Hibridación - el proceso de formación u obtención de híbridos , que se basa en la combinación del material genético de diferentes células en una sola célula.
Puede llevarse a cabo dentro de una misma especie (hibridación intraespecífica) y entre diferentes grupos sistemáticos (hibridación a distancia, en la que se combinan diferentes genomas ). La primera generación de híbridos se caracteriza a menudo por la heterosis , que se expresa en una mejor adaptabilidad, mayor fecundidad y viabilidad de los organismos. Con la hibridación a distancia, los híbridos suelen ser estériles .
La especiación hibridogénica [1] es uno de los tipos de especiación simpátrica , es característica de una parte significativa de las plantas y solo de un pequeño número de especies animales [2] . Al cruzar diferentes especies, la descendencia suele ser estéril. Esto se debe al hecho de que el número de cromosomas en diferentes especies es diferente. Los cromosomas diferentes no pueden emparejarse normalmente durante la meiosis y las células sexuales resultantes no reciben un conjunto normal de cromosomas. Sin embargo, si se produce una mutación genómica en un híbrido de este tipo , lo que provoca una duplicación del número de cromosomas, la meiosis procede normalmente y produce células germinales normales. En este caso, la forma híbrida adquiere la capacidad de reproducirse y pierde la posibilidad de cruzarse con las formas parentales. Además, los híbridos de plantas interespecíficos pueden reproducirse vegetativamente.
La serie natural de especies de plantas híbridas que existen en la naturaleza probablemente surgió de esta manera. Así, se conocen especies de trigo con 14, 28 y 42 cromosomas, especies de rosas con 14, 28, 42 y 56 cromosomas, y especies de violetas con un múltiplo de 6 cromosomas en el rango de 12 a 54. Según algunos datos, al menos un tercio de todo tipo de plantas con flores [2] .
También se ha demostrado un origen hibridógeno para algunas especies animales, en particular, lagartijas de roca , anfibios y peces. Algunas especies de lagartos caucásicos de origen híbrido son triploides y se reproducen por partenogénesis [1] .
La especiación híbrida generalmente significa la aparición en la descendencia de un híbrido natural de una nueva línea que se reproduce en pureza y está aislada de la especie progenitora y de sus hermanos en la población híbrida . Esta nueva línea debe superar la esterilidad híbrida y la destrucción de los híbridos.
Especiación por recombinaciónPuede definirse como la aparición en la descendencia de una especie híbrida con esterilidad cromosómica de un nuevo recombinante estructuralmente homocigótico , fértil al cruzarse con individuos de su propia línea, pero aislado de otras líneas y de la especie progenitora por la barrera creada por los cromosomas. esterilidad.
Si el número de translocaciones independientes es mayor, aumenta la esterilidad cromosómica, que crea barreras alrededor de los nuevos homocigotos recombinantes, y la nueva línea se vuelve más aislada.
El proceso de especiación por recombinación se encontró entre los descendientes de híbridos experimentales de representantes del género Tabaco , en algunos cereales y otras plantas. Su papel en la naturaleza sigue sin estar claro. Probablemente, tal especiación ocurre de vez en cuando, pero con menos frecuencia que la alopoliploidía.
En algunos grupos de plantas, los híbridos interespecíficos son fértiles y el aislamiento entre especies se proporciona principalmente por barreras externas. El aislamiento ecológico y estacional, así como el debido a la estructura de la flor, son las principales barreras que separan a las especies. Las diferencias morfológicas, fisiológicas y de comportamiento entre especies que conducen a la aparición de dichas barreras están bajo el control de los genes. En los descendientes de híbridos interespecíficos naturales, si aparecen, la escisión se produce según las diferencias genéticas y según los rasgos correspondientes que determinan el aislamiento externo. Esto crea una oportunidad para el surgimiento de productos de recombinación interespecífica con nuevas combinaciones de rasgos que sientan las bases para nuevas subpoblaciones aparentemente aisladas. Si el aislamiento externo persiste en el futuro, de estas subpoblaciones pueden surgir nuevas especies de origen híbrido.
Se describen posibles ejemplos de especiación híbrida para varios grupos de plantas ( Amaranto , Fireweed , Alsophila , Nephelea y otros géneros ) [3] .
En fitomejoramiento , el método más común es la hibridación de formas o variedades dentro de la misma especie . La mayoría de las variedades modernas de plantas agrícolas se han creado utilizando este método. La hibridación remota es un método más complejo y lento para obtener híbridos. El principal obstáculo para la obtención de híbridos lejanos es la incompatibilidad de las células germinales de los pares cruzados y la esterilidad de los híbridos de primera y sucesivas generaciones. El uso de la poliploidía y el retrocruzamiento ( backcrossing ) en algunos casos permite superar el no cruce de parejas y la esterilidad de los híbridos.
La hibridación, como la poliploidía , en algunos casos conduce a un aumento en la frecuencia de mutaciones [4] .
Los métodos de hibridación de ADN consisten en mezclar fragmentos de ADN monocatenario obtenidos de dos especies diferentes. La proporción en la mezcla de ADN total que se vuelve a unir para formar hélices de doble cadena y la tasa de reunión sirven como medidas del grado de parentesco genético entre especies dadas. Este método es ampliamente utilizado por zoólogos, botánicos y otros investigadores [3] .