Дискретные адаптивные нормы: механизмы и роль в эволюции

В.В. Хлебович

Труды Зоологического института РАН, 2009, 313(Приложение 1): 219–231   ·   https://doi.org/10.31610/trudyzin/2009.supl.1.219

Полный текст  

Резюме

В экспериментах по воздействию на образование оборонительных морф в клонах зеленой водоросли Scenedesmus acutus, инфузории Euplotes aediculatus и ракообразного Daphnia pulex показано, что ингибитор транскрипции de novo актиномицин D подавляет как превращение типичной морфы в оборонительную при сигнале присутствия хищника, так и возвращения оборонительной морфы в типичную при прекращении воздействия хищника. Делается вывод о том, что каждая морфа имеет собственную генетическую программу и о том, что способные к образованию дискретных оборонительных норм формы имеют более богатый геном. На основании этого проведена существенная ревизия эволюционной роли модификационной изменчивости.

Ключевые слова

адаптивные модификации, акклимация, дискретные адаптивные нормы, оборонительные морфы, регуляция активности генов, эволюция

Опубликована 25 июля 2009 г.

Литература

Ашмарин И.П. и Ключарёв Л.А. 1975. Ингибиторы синтеза белка. Издательство «Медицина», Ленинград, 208 с.

Барсуков В.В. 1981. Краткий обзор системы подсемейства морских окуней (Sebastinae). Вопросы ихтиологии, 21: 3–27.

Беклемишев В.Н. 1994. Методология систематики. Издательство КМК, Москва, 250 с.

Берг Р.Л. 1993. Генетика и эволюция. Издательство «Наука», Новосибирск, 283 с.

Бергер В.Я., Луканин В.В. и Хлебович В.В. 1970. Действие актиномицина D на способность личинок Aurelia aurita и Epheria vincta к акклимации при изменении к солености среды. Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 6: 636–638.

Воронцов Н.Н. 1999. Развитие эволюционных идей в биологии. Издательство «Прогресс-Традиция», Москва, 640 с.

Гаузе Г.Ф. 1984. Экология и некоторые проблемы происхождения видов. Экология и эволюционная теория: 5–105.

Гилберт С.Ф. 2004. Экологическая биология развития – биология развития в реальном мире. Онтогенез, 35: 425–438.

Гилберт С.Ф., Опиц Д.М. и Рэф Р.А. 1997. Новый синтез эволюционной биологии и биологии развития. Онтогенез, 28: 325–343.

Голубовский М.Д. и Чураев В.Н. 1997. Динамическая наследственность и эпигены. Природа, 4: 16–25.

Грант В. 1980. Эволюция организмов. Издательство «Наука», Москва, 397 с.

Гребельный С.Д. 2008. Клонирование в природе, роль остановки генетической рекомбинации в формировании фауны и флоры. Издательство Зоологического института РАН, Санкт-Петербург, 287с.

Гродницкий Д.Л. 2001. Эпигенетическая теория эволюции как возможная основа нового эволюционного синтеза. Журнал общей биологии, 62: 99–109.

Гродницкий Д.Л. 2002. Две теории биологической эволюции. Издательство «Научная книга», Саратов, 159 с.

Гэйл Э., Кандлифф Э., Рейнолдс П., Ричмонд. М. и Уорринг М. 1975. Молекулярные основы действия антибиотиков. Издательство «Мир», Москва, 500 с.

Дондуа А.К. 1975. Влияние актиномицина D и сибиромицина на эмбриональное и личиночное развитие Nereis virens Sars. Онтогенез, 6: 475–484.

Дубинин Н.П. 1970. Общая генетика. Издательство «Наука», Москва, 427 с.

Дудник Ю.В. 1977. Антибиотики как инструмент исследования. С. 336–362. В кн.: Внешняя среда и развивающийся организм. Издательство «Наука», Москва.

Инге-Вечтомов С.Г. 2002. Возможная роль неоднозначности трансляции в эволюции. Молекулярная биология, 36: 268–276.

Камшилов М.М. 1976. Эволюционное значение определенной изменчивости. Вестник Академии наук СССР, № 8: 77–85.

