , fertil atunci când este încrucișat cu indivizi de linie proprie, dar izolat de alte linii și de specia-mamă prin bariera creată de cromozomiale. sterilitate.
Dacă numărul de translocații independente este mai mare, atunci sterilitatea cromozomială, care creează bariere în jurul noilor recombinanți homozigoți, crește, iar noua linie devine mai izolată.
Procesul de recombinare a speciației a fost găsit în rândul descendenților hibrizilor experimentali ai reprezentanților genului Tobacco , la unele cereale și alte plante. Rolul său în natură rămâne neclar. Probabil, o astfel de speciație apare din când în când, dar mai puțin frecvent decât alopoliploidia.
La unele grupuri de plante, hibrizii interspecifici sunt fertili, iar izolarea între specii este asigurată în principal de bariere externe. Izolarea ecologică și sezonieră, precum și izolarea datorată structurii florii, sunt principalele bariere care separă speciile. Diferențele morfologice, fiziologice și comportamentale dintre specii care conduc la apariția unor astfel de bariere sunt sub controlul genelor. La descendenții hibrizilor naturali interspecifici, dacă aceștia apar, scindarea are loc în funcție de diferențele genice și în funcție de trăsăturile corespunzătoare care determină izolarea externă. Acest lucru creează o oportunitate pentru apariția produselor de recombinare interspecifică cu noi combinații de trăsături care pun bazele pentru noi subpopulații izolate în exterior. Dacă izolarea externă persistă în viitor, atunci din aceste subpopulații pot apărea noi specii de origine hibridă.
Exemple posibile de speciație hibridă sunt descrise pentru mai multe grupuri de plante ( Amaranth , Fireweed , Alsophila , Nephelea și alte genuri ) [3] .
În ameliorarea plantelor , cea mai comună metodă este hibridizarea formelor sau soiurilor în cadrul aceleiaşi specii . Cele mai multe soiuri moderne de plante agricole au fost create folosind această metodă. Hibridizarea la distanță este o metodă mai complexă și mai consumatoare de timp de obținere a hibrizilor. Principalul obstacol în calea obținerii hibrizilor la distanță este incompatibilitatea celulelor germinale ale perechilor încrucișate și sterilitatea hibrizilor din prima și generațiile următoare. Utilizarea poliploidiei și a încrucișării ( backcrossing ) în unele cazuri face posibilă depășirea neîncrucișării perechilor și a sterilității hibrizilor.
Hibridizarea, ca și poliploidia , duce în unele cazuri la o creștere a frecvenței mutațiilor [4] .
Metodele de hibridizare ADN constau în amestecarea fragmentelor de ADN monocatenar obținute de la două specii diferite. Proporția din amestecul de ADN total care se reunește pentru a forma elice dublu catenare și rata reuniunii servesc ca măsurători ale gradului de înrudire genetică între speciile date. Această metodă este utilizată pe scară largă de către zoologi, botanici și alți cercetători [3] .