Карпов В.Л. 2005. От чего зависит судьба гена. Природа, 3: 34–43.

Кирпичников В.С. 1949. Значение приспособительных модификаций в эволюции. Журнал общей биологии, 1: 121–152.

Кирпичников В.С. 1992. От гипотезы о косвенном отборе к созданию новых пород рыб и изучению биохимического полиморфизма одомашненных и диких популяций. Цитология, 34: 112–113.

Корочкин Л.И. 2002. Онтогенез, эволюция и гены. Природа, № 7: 10–19.

Лабас Ю.А. и Хлебович В.В. 1976. Фенотипическое окно генома и прогрессивная эволюция. С. 5–25. В кн.: В.Я. Бергер и В.В. Хлебович (ред.). Соленостные адаптации водных организмов. Издательство Зоологического института РАН, Ленинград.

Левченко В.Ф. и Меншуткин В.В. 1987. Имитация макроэволюционного процесса на ЭВМ. Журнал эволюцонной бихимии и физиологии, 23: 668–673.

Лукин Е.И. 1942. Адаптивные ненаследственные изменения и их судьба в эволюции. Журнал общей биологии, 3: 235–261.

Майр Э. 1968. Зоологический вид и эволюция. Издательство «Мир», Москва, 460 с.

Медников Б.М. 1987. Проблема видообразования и адаптивные нормы. Журнал общей биологии, 48: 15–26.

Михайлова Н.П., Лабас Ю.А., Сойдла Т.Р. и Хлебович В.В. 1976. Мутации устойчивости к аминазину, специфически проявляющиеся при разного типа энергетического обмена дрожжевых клеток. С. 232–245. В кн.: В.Я. Бергер и В.В. Хлебович (ред.). Соленостные адаптации водных организмов. Издательство Зоологческого института РАН, Ленинград.

Михеева Т.М. и Крючкова Н.М. 1980. Морфологические изменения Chlamidomonas sp. и Scenedesmus acuminatus (Lagerh.) Chod. в присутствии зоопланктона. Научные доклады высшей школы. Биологические науки, № 5: 60–65.

Нейфах А.А. и Тимофеева М.Я. 1977. Молекулярная биология процессов развитии Издательство «Наука», Москва, 312 с.

Орбели Л.А. 1961. Эволюционные принципы в применении к центральной нервной Системе. Издательство Академии наук СССР, Москва, С. 166–262.

Расницын А.П. 2002. Процесс эволюции и методология систематики. Труды Русского энтомологического общества, 73: 1–107.

Савинцев И.В. и Векшин Н.Л. 2002. Нестэкинговое связывание 7-аминоактиномицина D и актиномицина D с ДНК и модельными нуклеотидными системами в растворах. Молекулярная биология, 36: 725–730.

Серебровский А.С. 1973. Некоторые аспекты органической эволюции. Издательство «Наука», Москва, 168 с.

Тобиас В.И. 2004. Паразитические насекомые-энтомофаги, их биологические особенности и типы паразитизма. Труды Русского энтомологического общества, 75(2): 1–148.

Уоддингтон K.Х. 1970а. Основные биологические концепции. С. 11–38. В кн.: Астауров Б.Л. (ред.) На пути к теоретической биологии. 1. Пролегомены. Издательство «Мир», Москва.

Уоддингтон K.Х. 1970б. Основные биологические концепции. С. 108–115. В кн.: Астауров Б.Л. (ред.). На пути к теоретической биологии. Издательство «Мир», Москва.

Хлебович В.В. 1974. Критическая соленость биологических процессов. Издательство «Наука», Ленинград, 235 с.

Хлебович В.В. 1981. Акклимация животных организмов. Издательство «Наука», Ленинград, 135 с.

Хлебович В.В. 1999. Адаптивные нормы и генетические триады. С. 93–101. В кн.: Колчинский Э.И. (ред.). Эволюционная биология: история и теория. Издательство Санкт-Петербургского филиала Института истории естествознания и техники РАН и Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей, Санкт-Петербург.

Хлебович В.В. 2002а. Адаптации особи и клона: механизмы и роли в эволюции. Успехи современной биологии, 122: 16–25.

Хлебович В.В. 2002б. Долговременное привыкание как частный случай акклимации. Доклады Российской академии наук, 384: 139–141.

Хлебович В.В. 2004. Особь как квант жизни. С. 144–152. В кн.: А.Ф. Алимов и С.Д. Степаньянц (ред.). Фундаментальные зоологические исследования. Теория и методы. Издательство КМК, 384. Москва, Санкт-Петербург.

Хлебович В.В. 2006. Новое окно в эпигенетику. Природа, № 7: 22–29.

Хлебович В.В. и Дегтярев А.В. 2003. Механизмы образования оборонительных морф у Euplotes aediculatus (Ciliata, Hypotrichida). Доклады Российской академии наук, 392: 571–573.

Хлебович В.В. и Дегтярев А.В. 2005а. Механизмы образования оборонительных морф у Scenedesmus acutus (Chlorophycea, Scenedesmacea). Доклады Российской академии наук, 403: 715–717.

Хлебович В.В. и Дегтярев А.В. 2005б. Механизм образования оборонительных морф у Daphnia pulex (Cladocera, Daphniida. Доклады Российской академии наук, 404: 139–141.

Хлебович В.В., Кулангиева Л.В. и Дегтярев А.В. 2004. Влияние актиномицина D на соленостныю акклимацию Paramecium calkinsi. Известия Российской академии наук, серия Биологическая, № 1: 5–7.

Хлебович В.В. и Луканин В.В. 1980. Динамика синтезов РНК и митохондриальных синтезов в процессе адаптации планул Aurelia aurita к изменению среды по данным ингибиторного анализа С. 123–130. В кн.: Д.В. Наумов и С.Д. Степаньянц (ред.). Теоретическое и практическое значение кишечнополостных. – Издательство Зоологического института АН СССР, Ленинград.

Хлебович В.В. и Орфеев Ю.Ф. 1975. Об экологическом стимуле протозойной колониальности и становления многоклеточности. С. 11–14. В кн: Воронцов Н.Н. (ред.) Проблемы эволюции. Т. 4. Издательство Академии наук СССР, Новосибирск.

Чураев Р.Н. 2005. Контуры неканонической теории наследственности: от генов к эпигенам. Журнал общей биологии, 66: 99–122.

Шапошников Г.Х. 1987. Образование комплексов близких форм и их изучение у тлей (Homoptera, Aphididae). Зоологический журнал, 66: 1196–1208.

Шапошников Г.Х. 1990. Различия в жизненных циклах и адаптивных тактиках между близкими формами тлей (Homoptera, Aphididfae). Энтомологическое обозрение. 69: 264–280.

Шишкин М.А. 1984. Фенотипические реакции и эволюционный процесс (Еще раз об эволюционной роли модификаций) С. 196–216. В кн.: Экология и эволюционная теория. Издательство «Наука», Ленинград.

Шишкин М.А. 1988а. Эволюция как эпигенетический процесс. С. 142–169. В кн.: Современная палеонтология. Издательство «Недра», Москва.

Шишкин М.А. 1988б. Закономерности эволюции онтогенеза. С. 169–209. В кн.: Современная палеонтология. Издательство «Недра», Москва.

Шишкин М.А. 2006. Индивидуальное развитие и уроки эволюции. Онтогенез, 37: 179–198.

Шмальгаузен И.И. 1940. Изменчивость и смена адаптивных норм в процессе эволюции. Журнал общей биологии, 1: 509–528.

Шмальгаузен И.И. 1969. Проблемы дарвинизма. Издательство «Наука», Москва, 493 с.

Шмальгаузен И.И. 1982. Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии. Издательство «Наука», Москва, 228 с.

Шорыгин А.А. 1952. Питание и пищевые взаимоотношения рыб Каспийского моря. Издательство «Пищепромиздат», Москва, 268 с.

Andersen N.M. 1993. The evolution of wing polymorphism in water striders (Gerridae): a phylogenetic approach. Oikos, 67: 433–443. https://doi.org/10.2307/3545355

Aoki S. and Myazaki M. 1985. Larval dimorphism in Hormaphidinae and Pomaphidinae aphids in relation to the function of defending their colonies. P. 337–338. In: Evolution and biosysematics of Aphids: Zakład narodowy im. Osoloińskich. Wrocław.

Black A.R. 1993. Predator-induced phenotypic plasticity in Daphnia pulex: life history and morphological responses to Notonecta and Chaoborus. Limnology and Oceanogrfphy, 38: 986–996. https://doi.org/10.4319/lo.1993.38.5.0986

Boraas M.E., Seale D.V. and Boxhorn J.E. 1998. Phagotrophy by a flagellate selects for colonial prey. A possible origin of multicellularity. Evolutionary Ecology, 12: 153–164. https://doi.org/10.1023/A:1006527528063

Brönmark C. and Pettersson L. 1994. Chemical cues from piscivores induce a change in morphology in crucian carp Oikos, 67: 396–402. https://doi.org/10.2307/3545777

Cruz I.P. 1981. A sterile defender in a polyembryonic hymenopterous parasite. Nature, 194, No. 5840: 446–447. https://doi.org/10.1038/294446a0

Gilbert J.J. 1980. Further observation on developmental polymorphism and its evolution in Brachyonus calyciflorus. Freshwater Biology, 10: 281–294. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.1980.tb01202.x

Goldschmidt R. 1940. The material basis of evolution. Yale Univ. Press, New Haven, 436 pp.

Ho V. 1964. Identification and “induction” of interferon. Bacteriology Review, 28: 367–381. https://doi.org/10.1128/br.28.4.367-381.1964

Kellis M., Birren B.W. and Lander E.S. 2004. Proof and evolutionary analysis of ancient genome duplication in the yast Saccharomyces cerevisiae. Nature, 428: 617–624. https://doi.org/10.1038/nature02424

Khlebovich V.V. and Abramova E.N. 2000. Some problems of crustacean taxonomy related to the phenomenon of horohalinicum. Hydrobiologia, Belgium, 417: 109–113. https://doi.org/10.1023/A:1003863623267

Krueger D.A. and Dodson S.I. 1981. Embryological induction and predation ecology in Daphnia pulex. Limnology and Oceanography, 26: 219–223. https://doi.org/10.4319/lo.1981.26.2.0219

Kusch J. 1993. Predator-induced morphological changes in Euplotes (Ciliata): isolation of the inducing substances released from Stenostomum sphaegnetorum (Turbellaria). Journal Experimental Zoology, 285: 613–618. https://doi.org/10.1002/jez.1402650602

Lünning J. 1995. Life-history responces to Chaoborus of spined and unspined Daphnia pulex / Journal of the Plankton Research, 17: 71–84. https://doi.org/10.1093/plankt/17.1.71

Lürling M. 2003. Phenotypic plasticity in the green algae Desmodesmus and Scenedesmus with special reference to the induction of defensive biology. Annales de limnology, 39: 85–101. https://doi.org/10.1051/limn/2003014

Repka S. and Pihlajamaa K. 1996. Predator-induced phenotypic plasticity in Daphnia pulex: uncoupling morphological defenses and life history shifts. Hydrobiologia, 339: 67–71. https://doi.org/10.1007/BF00008914

Repka S., Walls M. and Ketola M. 1995. Neck spine protects Daphnia pulex from predation by Chaoborus, but individuals with longer tailspine are at great risk. Journal of the Plankton Research, 17: 393–403. https://doi.org/10.1093/plankt/17.2.393

Schlichting C.D. and Pigliucci M. 1998. Phenotypic evolution. A reaction norm perspective: Sinauer, Sinderland 387 pp.

Stemberger R.S. and Gilbert J.J. 1987. Defences of planktonic rotifers against predators. P. 227–247. In: Predation: Direct and Indirect Impacts on Aquatic Communities. Univ. Press of New England, Hanover.

Waddington С.H. 1961. Genetic assimilation. Advances in Genetics, 10: 257–283. https://doi.org/10.1016/S0065-2660(08)60119-4

Wolfe K.H. and Schields D.C.1997. Molecular evidence for an ancient duplication of the entire yeast genome. Nature, 387: 708–713. https://doi.org/10.1038/42711

 

© Зоологический институт Российской академии наук
Последнее изменение: 25 марта 2025 г.